Биологическое действие различных видов излучения

Влияние радионуклидов на организм существенно зависит от его физических свойств (тип и энергия излучения), дозы, формы соединения, вводимого пути и ритма поступления, особенностей распределения, эффективного периода полураспада, определяет продолжительность лучевого воздействия, физиологических и генетических особенностей организма. В зависимости от перечисленных факторов тот же радионуклид может существенно или умеренно уменьшать естественную продолжительность жизни вида, либо не оказывать влияния или даже немного увеличивать его по сравнению с адекватным контролем (на 10-15%).

Эффективность различных видов излучения определяется пространственным распределением первичных биофизических событий, обусловливающие конечный биологический эффект.

По Neary G J. (1960), для быстрых нейтронов эффект уменьшения средней продолжительности жизни крыс при дозе 0,16 Гр. в неделю эквивалентный тому же эффекту для гамма-излучения при дозе 2,1-1,1 Гр. в неделю. Гамма-излучение при низких мощностях доз постоянно и существенно менее эффективно, чем облучение при высоких мощностях доз. Эффект при облучении нейтронами в меньшей степени зависит от мощности дозы

Излучение с высокой линейной передачей энергии (ЛПЭ) более эффективно вызывает хромосомные аберрации, чем излучения с рядом ЛПЭ. Относительная биологическая эффективность (ОБЭ) для образования хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови человека для альфа-частиц в 10-30 раз выше по сравнению с рентгеновским и гамма-излучением.

Биологическое действие ионизирующего излучения условно можно разделить на:

1) первичные химические, физико-химические процессы, возникающие в молекулах живых клеток и их окружающей субстрата;

2) нарушение функций организма как следствие первичных процессов.

Поскольку у человека основную массу тела составляет вода (75%), первичные процессы во многом определяются поглощением излучения водой клеток, ионизацией молекул воды с образованием высокоактивных в химическом отношении свободных радикалов и последующими цепными реакциями (в основном окисление этими радикалами молекул белков). Это косвенное воздействие излучения.

Прямое действие ионизирующего излучения может вызвать расщепление молекул белка и молекул нуклеиновых кислот, разрыв наименее прочных связей, отрыв радикалов и другие денатурационные изменения.

Необходимо отметить, что прямая ионизация и непосредственная передача энергии тканям тела не объясняют действия излучения. Так, при абсолютной смертельной дозе, равной для человека 6 декабря на все тело, в 1 кубическом сантиметре ткани образуется одна ионизированная молекула на 10000000 молекул.

В дальнейшем, под действием первичных процессов в клетках возникают функциональные изменения, подчиняющиеся уже биологическим законам жизни и ведут к гибели клеток.

Изменения на клеточном уровне, гибель клеток приводят к таким нарушениям в тканях, в функциях отдельных органов и в пределах взаимосвязанных процессов в организме, которые вызывают различные последствия для организма или гибель организма.

Наиболее важными изменениями в клетках являются:

а) повреждение механизма митоза (деления) и хромосомно
го аппарата облученной клетки;

б) блокирование процессов обновления клеток;

в) блокирование процессов пролиферации и последующей физиологической регенерации тканей.

Самые ранние эффекты в клетках вызываются не митотической гибелью, а обычно связаны с повреждением мембран. Составной частью биологических мембран являются липиды. Запасные жиры в тканях также представляют собой липидную фазу. Неудивительно, что внимание исследователей, изучающих влияние ионизирующего излучения на живой организм, направленная на поиск продуктов радиационно-химического окисления жиров в липидных фазах тканей. Процесс радиационно-химического окисления жире в в тканях мог оказаться последней точкой действия радиации на организм с образованием высокотоксичных соединений, способных сделать губительное действие. Дело в том, что автоокислення липидов в жидкой фазе представляет собой цепной свободно-радикальный процесс, где цепь окисления ведет свободный радикал.

Несмотря на отсутствие достоверных данных о накоплении перекиси в липидах, облученных организмов, несомненным является тот факт, что липиды из печени облученных животных имеют другие свойства, чем липиды необлученных.

Липиды, изъятые из печени облученных животных, обладают пониженной антиоксидантной активностью.

Радикально-свободно-радикальные цепные реакции, инициируемые действием ионизирующего излучения, могут приводить к вторичному повреждения клеточных и тканевых структур. Продукты клеточной деградации подлежат утилизации рядом с физиологическими потерями и обусловливают дополнительную нагрузку на клетки. Фагоцитоз и переработка продуктов деградации сопровождаются резкой активацией энергетического обмена макрофагов и генерацией ряда высокоактивных свободно-радикальных форм кислорода (АФК), которые нейтрализуются физиологическими антиоксидантными системами организма. Недостаточность антиоксидантной защиты в условиях избыточной продукции АФК может привести к нарушению физиологического равновесия и появления токсического действия кислородных радикалов, усиливают пагубный эффект радикала. Вновь образованные продукты распада служат новым стимулом фагоцитарной активности макрофагов.

Соответственно может возникнуть и поддерживаться порочный круг: образование продуктов клеточной деградации - стимуляция макрофагов - фагоцитоз и секреция АФК - истощение физиологических антиоксидантных систем - усиление процессов перекисного окисления липидов - повреждения новых органов и тканей.

Длительная стимуляция может приводить к развитию функциональной недостаточности моноцитарно-макрофагальной системы и, как следствие, к срыву выполняемой ею функции, а именно: ослабление противоопухолевого и противоинфекционной иммунитета, нарушение различных метаболических процессов, в том числе обмена железа, холестерина и углеводов, деградации собственных клеток и тканей.

При исследовании биохимических показателей сыворотки крови нарушения нашли в 27% ликвидаторов аварии на ЧМ. Нарушения в метаболизме железа имели место в 48-51% ликвидаторов.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >