Стохастические и нестохастические эффекты ионизирующего излучения реферат
Обновлено: 28.06.2024
Ионизирующее излучение может оказывать влияние на организм как при внешнем (особенно рентгеновское и гамма-излучение), так и при внутреннем (особенно альфа-частицы) облучении. Внутреннее облучение происходит при попадании внутрь организма через лёгкие, кожу и органы пищеварения источников ионизирующего излучения. Внутреннее облучение более опасно, чем внешнее, так как попавшие внутрь ИИИ подвергают непрерывному облучению ничем не защищённые внутренние органы.
Смертельные поглощённые дозы для отдельных частей тела следующие:
· нижняя часть живота - 50 Гр;
· грудная клетка -100 Гр;
· конечности - 200 Гр.
При облучении дозами, в 100-1000 раз превышающую смертельную дозу, человек может погибнуть во время облучения ("смерть под лучом").
При изучении действия излучения на организм были выявлены следующие особенности:
1. Высокая эффективность поглощённой энергии, даже малые её количества могут вызвать глубокие биологические изменения в организме.
2. Наличие скрытого (инкубационного) периода проявления действия ионизирующих излучений.
3. Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться.
4. Генетический эффект - воздействие на потомство.
5. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению.
6. Не каждый организм (человек) в целом одинаково реагирует на облучение.
7. Облучение зависит от частоты воздействия. При одной и той же дозе облучения вредные последствия будут тем меньше, чем более дробно оно получено во времени.
В основе всего многообразия поражений, возможных при воздействии на организм ионизирующих излучений, лежат летальные и нелетальные повреждения генома клеток. С увеличением дозы эта вероятность летальных поражений увеличивается.
Летальный эффект, если доза невелика, и количество погибших клеток тоже невелико, не имеет существенного значения для организма, поскольку системы физиологической регенерации способны возместить ущерб путем пролиферации сохранивших жизнеспособность клеток. Лишь если доза достаточно велика, степень клеточного опустошения становится несовместимой с нормальной жизнедеятельностью. Такие эффекты получили наименование нестохастических (другие варианты названия: детерминистских, пороговых).
Иначе обстоит дело с последствиями для организма связанных с возникновением передающихся дочерним клеткам генетических повреждений, мутаций. Малигнизация клетки может произойти в результате единичного "попадания" - поглощения минимальной порции энергии излучения в структуре, ответственной за возникновение мутации. Следовательно, для возникновения такого повреждения нет дозового порога. Конечно, вероятность развития опухоли при низких дозах мала. С увеличением дозы она возрастает. Развитие после облучения злокачественных новообразований расценивается как стохастический эффект.
Итак, детерминистские (нестохастические) эффекты характеризуются следующими признаками:
-наличием дозового порога для возникновения,
-возрастанием частоты эффекта с увеличением дозы;
-увеличением тяжести поражения с повышением дозы.
Например, при общем облучении в дозе 1,5 Гр наиболее вероятно развитие ОЛБ 1-й степени, а в дозе 5 Гр - тяжелой.
Стохастические эффекты:
- не имеют дозового порога;
-частота их проявления возрастает с увеличением дозы;
-тяжесть эффекта от дозы не зависит.
До сих пор шла речь о лучевом поражении соматических клеток и их последствиях. Принципиально такие же повреждения могут возникнуть и в зародышевых клетках. Летальные повреждения зародышевых клеток приведут к снижению их числа и развитию стерильности (детерминистский эффект). Передающиеся по наследству мутации могут привести к гибели зародыша на разных стадиях онтогенеза, рождению плода с генетическими аномалиями. Генетические последствия относятся к стохастическим эффектам.
При воздействии высоких доз излучения, которые вероятны в условиях ведения ядерной войны, при тяжелых радиационных катастрофах мирного времени, внимание врача, безусловно, будут занимать детерминистские эффекты, лежащие в основе острых поражений.
© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.003)
Эффекты, вызванные ионизирующим излучением. Возникновение мутаций под действием излучения. Нарушения нейро-эндокринной регуляции. Накопление повреждений в генетическом аппарате соматических и половых клеток. Генетические последствия действия радиации.
| Рубрика | Медицина |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.04.2015 |
| Размер файла | 28,7 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Стохастические последствия облучения
1. Стохастические последствия облучения
Стохастические эффекты излучения представляют собой вредные биологические эффекты, вызванные ионизирующим излучением, не имеющие дозового порога возникновения, вероятность возникновения пропорциональна дозе и для которых тяжесть проявления не зависит от дозы. В отношении данной патологии считается обоснованной беспороговая концепция, согласно которой прирост патологии пропорционален коллективной эффективной дозе радиации, начиная с нулевой дозы. Дозовая зависимость для стохастических эффектов проявляется не в изменении тяжести заболевания, а в увеличении частоты той или иной патологии. При этом значение имеет не индивидуальная, а коллективная доза облучения на определенную популяцию лиц.
Стохастические эффекты -- последствия, носящие вероятностный, случайный характер. Вероятность их проявления существует при облучении в малых дозах ИИ. С увеличением последних она возрастает, но при этом тяжесть течения процесса от них не зависит.
В зависимости от вида клеток, в которых происходят наследственные изменения, различают:
соматические или сомато-стохастические эффекты, которые регистрируют у лиц подвергшихся облучению. К ним относят злокачественные новообразования, лейкозы, обусловливающие главный риск возникновения соматических последствий облучения в небольшой дозе; они выявляются лишь при длительном наблюдении (15-30 лет) за большими группами населения (десятки, сотни тысяч человек);
наследуемые или генетические эффекты, которые регистрируют у потомков лиц, подвергшихся облучению и является следствием повреждения генома половых клеток.
Таким образом, можно говорить о следующих механизмах формирования отдаленных последствий облучения:
1. Накопление повреждений в генетическом аппарате соматических и половых клеток;
2. Геномные нарушения;
3.Нарушения нейро-эндокринной регуляции, определяющие снижение адаптационных возможностей организма.
Достоверность связи определенной части этих эффектов с облучением была доказана международной медико-эпидемиологической статистикой лишь в начале 1990-х годов. Стохастические эффекты обычно обнаруживаются через длительное время после облучения и лишь при длительном наблюдении за большими группами населения в десятки и сотни тысяч человек. Средний латентный период составляет около 8 лет для лейкоза и в 2-3 раза больше для остальных видов онкозаболеваний. Риск умереть от рака вследствие облучения неодинаков у мужчин и женщин и меняется в зависимости от времени после облучения.
В основе стохастического эффекта излучения лежит радиационно-индуцированная мутация отдельных клеток облученного органа или ткани.
Мутацией называют внезапно возникающее естественное или искусственно вызываемое стойкое изменение структур клетки, ответственных за хранение наследственной информации, и ее передачу от клетки к клетке в процессе клеточного деления, без которого невозможно существование живого организма. Возникающие под действием излучения мутации половых клеток родителей могут привести к возникновению генетических (передающихся по наследству) эффектов излучения у потомков облученных лиц. Мутации соматических клеток тела человека могут привести к возникновению раковых заболеваний.
Возникновение мутаций под действием излучения, и их реализация в виде наблюдаемого стохастического эффекта излучения имеют вероятностную природу. Мутация соматических и половых клеток живого организма является мощным фактором биологического развития. Клеточные мутации под действием природных и искусственных факторов окружающей среды являются первопричиной и того, что дети не являются копиями своих родителей и того, что любой человеческой популяции присущ определенный фоновый уровень спонтанных раковых и генетических заболеваний. До настоящего времени среди стохастических эффектов излучения не обнаружено специфических заболеваний, которые возникают только под действием излучения.
Ионизирующее излучение является всего лишь одним из факторов, воздействие которых может увеличить вероятность возникновения онкологических или генетических заболеваний в популяции.
С представлением о мутациях согласуется понятие о беспороговом характере действия излучения и о линейной зависимости эффекта от дозы.
Считается, что одна измененная клетка может положить начало развитию опухоли, а первичным изменением в клетке, достаточным для возникновения мутации, может быть разрыв ДНК, возникший вследствие одной ионизации.
В то же время в организме человека всегда имеется большое число клеток, имеющих повреждения ДНК, достаточные для развития опухоли, но возникшие по другим, нерадиационным, причинам.
В отношении стохастических эффектов излучения предполагается отсутствие дозового порога. Поскольку природный радиационный фон всегда существует, как существует и спонтанный уровень стохастических эффектов, то любая практическая деятельность, приводящая к дополнительному облучению, приводит и к увеличению вероятности стохастических эффектов. Вероятность их возникновения предполагается пропорциональной дозе, а тяжесть проявления - не зависящей от дозы облучения.
2. Онкологическая патология
К сомато-стохастическим последствиям облучения относят злокачественные новообразования, которые могут возникать практически во всех органах: лейкозы; рак щитовидной железы; рак легких, желудка; эндокринно-зависимые опухоли - рак молочной железы и яичников, злокачественные опухоли кожи и костей.
В индивидуальном плане нельзя сказать, у кого разовьется онкопатология, но в популяции в целом при увеличении коллективной дозы излучения будет происходить прибавка к естественному спонтанному уровню. Естественный уровень онкопатологии до 1986 г. находился на уровне примерно 16% от общей численности населения на протяжении всей жизни человека. На 1 млн. человек за 70 лет жизни онкологическими болезнями заболевало 160 тысяч, из которых 70 тысяч излечивалось, и для 90 тысяч исход был летальным. Заболеваемость лейкозами составляла 40 случаев на 1 млн. жителей в год относительно возраста или 2800 случаев на 1 млн. за 70 лет жизни.
Развитие радиационно-индуцированной онкопатологии характеризуется довольно продолжительным латентным периодом, что неудивительно, если учесть, что онкогенез представляет собой многостадийный процесс. По данным наблюдения за пострадавшими от атомной бомбардировки в Японии минимальный латентный период для развития лейкозов составил 3-5 лет, для рака щитовидной железы - 7-12 лет, для рака легких, грудной железы, толстой кишки - 10-20 лет. В то же время минимальный латентный период для повышения уровня заболеваемости раком щитовидной железы у детей Беларуси после Чернобыльской аварии составил всего 4 года. Эти данные показывают, что при развитии онкопатологии определенной первичной локализации продолжительность латентного периода в значительной степени является дозозависимой величиной.
3. Генетическая патология
излучение мутация генетический радиация
Генетические последствия действия радиации можно разделить на 3 группы:
1. Серьезные нарушения развития у потомства облученных родителей:
эмбриональная и ранняя постнатальная гибель;
врожденные пороки и задержка развития;
изменение морфологических и биохимических признаков.
В их основе лежат "крупные" мутации: хромосомные, геномные, доминантные генные. Эффекты этой группы проявляются преимущественно в первом и втором поколениях после облучения.
2. Физиологическая неполноценность потомства:
снижение устойчивости к неблагоприятным воздействиям;
дестабилизация генетического аппарата.
3. Увеличение риска канцерогенеза, поскольку мутагенные воздействия на родителей создают наследственную предрасположенность к бластомогенезу у потомства.
Под влиянием радиации происходит прибавка генетической патологии, врожденных аномалий развития. До 1986 г. на 1 млн. живородившихся 100 тыс. или 10% составлял естественный уровень врожденных аномалий развития, из которых 4% существенных и 6% несущественных. Несущественные аномалии клинически незначимы, ребенок развивается нормально, живет полноценно. Было подсчитано, что ежегодно в странах бывшего СССР рождалось 280 тыс. детей с врожденными аномалиями развития (в США - 350 тыс.). 10% детей с существенными врожденными аномалиями развития погибает в 1-й год жизни, 90% становится инвалидами разной степени.
К настоящему времени известна вероятность заболевания раком при получении человеком поглощенной дозы в 1 Гр. Известно также, что радиационный риск при полном отсутствии облучения равен нулю. Однако мало что известно о действии промежуточных доз, поэтому следует попытаться экстраполировать известные оценки риска при больших дозах облучения на область малых доз.
Малыми дозами для данного вида организмов называют дозы, при которых выявляется обратная реакция объекта по сравнению с реакцией, вызываемой в области поражающего действия этого же вида радиации. Область малых доз лежит, как правило, на 2 порядка ниже LD50 для данного объекта. Т. к. для человека LD50 лежит в диапазоне 3-5 Гр (среднее значение 4 Гр), область малых доз будет составлять значения поглощенных доз меньше, чем 0,04 Гр.
На рисунке показаны три способа упомянутой экстраполяции. В общем случае все возможные виды зависимостей можно условно отнести к одному из трех типов. Первый тип зависимости (1) графически представляет собой прямую; это означает, что вероятность заболевания увеличивается прямо пропорционально дозе облучения. Второй тип зависимости (2) представлен выпуклой кривой и предполагает, что с увеличением дозы вероятность заболевания быстро растет при малых дозах и медленнее при больших. Третий тип зависимости (3) представлен вогнутой кривой и предполагает, что с увеличением дозы вероятность заболевания возрастает медленнее при малых дозах, чем при больших. Кривая (3) может быть продолжена до пересечения с осью ординат в области положительных эффектов (4), что позволяет предполагать возможность предупреждения малыми дозами онкологических заболеваний. Этот эффект получил название радиационного гормезиса.
Рис. Способы экстраполяции стохастических эффектов в область малых доз ионизирующих излучений
5. Изменениях в основных регуляторных системах организма при действии малых доз ионизирующего излучения. Функциональные сдвиги нервной деятельности. Неврологические заболевания
излучение мутация генетический радиация
Имеющиеся в литературе клинические данные об изменениях в основных регуляторных системах организма при действии ионизирующего излучения в дозах, не вызывающих острую или хроническую лучевую болезнь, указывают на то, что функциональные изменения деятельности основных физиологических систем чаще всего носят полисиндромный характер. Это проявляется в первичных функциональных отклонениях на уровне многих физиологических систем организма, развитию донозологических состояний, переходящих с ростом дозы к клинической патологии. Как показывает анализ заболеваемости ликвидаторов аварии на ЧАЭС, при дозах более 5 сГр через четыре года имеет место достоверный рост заболеваний по следующим классам болезней: болезни нервной системы, психические расстройства, болезни крови и кроветворных органов, болезни органов пищеварения. По другим классам болезней различия в показателях заболеваемости не выявлены.
Рассмотрим данные о состоянии различных систем организма у лиц, подвергшихся облучению в малых дозах, и на этой основе попытаемся установить, к каким клиническим последствиям приводит облучение в установленных выше диапазонах дозы.
В структуре неврологической заболеваемости особое место занимает синдром вегетативной дистонии. Стойкие и выраженные нарушений вегетативной регуляции выявлены при дозе внешнего облучения выше 25 - 50 сГр.
Психологические и психосоциальные скрининговые исследования больших контингентов пострадавших вследствие аварии на ЧАЭС выявили универсальную реакцию в виде повышения тревожности как устойчивой личностной черты, характерной для состояния стресса со всеми его тремя компонентами: соматическим, эмоционально-волевым, поведенческим. При этом отмечается ускорение перехода психофизиологических расстройств в стойкие психосоматические у 30 % обследованных. Анализ клинических данных обследованных лиц с установленными дозовыми нагрузками показывает, что при облучении в диапазоне дозы от 5 - 15 сГр до 25 - 50 сГр психофизиологические и психологические изменения можно рассматривать как функциональный или рефлекторный ответ нервной системы в виде неспецифической ориентировочной реакции при восприятии облучения как раздражителя. При больших дозовых нагрузках (от 60 до 100 - 200 сГр) физиологическая реакция трансформируется в реакцию повреждения. Наблюдаемую реакцию нервной системы на ионизирующее излучение можно оценить как дизрегуляторный синдром, который в свою очередь модифицирует клиническое течение ранее существовавшей патологии, способствует более торпидному ее течению и снижает в ряде случае эффективность терапии.
Подобные документы
История открытия радиоактивности. Виды ионизирующего излучения. Последствия облучения для здоровья. Радиоактивные лечебные препараты. Аспекты применения радиации для диагностики, лечения, стерилизации медицинских инструментов, исследования кровообращения.
презентация [883,2 K], добавлен 30.10.2014
Эндокринные функции поджелудочной железы, клеточный состав островков Лангерганса. Контроль секреции инсулина, физиологический эффекты глюкагона. Эндокринные функции половых желез, описание мужских половых гормонов. Метаболические эффекты тестостерона.
презентация [3,4 M], добавлен 13.09.2019
Различные осложнения и нарушения, вызванные искусственным прерыванием беременности. Этапы проведения операции аборта. Кровотечение как главные осложнения во время аборта. Воспалительные заболевания половых органов как причина внематочной беременности.
реферат [19,7 K], добавлен 08.02.2011
Роль тучных клеток в регуляции гомеостаза организма. Локализация тучных клеток, их медиаторы. Секреция медиаторов и их функции. Основные типы тучных клеток. Рецепторы и лиганды, эффекты медиаторов. Участие тучных клеток в патологических процессах.
презентация [2,2 M], добавлен 16.01.2014
Понятие радиочувствительности как восприимчивости клеток, тканей, органов или организмов к воздействию ионизирующего излучения. Нелетальные радиобиологические эффекты в организме. Функции эндокринной системы человека и схема желез внутренней секреции.
Первичные механизмы: явление радиоактивности самопроизвольно, спонтанно, распространение квантов свободно прямолинейно, проникают на разную глубину (геометрия полета) – мишень-биомолекула всегда случайна, так как энергия одного кванта сопоставима энергией связи атома в молекуле, электрона в ядре. Первая стадия – чисто физическая передача энергии – мишень либо приобретает заряд, либо переходит в возбужденное состояние. Мгновенно начинается вторая стадия физико-химических изменений: перераспределение избыточной энергии в атомах, молекулах, в результате чего в клетке появляются продукты-радиотоксины оксидной, хеноидной природы, супероксиданион, синксетный кислород, гидрорадикал с высоким окислительным потенциалом (чем больше кислорода, тем больше окислителей образуется в клетке). Чаще всего первичная мишень – вода, но могут быть и другие молекулы. Третья стадия биохимических изменений, нарушается структура любых молекул – характер поражения зависит от структуры, в которой находится молекула. Начало процесса может быть и в митохондриях, и в лизосомах, и в мембранах. Если первичный процесс развивается в структурах, ответственных за наследственность, то вероятность попадания кванта в такие структуры настолько же меньше, насколько больше других клеточных структур, но если попадание произошло, то реализация нарушения маловероятна.
Отдаленные: нестохастические, стохастические
| Непосредственные: острая лучевая болезнь хроническая лучевая болезнь лучевой дерматит лучевая катаракта (только возникает) | Отдал. нестох. склероз внутренних органов сокращение продолжительности жизни | стохаст. рак лейкемия генетические нарушения |
Непосредственные и нестохастические реакции детерминированы.
Нестохастические и стохастические эффекты отличаются особенностями зависимости доза – эффект.
Зависимость для нестохастических реакций:
есть порог вредного действия
чем больше доза, тем сильнее ответная реакция
100 Бэр = 1 Зв – порог для острой лучевой болезни (в 5% случаев – легкая степень, тошнота, рвота), чем раньше проявляются симптомы, тем больше полученная доза.
200 Бэр = 2 Зв – порог для катаракты.
300 Бэр = 3 Зв – порог для лучевого дерматита, лучевого ожога.
ОЛБ – 3 Зв – средняя тяжесть, 5 Зв – тяжелая степень (лучевой нефроз), 10 Зв – летальная доза.
Зависимость для стохастических реакций:
нет пороговой дозы (1 кванта мало, но может индуцировать)
чем больше доза, тем вероятнее эффект
с увеличением дозы сила ответной реакции не возрастает
нет дозы, которая в 100% случаев вызывала бы стохастический эффект
Коллективные меры защиты: - ограничение пребывания населения на открытой местности (временное укрытие в домах и убежищах); - максимально возможную герметизацию жилых и служебных помещений (плотное закрытие дверей, окон, дымоходов и вентиляционных отверстий) на время рассеивания РВ в воздухе и формирования радиоактивного загрязнения территории; - эвакуацию населения (или временное переселение); - регулирование и ограничение допуска в район загрязнения; - санитарную обработку лиц в случае загрязнения их одежды и кожных покровов РВ выше установленных норм; - исключение или ограничение употребления в пищу загрязненных продуктов питания и воды; - перевод молочно-продуктивного скота на незагрязненные пастбища или незагрязненные корма; - дезактивацию объектов и местности; - снижение дозовьщ нагрузок при рентгенодиагностике и от воздействия радона, поступающего в помещения из окружающей среды.
К индивидуальным мерам защиты относятся: - применение лекарственных препаратов, препятствующих накоплению радионуклидов в организме и в отдельных органах и тканях, например, защита щитовидной железы путем заблаговременного (за несколько часов) приема внутрь препаратов стабильного йода; - защита органов дыхания табельными (респираторы, противогазы) и подручными (носовые платки, полотенца и др.) средствами; - простейшая дезактивация продуктов питания, поверхностно загрязненных РВ (промывание, очистка, двойное отваривание и др.).
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Стохастические и нестохастические эффекты
7. СТОХАСТИЧЕСКИЕ И НЕСТОХАСТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ.
ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ ОБЛУЧЕНИЯ В МАЛЫХ ДОЗАХ
7.1. Понятие “стохастические и нестохастические” эффекты
Ранее подчеркивалось, что в основе всего многообразия поражений, возможных при воздействии на организм ионизирующих излучений, лежат летальные и нелетальные повреждения генома клеток.
Кривая зависимости от дозы вероятности возникновения в клетке повреждения генетического аппарата (это относится и к летальным повреждениям генома, и к передающимся дочерним клеткам по наследству мутациям) начинается из нулевой точки, т.е. при самой малой дозе возможно повреждение генетической структуры, а, следовательно, и гибели клетки или возникновения мутации. С увеличением дозы эта вероятность увеличивается.
Летальный эффект, если доза невелика, и количество погибших клеток тоже невелико, не имеет существенного значения для организма: системы физиологической регенерации способны возместить ущерб путем пролиферации сохранивших жизнеспособность клеток. Лишь если доза достаточно велика, степень клеточного опустошения становится несовместимой с нормальной жизнедеятельностью. Гибель большого количества кроветворных клеток приводит к развитию костномозговой формы острой лучевой болезни; гибель эпителиальных клеток и эндотелия сосудов в коже - к развитию лучевого дерматита и т.д.. Очевидно, что эти эффекты на уровне организма имеют дозовый порог - требуется достаточно высокая доза, чтобы количество погибших клеток превысило величину, несовместимую с нормальным функционированием ткани. Тяжесть поражения на уровне тканей и организма в целом зависит от дозы. Такие эффекты получили наименование нестохастических (другие варианты названия: детерминистских, пороговых ).
Все сказанное относилось к результатам летального повреждения клеток. Иначе обстоит дело с последствиями для организма возникновения передающихся дочерним клеткам генетических повреждений, мутаций. Малигнизация клетки может произойти в результате единичного "попадания" - поглощения минимальной порции энергии излучения в структуре, ответственной за возникновение мутации. Следовательно, для возникновения такого повреждения нет дозового порога. Конечно, вероятность развития опухоли при низких дозах мала. С увеличением дозы она возрастает. Развитие после облучения злокачественных новообразований расценивается как стохастический эффект.
Итак, детерминистские (нестохастические) эффекты характеризуются следующими признаками: наличие дозового порога для возникновения, возрастание частоты эффекта с увеличением дозы и увеличение тяжести поражения с повышением дозы. Например, при общем облучении в дозе 1,5 Гр наиболее вероятно развитие ОЛБ 1-й степени, а в дозе 5 Гр - тяжелой.
Стохастические эффекты не имеют дозового порога, частота их проявления возрастает с увеличением дозы. Тяжесть эффекта от дозы не зависит. Лейкоз, возникший у облученного в дозе 2 Гр, не будет тяжелее, чем у облученного в дозе 0,02 Гр.
Основные различия между стохастическими и детерминистскими эффектами показаны на рис. 7.1.
Часто в основе детерминистского эффекта лежит стохастический. Так, гибель отдельной кроветворной клетки - явление стохастическое, но с ростом дозы увеличивается количество погибших клеток, и развивается опустошение костного мозга - эффект детерминистский.
До сих пор шла речь о лучевом поражении соматических клеток и их последствиях. Принципиально такие же повреждения могут возникнуть и в зародышевых клетках. Летальные повреждения зародышевых клеток приведут к снижению их числа и развитию стерильности (детерминистский эффект). Передающиеся по наследству мутации могут привести к гибели зародыша на разных стадиях онтогенеза, рождению плода с генетическими аномалиями. Генетические последствия относятся к стохастическим эффектам.
При воздействии высоких доз излучения, которые вероятны в условиях ведения ядерной войны, при тяжелых радиационных катастрофах мирного времени, внимание врача, безусловно, будут занимать детерминистские эффекты, лежащие в основе острых поражений.
При решении задач гигиенического нормирования, при рассмотрении радиационно-экологических проблем, пока радиационные воздействия на человека ограничиваются сравнительно невысокими дозами, наибольший интерес при оценке возможных вредных влияний на человека и, особенно, на популяции людей представляют стохастические эффекты.
7.2. Нестохастические эффекты облучения в малых дозах
На основе многолетнего опыта пороговой дозой облучения для возникновения у человека нестохастических эффектов на уровне организма считают 0,5 Гр. При исследовании н а клеточном уровне описывали гибель части лимфоидных клеток, угнетение сперматогенеза после воздействия несколько меньших доз - 10-15 сГр.
Однако результаты наблюдения за населением территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению после аварии в Чернобыле, за личным составом подразделений, привлеченных к работам, связанным с ликвидацией последствий этой аварии , уже в первые месяцы и годы показали, что, хотя облучение этой категории людей никак не могло превысит ь пороговую для нестохастических эффектов дозу, а, как правило, оказывал о сь гораздо меньш им , у обследуемых выявлялись значительные нарушения состояния здоровья. Они выражались в повышении частоты и обострении течения заболеваний сердечно-сосудистой, пищеварительной систем, неврологических заболеваний. При лабораторном исследовании обнаруживали нарушения показателей иммунитета, изменения картины периферической крови.
Эти наблюдения, не укладывавшиеся в рамки сложившихся представлений, послужили основанием для проведения многочисленных исследований показателей состояния здоровья у названных контингентов, анализом ранних и отдаленных проявлений патологии у них.
В результате у обследуемых в ряде случаев были выявлены отклонения показателей функционирования некоторых физиологических систем от средних значений, полученных в контрольных группах.
В частности, в сравнительно ранние сроки после облучения в дозах, не превышающих 0,25 Гр, отмечено снижение содержания в крови фракции больших гранулярных лимфоцитов, а также ультраструктурные изменения этих клеток, признаки депрессии Т-системы иммунитета, снижение титров специфических антител к бактериальным агентам.
В более поздние сроки обнаруживали изменения ряда показателей неспецифической резистентности: показателей фагоцитоза, энзиматической активности нейтрофилов. Оценивая эти изменения, следует отметить, что они не были специфичны для радиационного воздействия. В большинстве случаев индивидуальные значения показателей не выходили за пределы физиологической нормы. Часто трудно оценить значение обнаруженных сдвигов для организма это проявление повреждения или адаптивно- компенсаторная реакция.
В свете этих данных, значительное количество патологических проявлений, наблюдавшихся у контингентов, находившихся в сфере воздействия факторов чернобыльской аварии представляется довольно неожиданным. Особенно настораживает то обстоятельство, что аналогичные проявления приблизительно с той же частотой наблюдались у жителей соседних населенных пунктов, практически не подвергшихся радиоактивному загрязнению.
Сейчас обнаруженные изменения расцениваются как результат не только облучения, но и комплексного влияния ряда других факторов:
- эмоционального стресса, связанного с психологическим воздействием всей ситуации (тревога за свое здоровье, здоровье близких, боязнь эвакуации, утраты имущества и т.п.), усугубляющимся тем, что человек не способен ощутить органами чувств наличие излучений и не уверен в точности представляемой ему дозиметрической информации и ее оценки. Такого рода стресс может явиться причиной не только обострения или возникновения новых неонкологических заболеваний, но и появления злокачественных опухолей;
- алиментарного, т.е. неполноценного питания по причинам нарушения снабжения, исключения из рациона продуктов, зараженных сверх допустимого уровня, боязни употребления в пищу продуктов местного производства, даже если они существенно и не загрязнены РВ;
-сопутствующего химического воздействия за счет избыточного содержания в среде ядохимикатов, тяжелых металлов, нитратов, продуктов бытовой химии.
Выделить среди рассмотренных возможностей значение радиационного фактора не удается.
7.3. Стохастические эффекты облучения в малых дозах.
Одним из основных стохастических эффектов облучения на уровне организма является радиационный канцерогенез. Вероятность его проявления оценивается как один дополнительный случай на 20 чел.-Зв.
Причиной злокачественной трансформации облученной клетки являются нелетальные повреждения генетического материала. На первых порах исследования радиационного канцерогенеза господствовало представление, в соответствии с которым прямым следствием поглощения порции энергии геном является изменение последнего, проявляющееся фенотипически как мутация. И именно она оказывается причиной злокачественной трансформации клетки. Хотя в отдельных случаях такой ход событий и может иметь место, более вероятны другие возможности.
Наиболее распространена гипотеза, в соответствии с которой под влиянием облучения повышается нестабильность ядерной ДНК. В процессе репарации ее нелетальных повреждений возникают условия, способствующие включению онковируса в геном соматической клетки с последующей ее раковой трансформацией.
Вследствие повреждения мембранных структур может измениться чувствительность клеток к регулирующим воздействиям со стороны гормонов, ингибиторов и т.п.
При облучении в высоких дозах, помимо прямого действия излучений на клетки, причиной их злокачественного перерождения (или фактором, способствующим ему) бывают дисгормональные расстройства, связанные с нарушением функций желез внутренней секреции. Особенно существенно значение этого фактора при внутреннем радиоактивном заражении, когда радионуклиды длительное время воздействуют на железу, нарушая выработку ею гормонов, влияющих на функции других органов. В результате, создаются условия для возникновения гормонозависимой опухоли (напр., опухоли гипофиза у радиотиреоидэктомированных введением 131 I животных). Щитовидную железу рассматривают как критический орган в формировании отдаленной патологии при поступлении в организм продуктов ядерного деления.
