приховати рекламу

Біологічна дія радіоактивних випромінювань

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

ГУО «Мозирський державний університет ім. І.П. Шамякіна »
Реферат по темі
Біологічна дія радіоактивних випромінювань
Підготувала
Миколаєва О.М.
Мозир, 2010

Дослідження біологічної дії радіоактивних випромінювань були початі відразу після відкриття рентгенівського випромінювання (1895) і радіоактивності (1896). У 1896 російський фізіолог І.Р. Тарханов показав, що рентгенівське випромінювання, проходячи через живі організми, порушує їх життєдіяльність. Особливо інтенсивно стали розвиватися дослідження біологічної дії радіоактивних випромінювань з початком застосування атомної зброї (1945), а потім і мирного використання атомної енергії. Для біологічної дії радіоактивних випромінювань характерний ряд загальних закономірностей:
1) Глибокі порушення життєдіяльності викликаються мізерно малими кількостями поглиненої енергії. Так, енергія, поглинена тілом ссавця, тварини або людини при опроміненні смертельною дозою, при перетворенні на теплову призвела б до нагрівання тіла всього на 0,001 ° С. Спроба пояснити "невідповідність" кількості енергії результатами впливу призвела до створення теорії мішені, згідно з якою променеве ушкодження розвивається при попаданні енергії в особливо радіочутливих частина клітини - "мішень".
2) Біологічна дія радіоактивних випромінювань не обмежується підданим опроміненню організмом, але може поширюватися і на наступні покоління, що пояснюється дією на спадковий апарат організму. Саме ця особливість дуже гостро ставить перед людством питання вивчення біологічної дії радіоактивних випромінювань і захисту організму від випромінювань.
3) Для біологічної дії радіоактивних випромінювань характерний прихований (латентний) період, тобто розвиток променевого ураження спостерігається не відразу. Тривалість латентного періоду може варіювати від декількох хвилин до десятків років в залежності від дози опромінення, радіочутливості організму і спостережуваної функції. Так, при опроміненні в дуже великих дозах (десятки тис. радий) можна викликати "смерть під променем", тривалий ж опромінення в малих дозах веде до зміни стану нервової та інших систем, до виникнення пухлин через роки після опромінення.
Радіочутливість різних видів організмів різна. Смерть половини опромінених тварин (при загальному опроміненні) протягом 30 діб після опромінення (летальна доза - ЛД 50 / 30) викликається наступними дозами рентгенівського випромінювання: морські свинки 250 р, собаки 335 р, мавпи 600 р., миші 550-650 р, карасі (при 18 ° С) 1800 р, змії 8000-20000 р. Більш стійкі одноклітинні організми: дріжджі гинуть при дозі 30000 р, амеби - 100000 р, а інфузорії витримують опромінення в дозі 300000 р. Радіочутливість вищих рослин теж різна: насіння лілії повністю втрачають схожість при дозі опромінення 2000 р., на насіння капусти не впливає доза в 64000 р.
