реферат Воздействие радиационного излучения на биологические объекты
Доклад
по теме
" Воздействие радиационного излучения на биологические объекты"
ученицы 11а класса
средней школы № 38
Кореневой Юлии
Орёл - 2000
В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека
в тканях могут происходить сложные физические, химические и биохимические
процессы.
При попадание радиоактивных веществ внутрь организма поражающее
действие оказывают в основном альфа-источники, а затем и
бетта-источники, т.е. в обратной наружному облучению
последовательности. Альфа-частицы, имеющие небольшую плотность ионизации,
разрушают слизистую оболочку, которая является слабой защитой
внутренних органов по сравнению с наружным кожным покровом.
Существует три пути поступления радиоактивных веществ в организм: при
вдыхание воздуха, загрязненного радиоактивными веществами, через
зараженную пищу или воду, через кожу, а также при заражении открытых ран.
Наиболее опасен первый путь, поскольку во-первых, объем легочной
вентиляции очень большой, а во-вторых, значения коэффициента усвоения в
легких более высоки.
Пылевые частицы, на которых сорбированы радиоактивные изотопы, при
вдыхании воздуха через верхние дыхательные пути частично оседают в полости
рта и носоглотке. Отсюда пыль поступает в пищеварительный тракт.
Остальные частицы поступают в легкие. Степень задержки аэрозолей в легких
зависит от их дисперсионности. В легких задерживается около 20% всех
частиц; при уменьшении размеров аэрозолей величина задержки увеличивается
до 70%.
При всасывании радиоактивных веществ из желудочно-кишечного тракта
имеет значение коэффициент резорбции, характеризующий долю вещества,
попадающего из желудочно-кишечного тракта в кровь. В зависимости от
природы изотопа коэффициент изменяется в широких пределах: от сотых долей
процента(для циркония, ниобия), до нескольких десятков процентов (водород,
щелочно-земельные элементы). Резорбция через неповрежденную кожу в 200-300
раз меньше, чем через желудочно-кишечный тракт, и, как правило, не играет
существенной роли.
При попадании радиоактивных веществ в организм любым путем они уже
через несколько минут обнаруживаются в крови. Если поступление
радиоактивных веществ было однократным, то концентрация их в крови
вначале возрастает до максимума, а затем в течение 15-20 суток
снижается.
Концентрации в крови долгоживущих изотопов в дальнейшем могут
удерживаться практически на одном уровне в течение длительного времени
вследствие обратного вымывания отложившихся веществ. Эффект
воздействия ионизирующего излучения на клетку - результат комплексных
взаимосвязанных и взаимообусловленных преобразований. По А.М. Кузину,
радиационное поражение клетки осуществляется в три этапа. На первом этапе
излучение воздействует на сложные макромолекулярные образования, ионизируя
и возбуждая их. Это физическая стадия лучевого воздействия. Второй этап
- химические преобразования. Они соответствуют процессам
взаимодействия радикалов белков, нуклеиновых кислот и липидов с водой,
кислородом, радикалами воды и возникновению органических перекисей.
Радикалы, возникающие в слоях упорядоченно расположенных белковых
молекул, взаимодействуют с образованием "сшивок", в результате чего
нарушается структура биомембран. Из-за повреждения лизосомальных
мембран происходит увеличение активности и высвобождение ферментов,
которые путем диффузии достигают любой органеллы клетки и легко в нее
проникают, вызывая ее лизис.
Конечный эффект облучения является результатом не только
первичного повреждения клеток, но и последующих процессов
восстановления. Предполагается, что значительная часть первичных
повреждений в клетке возникает в виде так называемых потенциальных
повреждений, которые могут реализовываться в случае отсутствия
восстановительных процессов. Реализация этих процессов способствуют
процессы биосинтеза белков и нуклеиновых кислот. Пока реализация
потенциальных повреждений не произошла, клетка может в них
"восстановиться". Это, как предполагается, связано с ферментативными
реакциями и обусловлено энергетическим обменом. Считается, что в
основе этого явления лежит деятельность систем, которые в обычных
условиях регулируют интенсивность естественного мутационного процесса.
Мутагенное воздействие ионизирующего излучения впервые установили русские
ученые Р.А. Надсон и Р.С. Филиппов в 1925 году в опытах на дрожжах. В
1927 году это открытие было подтверждено Р.Меллером на классическом
генетическом объекте - дрозофиле.
Ионизирующие излучения способны вызывать все виды наследственных
перемен. Спектр мутаций, индуцированных облучением, не отличается от
спектра спонтанных мутаций.
Последние исследования Киевского Института нейрохирургии показали, что
радиация даже в малых количествах, при дозах в десятки бэр, сильнейшим
образом воздействует на нервные клетки - нейроны. Но нейроны гибнут не от
прямого воздействия радиации. Как выяснилось, в результате воздействия
радиации у большинства ликвидаторов ЧАЭС наблюдается "послерадиационная
энцефлопатия". Общие нарушения в организме под действием радиации приводит
к изменению обмена веществ, которые влекут за собой патологические
изменения головного мозга.