Введение
Глава 1. Косвенное действие ионизирующих излучений
Глава 2. Экспериментальные доказательства существования косвенного действия ионизирующих излучений
Глава 3. Влияние ионизирующего излучения на живые организмы
Заключение
Список использованных источников
Введение
Ионизирующая радиация действует на организм как внешний или внутренний источник облучения. В последнем случае облучение происходит в результате попадания радиоактивных веществ в организм с пищей, воздухом и через поврежденные кожные покровы. Инкорпорированные вещества могут быть источником α, β, или γ-излучений. Возможно комбинированное воздействие внешним и внутренним облучением. Организм может подвергаться смешанному облучению, т. е. одновременному действию различных видов внеш¬ней ионизирующей радиации.
Особенности патогенетического действия различных видов лучистой энергии во многом зависят от их проникающей способности. Жесткие рентгеновские лучи, γ-излучение и нейтроны обладают очень большой проникающей способностью. Проникающие свойства мягких рентгеновских лучей, α и β -излучения ничтожны.
Ионизирующая радиация может либо вызвать преимущественное поражение кожных покровов, либо привести к возникновению лучевой болезни. Это объясняется тем, что слабо проникающие в ткани рентгеновские лучи, α и β-частицы, действуя на организм в качестве внешних излучателей, преимущественно поражают покровы тела.
Внешнее облучение жесткими рентгеновскими, γ -лучами и нейтронами, обладающими большой проникающей способностью, вызывает общее лучевое заболевание. Оно может быть вызвано также и внутренним облучением.
Действие инкорпорированных излучений определяется дозой попавшего в организм вещества, характером излучения, длительностью периода полураспада и быстротой выведения. При прочих равных условиях более вредны те радиоактивные вещества, которые депонируются в организме, например в костях (стронции, плутоний, радий).
Цель: Рассмотреть экспериментальные доказательства существования косвенного действия ионизирующих излучений.
Задачи:
1.Изучить косвенное действие ионизирующих излучений.
2.Раскрыть теоретические аспекты косвенного действия ионизирующих излучений.
3. Проанализировать влияние ионизирующего излучения на живой организм.
Глава 1. Косвенное действие ионизирующих излучений
При косвенном действии ионизирующих излучений наиболее выражен процесс радиолиза (радиационного разрушения) воды, потому что вода составляет основу важнейших структур клетки (80-90%). Именно в воде растворены белки, нуклеиновые кислоты, ферменты, гормоны и другие жизненно важные вещества, являющиеся основными компонентами клетки, которым легко может быть передана энергия, первоначально поглощенная водой.
Процесс радиолиза воды совершается в три фазы: в физическую – длится 10-13…10-16 с; в фазу первичных физико-химических превращений – 10-6…10-9 с; в фазу химических реакций – 10-5…10-6 с. Физическая фаза по существу – один из моментов прямого действия ионизирующего излучения на молекулярные и биологические структуры клетки.
При взаимодействии ионизирующих излучений (гамма-кванта, заряженной частицы) с электронной сферой атомов происходит возбуждение и ионизация атомов или молекул вещества, через которые излучения проходят. При этом на один акт ионизации приходится от 10 до 100 возбужденных атомов, которые в процессе рекомбинации излучают избыток энергии в виде характеристического рентгеновского излучения.
В физическую фазу происходит взаимодействие ионизирующего излучения с молекулой воды, в результате чего выбивается электрон с внешней орбиты атома и образуется положительно заряженный ион воды. «Вырванный» электрон присоединяется к нейтральной молекуле воды, образуя отрицательный ион воды. При эффекте возбуждения образуется нейтрально заряженная молекула воды с избытком энергии, привнесенной ионизирующим излучением.
Физико-химические свойства ионизированных и возбужденных молекул воды будут отличаться от молекул воды электрически нейтральных. Продолжительность существования таких молекул очень короткая; они распадаются (диссоциируют), образуя высокореактивные свободные радикалы водорода и гидроксила (Н+ и ОН-); наступает вторая фаза радиолиза воды — фаза первичных физико-химических реакций.
Гидроксильные радикалы (ОН') — сильные окислители, а радикал водорода (Н') — восстановитель. Образование свободных радикалов может идти и другим путем. Вырванный из молекулы воды под действием излучения электрон может присоединиться к положительно заряженному иону воды с образованием возбужденной молекулы. Избыточная энергия этой молекулы расходуется на ее расщепление с образованием свободных радикалов водорода и гидроксила.
Глава 2 Экспериментальные доказательства существования косвенного действия ионизирующих излучений
1. Гипотеза первичных радиотоксинов и цепных реакций.