Велике значення мають також вік, фізіологічний стан, інтенсивність обмінних процесів організму, а також умови опромінення. При цьому, окрім дози опромінення організму, відіграють роль: потужність, ритм і характер опромінення (одноразове, багаторазове, переривчасте, хронічне, зовнішнє, загальне або часткове, внутрішнє), його фізичні особливості, що визначають глибину проникнення енергії в організм (рентгенівське і гамма- випромінювання проникає на велику глибину, альфа-частинки до 40 мкм, бета-частинки - на кілька мм), щільність викликається випромінюванням іонізації (під впливом альфа-часток вона більше, ніж при дії інших видів випромінювання). Всі ці особливості впливає променевого агента визначають відносну біологічну ефективність випромінювання. Якщо джерелом випромінювання служать потрапили в організм радіоактивні ізотопи, то величезне значення для біологічної дії радіоактивних випромінювань що випускається цими ізотопами, має їх хімічна характеристика, що визначає участь ізотопу в обміні речовин, концентрацію в тому чи іншому органі, а отже, і характер опромінення організму. Первинне дію радіації будь-якого виду на будь-який біологічний об'єкт починається з поглинання енергії випромінювання, що супроводжується порушенням молекул і їх іонізацією. При іонізації молекул води (побічна дія випромінювання) у присутності кисню виникають активні радикали (ОН-та ін), гідратовані електрони, а також молекули перекису водню, що включаються потім у ланцюг хімічних реакцій у клітині. При іонізації органічних молекул (пряма дія випромінювання) виникають вільні радикали, які, включаючись у які відбуваються в організмі хімічні реакції, порушують протягом обміну речовин і, викликаючи появу невластивих організму сполук, порушують процеси життєдіяльності. При опроміненні в дозі 1000 р. в клітці середньої величини (10 - 9 г ) Виникає близько 1 млн. таких радикалів, кожен з яких у присутності кисню повітря може дати початок ланцюговим реакціям окиснення, у багато разів збільшує кількість змінених молекул в клітині і викликає подальша зміна надмолекулярних (субмікроскопічних) структур. З'ясування великої ролі вільного кисню в ланцюгових реакціях, що ведуть до променевому поразки, т.зв. кисневого ефекту, сприяло розробці ряду ефективних радіозахисних речовин, що викликають штучну гіпоксію в тканинах організму. Велике значення має і міграція енергії по молекулам біополімерів, в результаті якої поглинання енергії, що відбулася у будь-якому місці макромолекули, призводить до ураження її активного центру (наприклад, до інактивації білка-ферменту). Фізичні та фізико-хімічні процеси, що лежать в основі біологічної дії радіоактивних випромінювань, тобто поглинання енергії та іонізація молекул, займають частки секунди. Наступні біохімічні процеси променевого ушкодження розвиваються повільніше. Утворилися активні радикали порушують нормальні ферментативні процеси в клітині, що веде до зменшення кількості багатих енергією (макроергічних) з'єднань. Особливо чутливий до опромінення синтез дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) в інтенсивно діляться клітинах. Т. о., В результаті ланцюгових реакцій, що виникають при поглинанні енергії випромінювання, змінюються багато компонентів клітини, в тому числі макромолекули (ДНК, ферменти та ін) і порівняно малі молекули (аденозинтрифосфорная кислота, коферменти та ін.) Це призводить до порушення ферментативних реакцій, фізіологічних процесів і клітинних структур. Вплив іонізуючого випромінювання викликає пошкодження клітин. Найбільш важливо порушення клітинного поділу - мітозу. При опроміненні в порівняно малих дозах спостерігається тимчасова зупинка мітозу. Великі дози можуть викликати повне припинення поділу або загибель клітин. Порушення нормального ходу мітозу супроводжується хромосомними перебудовами, виникненням мутацій, що призводять до зрушень в генетичному апараті клітини, а отже, до зміни наступних клітинних поколінь (цитогенетичний ефект.) При опроміненні статевих клітин багатоклітинних організмів порушення генетичного апарату веде до зміни спадкових властивостей розвиваються з них організмів . При опроміненні у великих дозах відбувається набухання і пікноз ядра (ущільнення хроматину), потім структура ядра зникає. У цитоплазмі при опроміненні в дозах 10 000-20 000 р спостерігаються зміна в'язкості, набухання протоплазматичними структур, освіта вакуолей, підвищення проникності. Все це різко порушує життєдіяльність клітини. Порівняльне вивчення радіочутливості ядра і цитоплазми показало, що в більшості випадків чутливо до опромінення ядро ​​(наприклад, опромінення ядер серцевого м'яза тритона в дозі декількох протонів на ядро ​​викликало типові деструктивні зміни; доза в кілька тисяч разів більша не пошкодила цитоплазми). Численні дані показують, що клітини найбільш радіочутливих в період поділу і диференціювання: при опроміненні уражаються, перш за все, зростаючі тканини. Це робить опромінення найбільш небезпечним для дітей та вагітних жінок. На цьому ж заснована і радіотерапія пухлин - зростаюча тканину пухлини гине при опроміненні в дозах, які менше пошкоджують навколишні нормальні тканини.
