Влияние ионизирующих излучений на организм человека

Влияние ионизирующих излучений на организм человека

В результате воздействия  ионизирующих излучений на организм человека в тканях могут происходить  сложные физические, химические и  биохимические процессы. Ионизирующие излучения вызывают ионизацию атомов и молекул вещества, в результате чего молекулы и клетки ткани разрушаются.

Известно, что ²/₃ общего состава ткани человека составляют вода и углерод. Вода под воздействием излучения расщепляется на водород Н и гидроксильную группу ОН, которые либо непосредственно, либо через цепь вторичных превращений образуют продукты с высокой химической активностью: гидратный окисел НО₂ и перекись водорода Н₂O₂. Эти соединения взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая ее.

В результате воздействия  ионизирующих излучений нарушается нормальное течение биохимических  процессов и обмен веществ  в организме. В зависимости от величины поглощенной дозы излучения  и от индивидуальных особенностей организма  вызванные изменения могут быть обратимыми или необратимыми. При  небольших дозах пораженная ткань  восстанавливает свою функциональную деятельность. Большие дозы при длительном воздействии могут вызвать необратимое  поражение отдельных органов  или всего организма (лучевое  заболевание).

Любой вид ионизирующих излучений  вызывает биологические изменения  в организме как при внешнем  облучении, когда источник облучения  находится вне организма, так  и при внутреннем облучении, когда  радиоактивные вещества попадают внутрь организма, например, ингаляционным  путем — при вдыхании или при  заглатывании с пищей или водой.

Биологическое действие ионизирующего  излучения зависит от величины дозы и времени воздействия излучения, от вида радиации, размеров облучаемой поверхности и индивидуальных особенностей организма.

При Однократном облучении  всего тела человека возможны следующие  биологические нарушения в зависимости  от дозы излучения:

0—25 рад ¹ видимых нарушений нет;

25—50 рад . . . возможны изменения в крови;

50—100 рад . . . изменения в крови, нормальное состояние трудоспособности нарушается;

100—200 рад . . . нарушение нормального состояния, возможна потеря трудоспособности;

200—400 рад . . . потеря трудоспособности, возможен смертельный исход;

400—500 рад . . . смертельные случаи составляют 50% общего числа пострадавших

600 рад и более смертельный  исход почти во всех случаях  облучения.

При облучении дозами, в 100—1000 раз превышающими смертельную дозу, человек может погибнуть во время  облучения.

Степень поражения организма  зависит от размера облучаемой поверхности. С уменьшением облучаемой поверхности  уменьшается и опасность поражения. Важным фактором при воздействии ионизирующего излучения на организм является время облучения. Чем более дробно излучение по времени, тем меньше его поражающее действие.

Индивидуальные особенности  организма человека проявляются  лишь при небольших дозах облучения. Чем человек моложе, тем выше его  чувствительность к облучению. Взрослый человек в возрасте 25 лет и  старше наиболее устойчив к облучению.

Степень опасности поражения  зависит также от скорости выведения  радиоактивного вещества из организма. Не задерживаются на длительное время  быстро обращающиеся в организме  вещества (вода, натрий, хлор) и вещества, не усваиваемые организмом, а также  не образующие соединений, входящих в  состав тканей (аргон, ксенон, криптон  и др.). Некоторые радиоактивные  вещества почти не выводятся из организма  и накапливаются в нем.

При этом одни из них (ниобий, рутений и др.) равномерно распределяются в организме, другие сосредоточиваются  в определенных органах (лантан, актиний, торий — в печени, стронций, уран, радий — в костной ткани), приводя  их к быстрому повреждению..

При оценке действия радиоактивных  веществ следует также учитывать период их полураспада и вид излучения. Вещества с коротким периодом полураспада быстро теряют активность, α-излучатели, являясь почти безвредными для внутренних органов при наружном облучении, попадая внутрь, оказывают сильное биологическое действие вследствие создаваемой ими большой плотности ионизации; α- и β-излучатели, имея весьма малые пробеги испускаемых частиц, в процессе распада облучают лишь тот орган, где преимущественно накапливаются изотопы.

¹ Рад — единица измерения поглощенной дозы излучения. Под поглощенной дозой излучения понимается энергия ионизирующего излучения, поглощенная в единице массы облучаемого вещества.