Еще в 50-х годах прошедшего столетия сотрудниками Б.Н.Тарусова (Мочалина А.С., Кудряшов Ю.Б. и др.) было обнаружено, что водно-солевые вытяжки из печени облученных животных вызывают гемолиз, в связи с чем ими было высказано предположение, что под влиянием облучения в печени образуется некий «гемолитический фактор». Позднее были разработаны количественные методы его идентификации, в результате чего была установлена липидная природа образующегося цитотоксического агента, названного липидным радиотоксином (ЛРТ). Оказалось, что ЛРТ обнаруживается в первые часы после облучения животных не только в печени, но и в других органах: в тонкой кишке, семенниках, почках, желудке, в крови, а также в растениях и микроорганизмах.
Как выяснилось, ЛРТ представляют собой лабильный комплекс продуктов окисления ненасыщенных жирных кислот: гидроперекисей, эпоксидов, альдегидов и кетонов. Было показано, что ЛРТ вызывают не только гемолиз, но и ряд реакций, характерных для лучевого поражения – торможение клеточного деления, нарушение кроветворения, повреждения хромосомного аппарата некоторых объектов и т.д. В связи с этим ЛРТ был назван естественным радиомиметиком, то есть агентом, имитирующим биологическое действие ионизирующих излучений.
С целью изучения удельного значения вклада в поражающее действие каждого из веществ изменяющихся после облучения в печени крыс (холин, хиноны, гистамин, продукты автолиза, ЛРТ) Кудряшов Ю.Б. изучал их взаимообразование после экзогенного введения. При этом оказалось, что введение экстрагированных из облученных тканей ЛРТ интактным животным вызывало у них фазные изменения хинонов и всех других «радиотоксинов», тогда как после инъекции хинонов, или любого другого «радиотоксина» ЛРТ не образовывались. На этом основании ЛРТ были названы первичными радиотоксинами, а все остальныевторичными.
Как же первичные радиотоксины участвуют в развитии начальных пусковых радиобиологических эффектов?
Согласно выдвинутой Тарусовым Б.Н. и Эмануэлем Н.М. концепции решающую роль в первичных процессах лучевого поражения играют цепные окислительные реакции свободно-радикального типа, наиболее подходящим субстратом для которых являются липиды. Так как липиды являются структурными элементами клеточных мембран, то вследствие их поражения нарушается регуляция химизма живой клетки вплоть до уровня, несовместимого с жизнью.
Глава 3. Влияние ионизирующего излучения на живые организмы
При изучении действия излучения на организм были определены следующие особенности:
1. Высокая эффективность поглощенной энергии. Малые количества поглощенной энергии излучения могут вызвать глубокие биологические изменения в организме.
2. Наличие скрытого, или инкубационного, периода проявления действия ионизирующего излучения. Этот период часто называют периодом мнимого благополучия. Продолжительность его сокращается при облучении в больших дозах.
3. Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться. Этот эффект называется кумуляцией.
4. Излучение воздействует не только на данный живой организм, но и на его потомство. Это так называемый генетический эффект.
5. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. При ежедневном воздействии дозы уже наступают изменения в крови.
6. Не каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение.
7. Облучение зависит от частоты. Одноразовое облучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия, чем фракционированное.
Энергия, излучаемая РВ, поглощается окружающей средой. В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека в тканях происходят сложные физические, химические и биохимические процессы.
Поглощенная энергия от ионизирующих излучений различных видов вызывает ионизацию атомов и молекул веществ, в результате чего молекулы и клетки ткани разрушаются. Ионизация является одним из основных звеньев в биологическом действии излучения.
Известно, что 2/3 общего состава ткани человека составляют вода и углерод; вода под действием излучения расщепляется на водород H и гидроксильную группу OH, которые либо непосредственно, либо через цепь вторичных превращений образуют продукты с высокой химической активностью: гидратный окисел HO2 и перекись водорода H2 O2. Эти соединения взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая ее.
В результате воздействия ионизирующего излучения нарушается нормальное течение биохимических процессов и обмен вещества 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.
Заключение
Не надо бояться радиации, но и не следует ею пренебрегать. В малых дозах она безвредна и легко переносится человеческим организмом, в больших дозах бывает смертельно опасна. В то же время пора понять – с радиацией не шутят, она мстит за это людям.
Мы едим, пьем, дышим, – все это сказывается на дозах, которые получаем от естественных источников. Например, хлебобулочные изделия имеют большую радиоактивность, чем молоко, сметана, масло, кефир, овощи и фрукты. Любимый цветной телевизор это источник рентгеновского излучения. Самым распространенным источником облучения являются часы со светящимся циферблатом. Они дают годовую дозу, в 4 раза превышающую ту, которая обусловлена утечками на АЭС.
Надо понять, что радиация везде и всюду окружает нас, мы зародились, живем в этой среде, и ничего здесь противоестественного нет. Только знание основ природы ионизирующих излучений, их влияние на человека и степень опасности могут вылечить людей от радиофобии, болезни, к сожалению, еще так распространенной. Радиофобия – это болезнь нашего невежества. Исцеляется только знаниями.
