Повреждающее действие ионизирующих излучений

Содержание 

 

Введение…………………………………………………………………………3

1. Ионизирующее излучение. Общая характеристика повреждающего действия ионизирующего излучения………………………………………5
2. Варианты возможного радиационного воздействия……………………..8
3. Действие ионизирующих излучений на уровне целостного организма. Лучевая болезнь……………………………………………………………..10
4. Хозяйственно полезные качества животных, подвергшихся воздействию ионизирующей радиации……………………………………………………17
5. Действие радиации на эмбрион и плод……………………………………20
6. Принципы коррекции нарушений функций органов и систем при лучевом поражении и повышении радиорезистентности организма………………22

Заключение………………………………………………………………………23

Список используемой литературы…………………………………………....24

 

Введение 

Современная мировая экологическая  ситуация характеризуется глобальным загрязнением всех элементов биосферы и истощением природных ресурсов, изменением экологических процессов  и параметров окружающей среды в  результате антропогенной деятельности с проявлением тенденции к необратимости этих изменений. Достаточно остро стоит проблема радиоактивного загрязнения биосферы. Известно, что основными источниками радиоактивных веществ в биосфере являются остаточные количества долгоживущих радионуклидов, поступивших в нее в результате ядерных испытаний, а также выбросов и сбросов их при работе атомных электростанций и других предприятий полного ядерно-топливного цикла. Ситуация усугубляется как противоречиями, возникшими между ядерными державами, так и появлением стран, в которых интенсивно наращивается ядерный потенциал. В этой связи высока вероятность возникновения крупномасштабной ядерной катастрофы для всего современного человечества. Неблагополучными с точки зрения радиационной обстановки являются 18 территорий Российской Федерации, подвергшихся загрязнению в результате аварий.

Согласно данным многочисленных исследований отечественных и зарубежных авторов, радиоактивные вещества оказывают  выраженное повреждающее действие на морфофункциональное состояние  всех органов и систем. Необходимость  изучения влияния ионизирующего  излучения на организм животного вызвана тем, что органы дыхания наиболее часто поражаются при действии аэрозольной и проникающей радиации. При этом различные клеточные популяции активно участвуют в формировании определенного нозоморфоза. Нарушения здоровья поголовья животных под воздействием радиационных факторов проявляется на клеточном, органном, организменном и популяционном уровнях.[4]

Целями данной курсовой работы являются: определить каково повреждающее действие ионизирующих излучений и последствия, которые оно за собой влечет.

Задачи: определить общую  характеристику ионизирующих излучений, изучить варианты возможного радиационного  воздействия, определить действие ионизирующих излучений на организм в целом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Ионизирующее излучение. Общая характеристика повреждающего действия ионизирующего излучения

 

По характеру воздействия  различают внешнее облучение, когда  источник находится вне организма, контактное и внутреннее (инкорпорированное), когда радиоактивные вещества попадают внутрь организма.

Облучение может быть однократным, фракционированным (дробным) и длительным. При дробном и длительном облучении  поражение организма тяжелее, чем  при однократном, т. к. выше суммарные поглощённые дозы.

Действие ИИ проявляется  на всех уровнях биологической организации  на уровне макромолекул, клеток, тканей, органов, целостного организма (табл. 1). Оно чревато возникновением местных  изменений (лучевые ожоги, некрозы, катаракты) и общими явлениями (острая и хроническая лучевая болезнь), а также отдалёнными последствиями (злокачественные новообразования, гемобластозы, наследственная патология, нарушения репродуктивной функции, функций нейро-эндокринной, иммунной и др. систем, снижение адаптационных возможностей, преждевременное старение, уменьшение средней продолжительности жизни).

Таблица 1. Радиационные повреждения  на всех уровнях биологической организации

Уровень биологической организации	Радиационные повреждения
Молекулярный	Повреждение ферментов, ДНК, РНК, нарушение обмена веществ
Субклеточный	Повреждение клеточных мембран, ядер, хромосом, митохондрий, лизосом
Клеточный	Остановка деления и гибель клеток; трансформация  в злокачественные клетки
Тканевый, органный	Повреждение ЦНС, костного мозга, желудочно-кишечного  тракта
Организменный	Сокращение  продолжительности жизни или  смерть
Популяционный	Изменение генетической характеристики в результате мутаций

По степени чувствительности к ИИ (в убывающем порядке) ткани  располагаются в следующей очерёдности: лимфоидная ткань, кроветворная ткань, эпителиальная ткань (гонады, ЖКТ), покровный эпителий кожи, эндотелий сосудов, хрящ, кость, нервная ткань. Наиболее радиочувствительными клетки оказываются во время митоза.

Жизненно важные органы или  системы с высокой радиочувствительностью, которые первыми выходят из строя в исследуемом диапазоне доз, что обуславливает гибель организма в определённые сроки после облучения, называются критическими. К ним относятся: красный костный мозг, гонады, хрусталик, эпителий слизистых оболочек и кожи.

Выявлена общая закономерность: чем сложнее живой организм, тем  он более чувствителен к действию радиации. По степени возрастания чувствительности к ИИ живые организмы располагаются в следующем порядке: вирусы -> амёба -> черви -> кролик -> крыса -> мышь -> обезьяна ->  собака -> человек.

В табл. 2 представлены данные о радиочувствительности различных объектов к дозам g-излучения, вызывающим 50%-ную смертность.

Таблица 2.

Биологический вид	Доза, Гр	Биологический вид	Доза, Гр
Овца	1,5–2,5	Птицы	8,0–20,0
Осел	2,0–3,8	Рыбы	8,0–20,0
Собака	2,5–3,0	Кролик	9,0–10,0
Человек	2,5–3,5	Хомяк	9,0–10,0
Обезьяны (разных видов)	2,5–6,0	Змеи	80,0–200,0
Мыши  разных линий	6,0–15,0	Насекомые	10,0–100,0
Крысы разных линий	7,0–9,0	Растения	10,0–1500,0

Изучено паренатальное развитие структурных компонентов носовой полости в норме и при воздействии рентгеновскими лучами. Результаты исследования (облучались самки белых беспородных крыс) показали, что чувствительность структур к ионизирующей радиации (доза облучения 2,24 Гр) определяется источником их развития и филогенетическим возрастом, а именно: более чувствительными к радиации были производные эктодермы (обонятельные луковицы, носослезный канал), устойчивыми ─ производные мезодермы (носовая капсула). Н.Н. Тятенкова объясняет данный феномен тем, что носовой аппарат представляет собой совокупность разнородных по происхождению и филогенетическому возрасту структуры. Нарушения морфогенеза различной степени тяжести фиксировались у подавляющего большинства животных.[1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Варианты возможного радиационного воздействия

 

Источники ионизирующего  излучения (радионуклиды) могут находиться вне организма и (или) внутри его. Если животные подвергаются воздействию  излучения извне, то говорят о внешнем облучении, а воздействие ионизирующих излучений на органы и ткани от инкорпорированных радионуклидов называют внутренним облучением. В реальных условиях чаще всего возможны различные варианты и внешнего, и внутреннего облучения. Такие варианты воздействия называются сочетанными радиационными поражениями.

Доза внешнего облучения  формируется главным образом  за счет воздействия γ-излучения; α- и β-излучения не вносят существенного вклада в общее внешнее облучение животных, так как они в основном поглощаются воздухом или эпидермисом кожи. Радиационное поражение кожных покровов β-частицами возможно в основном при содержании скота на открытой местности в момент выпадения радиоактивных продуктов ядерного взрыва или других радиоактивных осадков.

Характер внешнего облучения  животных во времени может быть различным. Возможны разные варианты однократного облучения, когда животные подвергаются радиационному воздействию в течение короткого промежутка времени. В радиобиологии принято считать однократным облучением воздействие радиации на протяжении не более 4 сут. Во всех случаях, когда животные подвергаются внешнему облучению с перерывами (они могут быть различными по продолжительности), имеет место фракционированное (прерывистое) облучение. При непрерывном длительном воздействии ионизирующего излучения на организм животных говорят о пролонгированном облучении.

Выделяют общее (тотальное) облучение, при котором радиационному воздействию подвергается все тело. Этот вид облучения имеет место, например, при обитании животных на территории, загрязненной радиоактивными веществами. Кроме того, в условиях специальных радиобиологических исследований может осуществляться местное облучение, когда радиационному воздействию подвергается та или иная часть тела. При одной и той же дозе облучения наиболее тяжелые последствия наблюдаются при общем облучении. Например, при облучении всего тела животных в дозе 1500Р отмечается практически 100%-ная их гибель, тогда как облучение ограниченного участка тела (головы, конечностей, щитовидной железы и т. д.) каких-либо серьезных последствий не вызывает. В дальнейшем рассматриваются последствия только общего внешнего облучения животных.[2]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Действие ионизирующих излучений на уровне целостного организма. Лучевая болезнь

 

Действие ИИ на уровне целостного организма проявляется в лучевой  болезни. Лучевая болезнь (ЛБ) – заболевание, развивающееся в результате действия на организм ИИ в дозах, превышающих  допустимые. Изменения функций нервной, эндокринной систем, нарушение регуляции  деятельности других систем организма  на ряду с клеточно-тканевыми поражениями формируют клинические проявления лучевой болезни.

Повреждающее действие ИИ особенно сказываются на стволовых  клетках кроветворной ткани, эпителии гонад, тонкого кишечника и почек; в первую очередь поражаются системы, находящиеся во время облучения  в состоянии активного органогенеза и дифференцировки.

Различают острые лучевые  поражения и хронические.

Острая лучевая  болезнь (ОЛБ).

С острой лучевой болезнью человек познакомился лишь в 20 веке. Она представляет собой одномоментную  травму органов и систем организма  и, прежде всего, острое повреждение  генома клеток, главным образом, кроветворных клеток костного мозга, лимфатической  системы, эпителия желудочно-кишечного  тракта и почек, клеток печени, легких и других органов. ОЛБ возникает  после тотального однократного внешнего равномерного облучения в дозе превышающей 1,0 Гр. При этом радиационному воздействию  подвергаются одновременно все системы, органы, ткани и клетки в одинаковой дозе. ОЛБ представляет собой своеобразную клеточно-тканевую патологию, в основе возникновения которой лежит  прямое поражение радиацией облучаемого  биосубстрата. В реализации интегрального ответа организма принимают участие системы регуляции поддержания гомеостаза. Однако, их патогенетическое значение в развитии ОЛБ значительно меньше. Чем вклад прямых структурно-клеточных последствий облучения.

ОЛБ характеризуется тремя  основными клиническими синдромами:

1) Костно-мозговой (гематологический) синдром. В основе его возникновения лежит первичное повреждение ИИ родоначальных клеточных элементов, главным образом, стволовых клеток, массовая гибель делящихся клеток костного мозга. Глубокие нарушения в кроветворной системе определяют склонность к кровотечениям – возникают вторичные изменения – множественные кровоизлияния в кожу, слизистые, паренхиматозные органы, обнаруживающиеся в разгар заболевания (геморрагический синдром).

2) Желудочно-кишечный эпителиальный  синдром. Он включает клеточное  опустошение ворсинок и крипт  кишечника, инфекционные процессы, поражения кровеносных сосудов,  нарушение баланса жидкости и  электролитов, нарушения секреторной,  моторной, барьерной функции кишечника.