Виникаючі в опромінюваних клітинах зміни ведуть до порушень в тканинах, органах і життєдіяльності всього організму. Особливо виражена реакція тканин, в яких окремі клітини живуть порівняно недовго. Це слизова оболонка шлунка і кишечника, яка після опромінення запалюється, вкривається виразками, що веде до порушення травлення і всмоктування, а потім до виснаження організму, отруєння його продуктами розпаду клітин (токсемія) і проникненню бактерій, що живуть в кишечнику, в кров (бактеріємія) . Сильно пошкоджується кровотворна система, що веде до різкого зменшення числа лейкоцитів у периферичній крові і до зниження її захисних властивостей. Одночасно падає і вироблення антитіл, що ще більше послаблює захисні сили організму. (Зменшення здатності опроміненого організму виробляти антитіла і тим самим протистояти впровадженню чужорідного білка використовується при пересадці органів і тканин - перед операцією пацієнта опромінюють.) Зменшується і кількість еритроцитів, з чим пов'язано порушення дихальної функції крові. Біологічна дія радіоактивних випромінювань обумовлює порушення статевої функції і утворення статевих клітин до повного безпліддя (стерильності) опромінених організмів. Важливу роль у розвитку променевого ураження тварин і людини відіграє нервова система. Так, у кроликів смертельний результат при опроміненні в дозі 1000 р. часто визначається порушеннями в центральній нервовій системі, що викликають зупинку серцевої діяльності і параліч дихання. Дослідження біоелектричних потенціалів мозку опромінених тварин і людей, що піддаються променевої терапії, показали, що нервова система раніше інших систем організму реагує на радіаційний вплив. Опромінення собак у дозі 5-20 р і хронічне опромінення в дозі 0,05 р при досягненні дози в 3 р веде до зміни умовних рефлексів. Велику роль у розвитку променевої хвороби відіграють і порушення діяльності залоз внутрішньої секреції.
Для біологічної дії радіоактивних випромінювань характерно післядія, яке може бути дуже тривалим, тому що після закінчення опромінення ланцюг біохімічних і фізіологічних реакцій, що почалися з поглинання енергії випромінювання, триває довгий час. До віддалених наслідків опромінення належать зміни крові (зменшення числа лейкоцитів і еритроцитів), нефросклероз, цирози печінки, зміни м'язових оболонок судин, раннє старіння, появу пухлин. Ці процеси пов'язані з порушенням обміну речовин і нейроендокринної системи, а також пошкодженням генетичного апарату клітин тіла (соматичні мутації). Рослини, в порівнянні з тваринами, більш радіоустойчіви. Опромінення у невеликих дозах може стимулювати життєдіяльність рослин - проростання насіння, інтенсивність росту корінців, накопичення зеленої маси та ін Великі дози (20 000-40 000 р) викликають зниження виживання рослин, поява каліцтв, мутацій, виникнення пухлин. Порушення росту і розвитку рослин при опроміненні в значній мірі пов'язані зі змінами обміну речовин і появою первинних радіотоксінов, які у малих кількостях стимулюють життєдіяльність, а у великих - пригнічують і порушують її. Так, промивка опромінених насіння протягом доби після опромінення знижує гнітючий ефект на 50-70%. Променеве ушкодження організму супроводжується одночасно поточним процесом відновлення, який пов'язаний з нормалізацією обміну речовин і регенерацією клітин. Тому опромінення дробове або з малою потужністю доз викликає менше пошкодження, ніж масивне вплив. Вивчення процесів відновлення важливо для пошуків радіозахисних речовин, а також засобів і методів захисту організму від випромінювань. У невеликих дозах всі мешканці Землі постійно схильні до дії іонізуючого випромінювання - космічних променів і радіоактивних ізотопів, що входять до складу самих організмів і навколишнього. Випробування атомної зброї і мирне застосування атомної енергії підвищують фон радіоактивний. Це робить вивчення біологічної дії радіоактивних випромінювань і пошуки захисних засобів все більш важливими.
