Лекция №11 РБ. Действие ионизирующего излучения на клетку, ткани и органы, тело человека

году Анри Беккерель. Он получил ожог за счет действия пробирки с радием которую он носил в кармане жилета. Это дало начало новой отрасли науки – радиационной биологии.
Клетка является основным элементом живой материи, в 1г которой содержится 600 млн. клеток, а в теле взрослого человека 1023 . Она состоит из мембраны, ядра и цитоплазмы Выделяют два пути поражения клеток ионизирующим излучением: прямой и косвенный.
Прямой путь поражения клетки характеризуется поглощением энергии излучения молекулами ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), входящими в структуру ядерных хромосом. При этом происходит возбуждение молекул, их ионизация, разрыв химических связей. Разрушаются ферменты и гормоны и, соответственно. Наблюдается разрушение и гибель хромосом. При небольших дозах облучения происходит повреждение ядерных ДНК, в которых закодирована структура белков, что приводит к изменению генетического кода. При воздействии больших доз излучения нарушается целостность оболочки клетки и составных частей цитоплазмы, ядро уплотняется и клетка погибает.
Косвенный путь воздействия ионизирующих излучений проявляется в химических реакциях, происходящих в результате разложения или диссоциации воды, из которой организм человека состоит на 90%.

образованием быстрых свободных электронов и положительно заряженных ионов воды. Последние в результате химической реакции образуют сначала свободные радикалы, а затем перекись водорода H2O2 , гидропероксид HO2. Пероксидные вещества, обладая сильными окислительными и токсичными свойствами приводят к изменению состава нуклеиновых кислот, нарушению проницаемость клеточных мембран, повышению проницаемости стенок кровеносных сосудов, сопровождающемуся кровотечениями и кровоизлияниями.
Клетки при воздействии небольших дозы облучения способны к репарации, т.е. восстановлению. Репарация ДНК – основа нормального функционирования клетки Различают три вида репараций:
1. Безошибочные репарации, основанные на удалении поврежденного участка ДНК и замене его новыми, что приводит к восстановлению нормальной функции ДНК.
2. Ошибочные репарации, приводящие к потере или изменению части
генетического кода.
3. Неполные репарации, при которых непрерывность нитей ДНК не восстанавливается.
Два последних вида репараций приводят к возникновению мутаций, т.е. видоизменений в клетках. Появление мутаций означает, что клетка содержит генетический материал, отличный от содержащегося в исходных (нормальных) клетках. Мутации могут усиливать, уменьшать или качественно изменять признак, определяемый геном. Ген – единица наследственного материала, ответственная
за формирование какого-либо элементарного признака, обычно представляющая собой часть молекулы ДНК.

энергия ионизирующего излучения изменяет протекающие в нем биологические и физиологические процессы, нарушает обмен веществ. Воздействие ионизирующего излучения на биологические объекты подразделяется на пять видов:
1. Физико-химические, вызывающие перераспределение энергии за счет ионизации. Продолжительность – 10-12 до10-8 с .
2. Химические повреждения клеток, тканей и образование свободных радикалов, возбужденных молекул. Продолжительность – от 10-7 с до нескольких часов.
3. Биомолекулярные повреждения белков, нуклеиновых кислот. Продолжительность – от микросекунд до нескольких часов.
4. Ранние биологические эффекты, приводящие к гибель клеток, органов, всего организма. Данная стадия длится от нескольких часов до нескольких месяцев.
5. Отдаленные биологические эффекты, приводящие к возникновению опухолей, генетическим нарушениям, сокращению продолжительности жизни. Длятся годы, десятилетия и даже столетия.

радиоустойчивость.

В качестве меры радиочувствительности используется доза облучения. Доза облучения – доза, которая приводит к гибели 50% облученных клеток. На клеточном уровне радиочувствительность зависит от содержания в клетке антиоксидантов, активности ферментов, интенсивности окислительно-восстановительных процессов и состояние системы ДНК.

костный мозг, селезёнка и лимфатические узлы) и пищеварительная система (слизистая оболочка тонкой кишки и желудка), которые теряют способность нормально функционировать при дозах 0,5-1 Грэй. Однако они обладают способностью восстанавливаться, если продолжительность и доза облучения незначительные и не все клетки поражены.
Облучение тонкого кишечника дозой 10 Грэй приводит к его гибели.
Сердце считается радиоустойчивым органом, однако при локальном облучении дозой 5-10 Грэй могут быть обнаружены изменения в его миокарде.
При локальном облучении лёгких дозой 8-10 грей может развиться воспаление верхних дыхательных путей или радиационная пневмония.
Почки достаточно радиоустойчивы, однако при облучении дозой 30 Грей в течение 5 недель может развиться хронический нефрит.
При ионизирующем облучении органов зрения дозой 3-8 Грей может развиться коньюктивит, а при дозе более 8 грей катаракт.
При облучении центральной нервной системы дозой более 100 Грэй может вызвать гибель системы на клеточном уровне.
Кости и мышцы обладают повышенной радиоустойчивостью, которая нарушается лишь при дозах более 100 Грэй.

являются пассивным фильтром, очищающим кровь от токсинов и продуктов распада. Основными факторами, нарушающими работу почек являются повышенное содержание мяса в рационе питания, зашлакованность организма, наличие токсических веществ, таких как ртуть, мышьяк, свинец, фтор, органические растворители. К веществам, улучшающим работу почек следует отнести наличие витамина C, магния, калия а также такого универсального продукта как гречка.
Печень задерживает радиоактивные вещества и выводит их из организма естественным путём. Работу печени ухудшает повышенное содержание жиров, углеводов, яиц, сыра а также избыток витаминов B, C и микроэлементов кремния и меди. Улучшает работу печени пониженное содержание жиров и употребление натуральных продуктов.
Иммунная система защищает от вирусов, бактерий, токсинов, в состав которой входит селезёнка, костный мозг, лимфоциты. Ее работу ухудшают белки возникшие в результате воздействия радиации, перегрузка лимфатических узлов иммунной системы, недостаток витаминов A, E, C и микроэлементов магния, железа, йода и цинка, подавление функции печени и почек за счёт их зашлакованности.
Кровь защищает от радиации за счёт поддержания кислотно-щелочного баланса. Ухудшают состав крови избыток мяса и яиц, неоптимальное соотношение натрия и калия в крови (оптимальное соотношение 7:1 ), заболевание почек, желудка, печени, дефицит железа и витаминов C, B8, B12. Улучшают состав крови употребление каши, овощей и фруктов, ограничение употребления жиров, сахара
и соли.

накапливаются в нём и облучают отдельные органы. Подвергаясь радиоактивному распаду изотопы излучают альфа, бета и гамма частицы. Если изотоп излучает гамма-лучи, то значительная часть их выходит за пределы организма не причиняя вреда. Альфа и бета излучения полностью поглощаются организмом, что связано с большой потерей энергии на единицу пути и происходит большой разрушительный эффект.
Пути поступления радионуклидов в организм:
через лёгкие;
с пищей и водой;
через кожу.
Исход поражения человека радионуклидами зависит прежде всего от эффективности выведения его из организма.

Биологическое действие внутреннего облучения