Курсовые по энергетике
БН
Экология
Карта
Руководитель russian time из gp2 Игорь Мазепа aferist.org/metka/igor-mazepa/. . http://marizia.com.ua/ духи и косметика оптом.

Радиоактивное излучение Атомные реакторы и батареи

 

Отдаленные последствия облучения у человека

  Первичные изменения в организме человека и животных начинают проявляться сразу после облучения, что приводит к заболеванию, например, к острой лучевой болезни. Через определенный промежуток времени больной выздравливает и клинические симтомы болезни могут не проявлятся в течение длительного времени. Однако, через определенный промежуток времени после облучения, в «выздоровевшем» организме могут появиться вторичные эффекты, индуцированные облучением. Такие изменения называются отдаленными последствиями облучения. У человека такие изменения могут появиться через 10 и более лет, у лабораторных животных ( ышей, крыс) – через несколько месяцев после облучения. К отдаленным последствиям облучения, в первую очередь, относятся сокращение продолжительности жизни, возникновение лейкозов, злокачественных опухолей, катаракты. Отдаленные последствия облучения могут проявиться как морфологические изменения  в любых органах и тканях, например, в кожных покровах, костях, хрящах, внутренних органах. Эти изменения могут выражаться в виде уплотнении и атрофии облученных участков ткани, потере эластичности хрящевых образований, суставов, кровеносных сосудов, повышении хрупкости костей. К отдаленным последствиям облучения относят также нарушения в эндокринной системе, снижение иммунитета, снижение и потерю плодовитости организма. Рассмотрим более подробно некоторые типы отдаленных последствий облучения у человека.

 Сокращение продолжительности жизни – это универсальный эффект облучения, проявляющийся у животных различных видов, в т.ч. и у человека.  Наиболее подробно этот радиобиологический эффект изучен на модельных опытах с мышами. Обнаружено, что существует прямо пропорциональная зависимость между поглощенной дозой облучения и степенью сокращения продолжительности жизни. По экспериментальным данным, продолжительность жизни мышей снижается в среднем на 3 – 5 % на каждый Грей поглощенной дозы (Рис. 1). Как видно, при поглощении 7- 8 Гр рентгеновского излучения, продолжительность жизни мышей снижается на 35 – 40 %. Аналогичные данные были получены в экспериментах с использованием большого количества животных и статистическая достоверность этих данных не вызывает сомнений. Так, Дж. Коггл одновременно использовал для этих целей 27000 особей мышей. Он показал, существует определенный минимальный порог дозы, до которой облучение не вызывает снижения продолжительности жизни. В опытах Коггла эта минимальная пороговая доза для мышей находилась в интервале 0,5 – 1 Гр. Облучение более высокими дозами приводила к снижению срока жизни мышей, причем срок снижения продолжительности жизни была пропорциональна поглощенной дозе. Аналогичные данные были получены и в экспериментах с другими животными. Так, облучение собак, морских свинок дозами мощностью 0,02 – 0,15 Гр в неделю не вызывало снижения продолжительности жизни животных. Более того, в литературе имеются экспериментальные данные о том, что в некоторых случаях радиационное облучение повышает среднюю продолжительность жизни насекомых и некоторых животных. Так, облучение вредителя зерновых культур- мучного хрущака – в однократной дозе 30 Гр резко увеличивало продолжительность жизни насекомых. В работах Л.Д. Карлсона с крысами показано, что облучение животных излучением при мощности дозы 0,08 Гр/сут в течение всей жизни приводило к повышению продолжительности жизни этих животных. Так, средняя продолжительность жизни облученных животных составила 600 суток, тогда как у необлученных она была всего 420 суток. 