Біологічною дією радіоактивних випромінювань користуються в біологічних дослідженнях, в медичній та с.-г. практиці. На біологічному дії радіоактивних випромінювань засновані променева терапія, рентгенодіагностика, радіоізотопна терапія. У сільському господарстві радіаційні впливу застосовуються з метою виведення нових форм рослин, для передпосівної обробки насіння, боротьби зі шкідниками (шляхом виведення і випуску на трупи плантації обеспложенних опроміненням самців), для променевої консервації фруктів і овочів, запобігання продуктів рослинництва від шкідників (дози, згубні для комах, нешкідливі для зерна) та ін Індивідуальна чутливість людини залежить від безлічі факторів, у першу чергу - від віку. Сформувався організм більш стійкий до дії радіації, ніж формується (дитячий, юнацький). При гострому променевому ураженні, яке викликається загальним опроміненням організму у великих дозах (спостерігається при ядерних вибухах і у випадку аварій на ядерних установках), біологічні ефекти радіації - загибель або різні форми променевої хвороби - проявляються протягом декількох годин або днів після опромінення. При дозах, що перевищують 100 Зв (Зіверт - одиниця еквівалентної дози в системі СІ. 1 Зв відповідає поглиненої дози 1 Дж / кг гамма-випромінювання), настає миттєва загибель (перші години) через незворотного пошкодження нервових клітин (церебральний синдром). Дози 50-100 Зв призводять до смертельного результату на 5-6-у добу після опромінення. Кишкова форма променевого ураження (шлунково-кишковий синдром) спостерігається в діапазоні 10-50 Зв і призводить до загибелі на 10-14-й день. Типова форма променевої хвороби розвивається при дозі 1-10 Зв. Причому, якщо не прийняти медичних заходів, доза 3-5 Зв приводить до смерті 50% опромінених людей протягом 30 днів. Опромінених хворих поміщають у стерильні умови, роблять переливання крові, для відновлення системи кровотворення виконують пересадку кісткового мозку. Все це супроводжується введенням загальнозміцнюючих та протизапальних засобів. Типовими віддаленими наслідками перенесеної променевої хвороби є астенія (підвищена стомлюваність), катаракта, підвищена сприйнятливість до інфекційних захворювань за рахунок зниження імунітету. Радіоактивне опромінення достовірно підвищує ризик виникнення раку, генетичних ушкоджень і скорочує тривалість життя. Першу позицію в групі ракових захворювань, викликаних опроміненням, займають лейкози, пік яких, в залежності від віку, припадає на період від 5 до 25 років після опромінення. Трохи пізніше виникають рак молочної і щитовидної залози, легенів та інших органів. Ризик генетичних ушкоджень у перших двох поколіннях, за оцінками фахівців, становить близько 40% від ризику захворювання на рак.
Проблема впливу на організм людини опромінення «малими дозами» особливо гостро постала перед фахівцями після аварії на ЧАЕС. Для її вирішення потрібно постійне повсюдне обстеження населення, спостереження за станом здоров'я учасників ліквідації наслідків аварії та людей, які проживають на забруднених територіях. Вже на сьогоднішній день спостерігається зростання випадків раку щитовидної залози, зростання числа анемій, серцевих і інших захворювань, пов'язаних з ослабленням імунітету. Природне випромінювання є звичайною складовою частиною біосфери, абіотичних чинником, безперервно діючим на організми і утворює природний радіоактивний фон, який формується за рахунок космічного випромінювання і випромінювання радіонуклідів, що знаходяться у зовнішньому середовищі і всередині живих організмів. Штучні джерела випромінювання з'являються в результаті діяльності людини. Біологічний ефект радіації визначається дозової навантаженням і може спостерігатися на всіх рівнях організації живих систем. Індивідуальна чутливість людини до радіоактивного опромінення залежить від віку, психоемоційного стану і т.д. Променеве ураження в залежності від дози може призвести до загибелі, різним формам променевої хвороби, астенії, катаракті, зниження імунітету, скорочення тривалості життя, зростання ризику появи раку, генетичних ушкоджень.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Безпека життєдіяльності та охорона праці | Реферат
32.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Біологічна дія радіаційного випромінювання Аварії з викидом радіоактивних речовин у навколишнє с
Біологічна дія іонізуючих випромінювань і способи захисту від них
Поняття радіоактивного розпаду Методи реєстрації іонізуючих випромінювань Біологічна вплив
Дія електромагнітних полів та випромінювань на організм людини
Дія електромагнітних полів та випромінювань на організм людини
Біологічна дія радіації
Біологічна дія радіації
Біологічна дія іонізуючого випромінювання
Види інструктажів вимоги санітарії та біологічна дія іонізуючого ви
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru