Учебный материал

В развитии радиационных повреждений можно выделить 4 фазы: три короткие, связанные с нарушениями на молекулярном уровне и четвертая — длинная, в течение которой развиваются изменения на уровне клетки, ткани, органа и организма. В свою очередь, сформировавшиеся на 4-й фазе последствия делятся по времени на ближайшие или ранние и отдаленные или поздние, а по характеру проявления — на детерминированные (ранее обозначаемые как нестохастические) и стохастические.

Ближайшие появляются спустя часы, дни или недели после облучения.

Отдаленные — спустя годы или даже десятки лет.

Детерминированные (от латинского — определять) эффекты, в отношении которых предполагается существование порога, выше которого тяжесть последствий зависит от величины дозы.

Порогом детерминированных эффектов лучевого поражения считают величину дозы в 0, 5 Зв, для хрусталика глаза порог составляет 0, 3 Зв. Дозы выше 0, 5 Зв относят к большим дозам облучения, дозы ниже 0, 5 Зв считаются малыми. Дозы, превышающие значение ЕРФ на 1-3 значения ЕРФ, относят к сверхмалым.

Детерминированные эффекты-это клинически значимые эффекты, которые проявляются явным поражением: острой или хронической лучевой болезнью, лучевыми ожогами, катарактой хрусталика глаза, клинически регистрируемыми нарушениями гемопоэза, временной или постоянной стерильностью и др.

Проявляются следующие биологические нарушения при однократном равномерном облучении всего тела человека: до 0, 25 Гр- видимых поражений нет; 0, 25-0, 5 Гр- временные нестойкие нарушения формулы крови; 0, 5-1 Гр- устойчивые нарушения формулы крови; 1-2 Гр- лёгкая форма острой лучевой болезни; 2-4 Гр- острая лучевая болезнь средней тяжести(20% случаев -летальный исход); 4-6 Гр- тяжёлая форма острой лучевой болезни (летальный исход в 50% и более случаях); свыше 6 Гр – летальный исход составляет 100%. Приведенные медико - биологические эффекты относятся к случаям, когда лечение отсутствует.

Со временем радиационные поражения в биологических структурах восстанавливаются – происходит репарации повреждений.

Данные исследований облучённых организмов показывают, что при лучевом поражении дозу можно разделить на две части: восстанавливемую и невосстанавливаемую. Для оценки воздействия многократного обучения вводится понятие «реализуемой» дозы Dр, которая учитывает эффект восстановления повреждений при облучении суммарной дозой Dо:

Dр(t)= Dо·[f+ (1-f)·exp(-β t)], где

f- доля поглощённой дозы Dо, характеризующая необратимую часть лучевого поражения;

β -коэффициент, характеризующий скорость восстановления.

Для фотонного излучения необратимая часть поражения человека составляет 10% полученной дозы (f=0, 1), а фактор β = 0, оо23 сутки-1, т.е. через 40 суток эффект облучения будет составлять 10% полученной дозы.

Для плотноионизирующих излучений(альфа-частицы, нейтроны, протоны) темп восстановления снижается

Некоторые из детерминированных эффектов могут быть обратимы при условии, что повреждение не слишком тяжелое. Примером таких функциональных эффектов являются:

· уменьшение секреции экзо- и эндокринных желез (например, слюнных);

· неврологические эффекты (например, изменение ЭЭГ);

· сосудистые реакции (например, ранняя эритема или подкожный отек).

Стохастические (от латинского — случайный, вероятностный) эффекты, как предполагается, не имеющие порога, вероятность их возникновения пропорциональна дозе, а тяжесть последствий не зависит от дозы.

Появление стохастических эффектов не следует искать в конкретном облучаемом объекте- они проявляются вероятностным образом в когорте одинаково облучаемых людей. Вероятность возникновения стохастических эффектов определяется при помощи понятия: радиационный риск. Обычно величину радиационного риска рассчитывают как число фатальных случаев стохастических эффектов облучения (при возникновении онкологических и генетических заболеваний) отнесённых к коллективной дозе S=104 чел·Зв.

Индивидуальный риск для онкологических заболеваний составляет 1, 65·10-2 чел·Зв/ год, генетических- 0, 4·10-2 чел·Зв/ год.

Детерминированные и стохастические эффекты облучения людей по проявлениям делят на три группы: соматические, сомато-стохастические, генетические.

Соматические: острая и хроническая лучевая болезнь, лучевая поражения (стерильность, лучевая катаракта и др.)

Сомато-стохастические: сокращение продолжительности жизни, лейкозы, онкозаболевания.

Генетические: генные мутации, хромосомные абберации.

Малые дозы облучения. Малые дозы вызывают появление стохастических эффектов облучения в виде сомато-стохастических и генетических радиационных проявлений. Однако вопрос воздействия малых доз не имеет в настоящее время однозначного научного обоснования. В мире существует две группы исследователей, члены одной из них аргументированно утверждают, что малые дозы относительно более вредны, чем большие, члены второй также аргументировано доказывают обратное. Такая дискуссия способствует развитию радиобиологии и помогает глубже понять закономерности воздействия ИИ на биологические объекты.

При облучении организма может возникать кислородный эффект-

усиление биологического действия при насыщении тканей кислородом. Кислородный эффект более проявляется при облучении редкоионизирующим ИИ.

Одним из парадоксальных эффектов малых и сверхмалых доз является эффект радиационного гормезиса. Термин радиационный гормезис был предложен в 1980 году Т. Д. Лакки и означает благоприятное воздействие малых доз облучения. Механизм радиационного гормезиса на уровне клетки теплокровных животных состоит в инициировании синтеза белка, активации гена, репарации ДНК в ответ на стресс — воздействие малой дозы облучения (близкой к величине естественного радиоактивного фона Земли). Эта реакция в конечном итоге вызывает активацию мембранных рецепторов, пролиферацию спленоцитов и стимуляции иммунной системы.. Малые дозы активируют иммунную систему у разных видов животных и ключевые мембрано-связанные ферменты, в частности аденилатциклазу, активируют репарационные системы и повышают устойчивость клеток и организма к последующим более высоким дозам облучения.