Рис. 1. Сокращение продолжительности жизни мышей при тотальном однократном облучении рентгеновскими лучами

ось абсцисс – поглощенная доза, ось ординат – сокращение жизни животных 

Для объяснения этих фактов предложено несколько гипотез. Предполагается, что повышение продолжительности жизни при облучении организмов может обуславливаться нарушением механизмов апоптоза, т.е. запрограммированной гибели клеток. Предполагают также, что малые дозы радиации могут оказывать стимулирующее действие на метаболизм организма. Кроме того, ионизирующие излучения подавляют функцию размножения организма, что обеспечивает увелечение индивидуального срока жизни облученной особи.

Имеются многочисленные данные о так называемых «стимулирующих» эффектах облучения, используемых в практических целях. В качестве таких примеров можно привести повышение урожайности культурных растений, их устойчивости к насекомым-вредителям и патогенным микроорганизмам после облучения, повышение вылупляемости облученных яиц в птицеводстве.

  Вышеприведенные факты позволяют некоторым исследователям отвергать гипотезу исключительно вредного воздействия ионизирующего излучения на живые системы и говорить о наличии физиологического и патологического порогов. Как известно, величины таких порогов определены для различных видов энергии, оказывающих воздействие на живые системы.

Экстраполяция данных, полученных в экспериментах с млекопитающими разных видов, позволила сделать вывод, что сокращение продолжительности жизни человека при однократном тотальном облучении составляет около 15 суток на каждые 0,01 Гр. При хроническом облучении эта цифра значительно ниже: 20 – 30 мин на 0,01 Гр. Прямые данные о сокращении продолжительности жизни человека после острого облучения  ограничиваются наблюдениями небольшого числа случаев при радиационных авариях.  Большой статистический материал по этой теме дало наблюдение за людьми, перенесшими атомную бомбардировку японских городов в 1945 году. Исследователи, работающие с этой группой людей, утверждают, что не обнаружили ускорения процессов старения по большинству функциональных и морфологических показателей. Они также не обнаружили  вредного влияния облучения на протекание целого ряда заболеваний, в частности, гипертонии, ревматического артрита, сахарного диабета. Наблюдение велось более чем за 80000 облученными людьми, контрольная группа включала 27000 необлученных людей.

 Исследования С. Уоррена о заболеваемости и смертности врачей-рентгенологов в США привели к выводу, что им характерна высокая смертность в молодом возрасте, чем врачам других специальностей. Этот ученый утверждает, что продолжительность жизни врачей-рентгенологов из-за дополнительного облучения сокращается в среднем на 5,2 года. Выводы С. Уоррена были подтверждены в дальнейшем и другими исследователями.

Возникновение злокачественных новообразований (опухолей)

Через несколько лет после открытия рентгеновских лучей появились первые больные с раковыми заболеваниями, индуцированными облучением. После этих случаев начались исследования канцерогенного действия ионизирующих излучений. Были проведены многочисленные эксперименты с лабораторными животными и проанализрованы данные, полученные в результате наблюдения за людьми, перенесшими атомные бомбардировки, радиационные аварии. Результаты этих опытов и наблюдений позволяют утверждать, что все виды ионизирующих излучений, независимо от способа воздействия, вызывают разнообразные формы опухолей и лейкозов. В облученном организме злокачественные образования могут возникать практически в любом органе и ткани.  Однако, наиболее часто проявление опухолей после облучения обнаруживается в коже, молочных железах, крови, костях, яичниках. Рак костей и кожи чаще всего возникают при локальном облучении, а рак крови и эндокринно-зависимые опухоли возникают, в основном, при тотальном облучении. Естественно, вероятность появления опухолей зависит и от поглощенной (эквивалентной) дозы излучения. Однако, вопрос о дозовой зависимости и пороговых дозах появления злокачественных образований пока изучен недостаточно. Наибольшее количество экспериментальных данных по этой проблеме  были получены при исследовании остеосарком, индуцированных так называемыми остеотропными радионуклидами ( Ra, Sr, Pu). Различные изотопы химических этих элементов способны аккумулироваться в костной ткани.