Способствуют развитию опухоли и вызванные облучением нарушения иммунитета, в частности, способности распознать чужеродные антигены в трансформированной клетке и уничтожить такую клетку. Вследствие этого облегчается развитие опухоли не только из трансформированных облучением клеток, но и из клеток, мутации в которых возникли спонтанно или под влиянием других факторов. Злокачественной трансформации клетки, сохранившей жизнеспособность после облучения, может способствовать ее контакт с большим количеством клеточного детрита.
Латентный период между радиационным воздействием и возникновением новообразования составляет в среднем 5 - 10 лет, но в некоторых случаях может достигать 35 лет ( рак молочной железы).
Нелетальные повреждения генетического аппарата в зародышевых клетках проявляются возникновением аномалий у потомства. Частота генетических дефектов (аномалии развития, нарушения жизнеспособности и гибель плода, наследственные аномалии) в первых двух поколениях после облучения одного из родителей в дозе 1 Зв оценивается величиной 1 случай на 80 человек.
7.4. Радиационный гормезис.
Не всегда последствия воздействия ионизирующих излучений неблагоприятны для организма. Естественный радиационный фон - не только один из важнейших факторов эволюции живого на Земле, но и необходимое условие существования биологических объектов. Имеется физиологический уровень воздействия излучений, благоприятный для жизнедеятельности. Если культуру парамеций изолировать от радиационных воздействий в свинцовом контейнере, в ней резко замедляется процесс деления клеток. После помещения в контейнер с культурой радиоактивного источника, воспроизводящего фоновый уровень радиации, митотическая активность нормализуется.
Сокращение продолжительности жизни животных, содержащихся при повышенном уровне воздействия ионизирующих излучений, наблюдалось лишь при суточных дозах, превышавших 0,01 Гр. При меньших уровнях доз, как показано в ряде работ, продолжительность жизни даже существенно повышалась. Ежедневное облучение крыс на протяжении всей жизни гамма лучами в дозе 8 мГр привело к повышению продолжительности их жизни на 25 - 30 %.
Облучение грудной клетки обезьян в дозе 1 Гр повышало устойчивость животных к дифтерийному токсину. Облучение мышей в дозах 0,05 - 2 Гр понижало их летальность после заражения вирусом инфлуенцы свиней. После облучения грызунов в дозах до 1 Гр повышалась фагоцитарная активность нейтрофилов, активировался антителогенез.
Эти свойства малых доз излучения проявились и у человека при применении радоновых ванн или при приеме внутрь радоновой воды, когда отмечалась активация иммунных механизмов, а кроме того, обнаружилось общестимулирующее действие на организм, улучшение разных видов обмена, снижение артериального давления и другие благоприятные эффекты.
Важным проявлением радиационного гормезиса является феномен так называемого адаптивного ответа, заключающийся в повышении устойчивости различных биологических объектов к воздействию поражающих доз радиации в случае предварительного облучения в малой (порядка 1 сГр) дозе. Этот эффект проявляется при облучении клеток по выходу хромосомных аберраций, по выходу мутаций, при облучении животных по критериям, характеризующим поражение критических систем, по выживаемости животных и т.д.
Стимулирующие эффекты малых доз облучения используются в хозяйственной деятельности. Это облучение куриных яиц в периоде инкубации, приводящее к повышению вылупляемости цыплят, ускорению полового созревания кур, повышению их яйценоскости, а также предпосевное облучение семян, повышающее их всхожесть и урожайность и др.
Эффекты, связанные с проявлением стимулирующего действия малых доз облучения, получили наименование радиационного гормезиса .
Проявления стимулирующих эффектов малых доз свидетельствуют о повышении при их воздействии надежности механизмов гомеостаза, в частности, за счет адаптивной ( в ответ на повреждение клеток) активации восстановительных процессов в разных системах.
Если гибель клетки после облучения связана, в первую очередь, с повреждением уникальных генетических структур, то в реализации стимулирующего действия радиации большее значение имеет оживление регуляторных метаболических процессов, связанных с мембранными структурами.
Одним из вероятных механизмов, по которым включается эффект гормезиса, является индукция при воздействии малых доз систем репарации ДНК. Благодаря этому могут устраняться не только индуцированные облучением, но и спонтанные повреждения ДНК, что, например, может привести к снижению вероятности развития рака, вызванного не только облучением, но и другими воздействиями.
Наличие феномена радиационного гормезиса позволяет предположить, что риск воникновения рака при малых дозах облучения может реально оказаться ниже, чем принятый сейчас по данным оценки, проведенной на основании экстраполяции с высоких доз (1 случай на 20 чел.-Зв).
Узнать стоимость написания работы -->
Читайте также: