Фізіологічна дія іонізуючого випромінювання

 

Іонізуюче випромінювання є невід’ємною умовою існування біосфери з самого її початку. Експерименти з організмами, поміщеними в умови з нульовим рівнем радіації, показали, що в разі повної відсутності впливу радіаційного фону зупиняються процеси ділення клітин. Природний радіаційний фон, у якому людина та інші живі організми існують тривалий час і до якого адаптовані, не порушує їхньої життєдіяльності. Хоча стосовно впливу дуже малих (фізіологічних) доз радіації на живі організми існують дві гіпотези:

1 Лінійна безпорогова – базується на ствердженні, що будь-яке радіаційне опромінення є небезпечним, яким би малим воно не було, і вірогідність негативних наслідків пропорційна отриманій дозі.

2 Порогова – припускає наявність порога – дози певної величини, опромінення нижче якої не має ніяких негативних наслідків для здоров’я людини.

Саме лінійну безпорогову гіпотезу покладено за основу всіх існуючих у світі норм, правил, законів з радіаційної безпеки, хоча вона і потребує більших затрат.

Малими прийнято вважати дози радіації, які не перевищують природний фон більше ніж у 5-10 разів. В окремих наукових публікаціях малими вважають сумарні дози радіації до 100 рентген. Біологічний ефект опромінення малими дозами має стохастичний (імовірнісний) характер. Порушення, що виникають в організмі, є неспецифічними і можуть обумовлюватися впливом інших факторів, не пов’язаних з радіацією.

Але більш високі дози іонізуючого випромінювання порушують нормальне функціонування клітин і тканин організму. Із збільшенням кількості отриманої радіації посилюється її біологічний ефект. Зміни процесів життєдіяльності живих організмів стають все більш суттєвими аж до загибелі. Різні види мають різну стійкість до дії радіації. За критерій радіочутливості було прийнято так звану напівлетальну дозу – ЛД_50/30. Вона являє собою дозу радіації, в результаті поглинання якої 50% особин даного виду гинуть протягом 30 діб. Для людини напівлегальна доза складає 4-5 грей (400-500 рентген).

Відомо, що радіочутливість зростає від нижчих до вищих організмів. У табл. 3 наведено дані про радіочутливість різних організмів.

 

Таблиця 3 – Напівлетальні дози γ-випромінювання для деяких організмів

Біологічний вид (група)	ЛД50/30, Гр	Біологічний вид (група)	ЛД50/30, Гр.
Рослини	10-1500	Хом’як	9-10
Комахи	10-100	Кролик	8
Риби	8-20	Вівця	1.5-2.5
Змії	8-20	Осел	2-3.8
Птахи	8-20	Собака	2.5-3
Миші	6-15	Мавпи (різні види)	3-6
Щури	7	Людина	4-5

Для ссавців ЛД_50/30 коливається від 2 до 6 грей. Абсолютною летальною дозою ЛД_100/30 для більшості ссавців є доза в 10 грей.

Чутливість до радіації різних органів і тканин пропорційна здатності клітин до ділення. Тому основними мішенями для випромінювання є статеві клітини, клітини епітелію та слизових оболонок та стовбурові клітини кісткового мозку, з яких утворюються формені елементи крові. Останніми уражаються нейрони, які взагалі не діляться у дорослих осіб, м’язові та кісткові клітини.

 

Вплив іонізуючого випромінювання на людину

 Отримання певної дози радіації може мати для людини різні наслідки, що залежить від багатьох чинників. Взагалі ефекти опромінення можна поділити на дві групи:

1 Детерміновані ефекти – проявляються у вигляді конкретної патології – променева хвороба, катаракта, стерильність тощо – при отриманні досить високої дози (більше визначеного порога).

2 Стохастичні ефекти – не дають специфічних клінічних симптомів, а проявляються як підвищення вірогідності онкологічних і, можливо, спадкових захворювань у майбутньому, причому важкість їх прояву не залежить від отриманої дози.

Комплекс клінічних симптомів, що виникає в людини внаслідок високої дози опромінення, називається променевою хворобою. У разі опромінення організму від зовнішнього джерела променеву хворобу викликають рентгенівське та γ-випромінювання. α- та β-частки через малу довжину пробігу призводять до променевої хвороби лише у випадку потрапляння в середину організму.

Променева хвороба може бути гострою і хронічною.

Гостра променева хвороба є наслідком одно- або декількаразового опромінення за короткий термін часу, починаючи із сумарної дози 100 рентген (1 грей).

Хронічна променева хвороба виникає в умовах тривалої дії малих доз радіації. Являє собою загальне захворювання, що розвивається внаслідок тривалого систематичного опромінення у невеликих дозах, які перевищують гранично-допустимі. Його слід відрізняти від віддалених наслідків гострої променевої хвороби. Розвиток та симптоматика хронічної променевої хвороби обумовлюються сумарною дозою, чутливістю організму, характером розподілу поглиненої дози. Як і для гострої променевої хвороби, у випадку хронічної виділяють легку, середню та важку форми (остання може закінчитися летально). Характерні симптоми – головний біль, слабкість, втомлюваність, кровотечі, порушення серцево-судинної системи, шкіри, шлунково-кишкового тракту. Повне відновлення уражених органів і систем можливе лише при легкому ступені хвороби.