 Многие исследователи предполагают, что канцерогенная доза локального облучения для человека находиться около 10 Гр.  Вопрос о пороговой зависимости возникновения лейкозов и опухолей при тотальном облучении менее изучен. В экспериментах с мышами показано, что наибольшей канцерогенностью обладают доза 3 Гр. При дальнейшем увеличении дозы облучения количество заболевших раком крови животных уменьшается (рис.2). Уменьшение частоты возникновения лейкоза при высоких дозах излучения обуславливается интерфазной и репродуктивной гибелью раковых клеток, т.е клеток подвергающихся новообразованиям.

Рис. 2. Частота возникновения лейкемии мышей в зависимости от поглощенной дозы рентгеновского излучения

Ось абсцисс - поглощенная доза, ось ординат – частота заболеваний

Наиболее полные сведения о лейкозах и опухолях при облучении людей получены пр статистическом анализе данных, пострадавших городах в Хиросиме и Нагасаки. В отчете комиссии ООН за 1964 год констатируется, что заболеваемость лейкозами в Японии с 1946 по 1960 год выросло с 10,7 до 28 случаев на 1 млн. человек. В 1980 году были опубликованы данные о наблюдении за 80000 людей, перенесших атомную катастрофу. Для каждого из этих людей была подсчитана индивидуальная поглощенная доза. По этим данным видно, что с 1950 по 1974 год из этой группы облученных умерли 20000 человек, в.т. ч. 3842 человека умерли от раковых заболеваний. Однако, авторы доклада утверждают, что только в 190 случаях раковые заболевания являлись следствием облучения.

Рис.3.  Рост числа заболевших лейкемией людей среди жителей Японии после атомной бомбардировки

  1.находившиеся в радиусе 5 км от эпицентра взрыва

 2. все население Японии

Ось абсцисс - годы , ось ординат – частота заболеваний в расчете на 100000 жителей

Возникновение катаракты.

 Возникновение радиационной катаракты зависит от дозы, причем катаракта развивается только при достижении определенного порога дозы. Для человека такая минимальная доза находиться около 2-3 Гр при однократном рентгеновском облучении. При фракционированном облучении величина такой дозы повышается до 4 –5 Гр.

Механизмы возникновения отдаленных последствий облучения

  Отдаленные последствия облучения возникают в результате радиационного нарушения механизмов, поддерживающих гомеостатичность организма. В настоящее время мы мало знаем о конкретных механизмах возникновения таких нарушений, приводящих к заболеванию. Несомненным является то, что нарушения возникают на клеточном уровне и проявляются в нарушении структуры и физиолого-биохимических процессов в тканях и органах. Можно выделить 3 типа таких нарушений.

Интерфазная и репродуктивная гибель клеток, приводит к невосполнимой потере некоторых типов клеток. Это касается в первую очередь гибели женских половых клеток, клеток нервной ткани.

Консервация нарушений в генетическом аппарате некоторых типов клеток, особенно клеток с низким уровнем физиологической регенерации. Накопившиеся генетические нарушения (мутации)  могут проявиться через определенный промежуток времени.

Не летальные изменения в размножающихся соматических клетках. Эти нарушения репродуцируются в следующих поколениях клеток, при накоплении в ткани клеток с такими нарушениями происходит изменения в структуре и функционировании ткани.

Кроме нарушений генетического аппарата (ядерного и цитоплазматического) в проявлении отдаленных последствий играют важную роль и нарушения в нервной и эндокринной регуляции организма, снижающие адаптивные возможности организма (устойчивость к канцерогенам т.д.).

Данные последних лет показывают, что возникновение опухолей в тканях обуславливается реализацией специальной программы, т.е. функционированием специальных генов, так называемых онкогенов. Активность онкогенов индуцируется действие различных факторов среды, в т.ч. и действием ионизирующих излучений. Сейчас известно несколько десятков онкогенов, ответственных за возникновение тех или иных опухолей. Функционирование онкогенов показано на клетках, растущих в искусственных условиях ( в культуре клеток). Более подробно об онкогенах


На главную