Воздействие ионизирующих излучений на организм человека

Степень воздействия  ионизирующих излучений на организм человека, его реакция зависит  от дозы излучения, ее мощности, плотности  ионизации излучения, вида облучения, продолжительности воздействия, индивидуальной чувствительности, психофизиологического состояния организма и др. Под влиянием ионизирующих излучений в живой ткани в результате поглощения энергии могут происходить сложные физические и биологические процессы. Ионизация и возбуждение тканей приводят к разрыву молекулярных связей и изменение химической структуры различных соединений, механизма митоза (деления) клеток, хромосомного аппарата, блокирование процессов обновления и дифференцирования клеток. 
Наиболее чувствительными к действию радиации являются клетки постояно обновляющихся тканей и органов (костный мозг, половые железы, селезенка и др.). 
Указанные изменения на клеточном уровне могут приводить к нарушениям функций отдельных органов и межорганных связей, нарушению нормальной жизнедеятельности всего организма и к его гибели.  
Облучение организма может быть внешним, когда источник излучения находится вне организма и внутренним – при попадании радионуклидов внутрь организма через пищеварительный тракт, органы дыхания и кожу. 
При внешнем облучении наиболее опасными являются нейтронное, гамма и рентгеновское излучения. Альфа- и бета-частицы из-за их незначительной проникающей способности приводят в основном к кожным поражениям. 
Внутреннее облучение опасно тем, что оно вызывает на различных органах долго незаживающие язвы. 
Нарушения биологических процессов могут быть либо обратимыми, когда нормальная работа клеток облученной ткани полностью восстанавливается, либо необратимыми, ведущими к поражению отдельных органов или всего организма и возникновению лучевой болезни – острой или хронической. 
Острая форма лучевой болезни возникает в результате облучения большими дозами в короткий промежуток времени. Хронические поражения развиваются в результате систематического облучения и малыми дозами. Негативные биологические эффекты хронического облучения накапливаются в организме в течение длительного времени и мало зависят от мощности дозы. 
Облучение людей ионизирующими излучениями может привести к соматическим, сомато-стохастическим и генетическим последствиям. 
Соматические эффекты проявляются в виде острой или хронической лучевой болезни всего организма, а также в виде локальных лучевых повреждений. 
Сомато-стохастические реакции относятся к отдаленным повреждениям в виде сокращения продолжительности жизни, злокачественных изменений кровеобразующих клеток (лейкозы), опухоли различных органов и клеток. 
Генетические эффекты проявляются в последующих поколениях в виде генных мутаций как результат действия облучения на половые клетки при уровнях дозы не опасных данному индивиду. 
Острая лучевая болезнь характеризуется цикличностью протекания со следующими периодами: период первичной реакции; скрытый период; период формирования болезни; восстановительный период; период отдаленных последствий и исходов заболевания. 
Хроническая лучевая болезнь формируется постепенно при длительном и систематическом облучении дозами, превышающими допустимые (и близкими к ним), при внешнем и внутреннем облучении. 
Лучевая болезнь может быть легкой (I ступень), средней (II ступень) и тяжелая (III ступень). 
Первая ступень лучевой болезни проявляется в виде незначительной головной боли, вялости, слабости, нарушении сна, аппетита и др. 
Вторая ступень характеризуется усилением указанных симптомов и нервно-регуляторных нарушений с появлением функциональной недостаточности пищеварительных желез, нервной и сердечно-сосудистой систем, нарушением некоторых обменных процессов, стойкой лейко- и тромбоцитопенией. 
При тяжелой (III) степени, кроме того, развивается анемия, появляется резкая лейко- и тромбоцитопения, возникают атрофические процессы в слизистой желудочно-кишечного тракта и др. (изменения в центральной нервной системе, выпадение волос). 
Отдаленные последствия лучевой болезни проявляются в повышенной предрасположенности организма к злокачественным опухолям и болезням кроветворной системы. 
Опасность радионуклидов, попавших внутрь организма обусловливается рядом причин, основными из которых являются способность некоторых из них избирательно накапливаться в отдельных органах, увеличением времени облучения до выведения нуклида из организма и его радиоактивного распада, ростом опасности высокоионизующих альфа- и бета-частиц, которое малоопасны при внешнем облучении.

Лучевая болезнь  – восемь ужасных симптомов

Люди боятся воздействия  радиации – особенно сейчас, когда , как утверждают эксперты, возможен выброс из пострадавших при землетрясении атомных станций Японии. И боятся люди не зря. Даже если полученная доза облучения не смертельна, она все равно вызовет определенные симптомы. Ниже перечислены восемь из них.

1. Тошнота и рвота.  Тошнота и рвота обычно являются  самыми ранними симптомами лучевой  болезни. Чем выше полученная  доза облучения, тем быстрее  они проявляются и тем хуже  общий прогноз. Если рвота началась  через час после облучения,  человек, скорее всего, умрет.  Очень часто люди, пострадавшие  от облучения, сначала чувствуют  себя ужасно, а потом их состояние  улучшается. Но как правило, появляются другие, еще более тяжелые симптомы — уже через несколько часов, дней или даже недель.

2. Произвольные кровотечения. Лучевая болезнь может вызвать  носовое кровотечение, а так же  кровь горлом, кровоточивость десен  или кровь из прямой кишки.  Также, у людей, подвергшиеся  облучению, начинают кровоточить  ушибы, и бывает кровавая рвота.  Эти симптомы возникают из-за  того, что облучение уменьшает  число тромбоцитов, которые отвечают  за свертываемость крови в  организме.

3. Кровавая диарея. Радиация «бьет» по тем клеткам  организма, которые быстро воспроизводятся  – в том числе и по клеткам  пищеварительного тракта. Облучение  вызывает раздражение пищеварительных  органов, что может стать причиной  непроходящей, а иногда кровавой диареи.

4. Шелушение и  облезание кожи. Участки кожи, которые  подверглись воздействию радиации, краснеют и покрываются волдырями,  как после сильного солнечного  ожога. В некоторых случаях  появляются язвы. Кожа может облазить.

5. Потеря волос.  Радиация повреждает фолликулы  волос. Вследствие этого, человек,  получивший дозу облучения, как  правило, облысеет через две  или три недели, иногда такая  потеря волос будет уже невосполнима.

6. Усталость и  изнеможение. Лучевая болезнь  заставляет людей чувствовать  слабость – чем-то похожую  на ту, которой сопровождается  течение гриппа. В крови уменьшается  количество красных кровяных  телец, вследствие чего развивается  анемия и повышается риск обмороков.

7. Язвы во рту.  Лучевая болезнь вызывает появление  язв на поверхности губ или  во рту. Такие же язвы появляются  в пищеводе, желудке и кишечнике.

8. Подверженность  инфекциям. Радиация уменьшает  не только количество красных  кровяных телец. Она действует  и на белые кровяные тельца, отвечающие за сопротивляемость  организма инфекциям. Вследствие  этого, человек больше подвержен  воздействию вирусов, бактерий  и грибковых заболеваний.