9

(для внутрикафедрального пользования)

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра патологической

физиологии

Утверждено на заседании кафедры

протокол № 7 от 31.08.2011

Зав. кафедрой патофизиологии, к.м.н.

доцент_____________Т.С. Угольник

ПАТОГЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Учебно-методическая разработка для студентов

Гомель 2011

ПАТОГЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ

1. Актуальность темы: к факторам окружающей среды, которые могут оказывать на человека патогенное влияние, относится ионизирующее излучение. Широкое использование лучистой энергии в мирных целях и существующая опасность возникновения аварий на атомных электростанциях определяют необходимость глубокого изучения механизмов действия ионизирующего излучения на организм человека. Знание механизмов повреждения ионизирующей радиации клеток, их структуры и функции необходимо для понимания патогенеза лучевой болезни, механизмов мутации, канцерогенеза, старения, а также широко применяемых лечебных мероприятий, основанных на использовании лучистой энергии.

2. Цель занятия: изучить механизмы действия патогенных факторов окружающей среды, этиологию и патогенез воздействия радиоактивного излучения на организм человека.

3. Задачи занятия:

1. Знать характеристику различных факторов окружающей среды.

2. Изучить механизмы действия на организм патогенных факторов.

3. Знать последствия действия на организм факторов окружающей среды.

4. Знать характеристику специфических и неспецифических механизмов повреждения клетки ионизирующим излучением.

5. Знать особенности радиационной обстановки, возникшей в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

6. Знать формы и стадии лучевой болезни.

7. Уметь объяснить особенности биологического действия инкорпорированных радионуклидов в организме человека и животных; биофизические и структурно-метаболические эффекты внутреннего облучения.

8. Знать особенности действия малых доз радиации.

4. Основные учебные вопросы (план):

1. Общая характеристика патогенных факторов.

2. Патогенное действие механических факторов, краш-синдром.

3. Болезнетворное действие шума, ультразвука, лазерного и ультрафиолетового излучений.

4. Действие на организм высоких и низких температур: гипо- и гипертермия, ожоговая болезнь.

5. Патогенное действие ускорения, изменений барометрического давления (горная болезнь, кессонная болезнь) на организм человека.

6. Механизмы повреждающего действия электрического тока.

7. Роль химических, биологических, психогенных, социальных, экологических факторов в развитии заболеваний.

8. Действие на организм ионизирующего излучения: внешнее и внутреннее облучение.

9. Типы ионизирующих излучений, их характеристика. Единицы дозы излучения и радиоактивности.

10. Механизмы действия ионизирующего излучения. Радиочувствительность клеток.

11. Лучевая болезнь, определение понятия. Формы и стадии лучевой болезни, клинико-лабораторные показатели.

12. Взаимодействие организма человека и животных с радионуклидами, образовавшимися в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

13. Особенности действия малых доз радиации.

14. Ближайшие и отдаленные последствия действия ионизирующего излучения.

При подготовке к теме повторить следующие вопросы с целью наибо­лее полного усвоения материала.

1. Виды ионизирующего излучения, их краткая характеристика.

2. Краткая характеристика изотопов: ¹³¹I, ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr.

3. Молекулярные механизмы действия ионизирующего излучения: неп­рямое действие- радиолиз воды, радиотоксины, прямое действие.

4. Понятие "радиочувствительность".

5. Механизмы канцерогенеза.

5. Вспомогательные материалы по теме:

Дозы радиационного облучения

Экспозиционная доза излучения — дает общее представление о количестве падающей на объект энергии излучения за время облучения. Единица экспозиционной дозы выражается в кулонах, деленных на килограмм (Кл/кг), внесистемная единица — рентген. 1 Р = 2,58х 10^-4 Кл/кг. Экспозиционная доза позволяет лишь ориентировочно оценивать степень повреж­дения объекта, поскольку оно может вызываться только поглощенной объектом энергией.

Поглощенная доза излучения — энергия ионизирующего излучения, поглощенная облучаемым телом (тканями организма) в пересчете на единицу массы. Единица поглощенной дозы в СИ — грей (Гр), 1 грей равен 1 джоулю, поглощенному в 1 кг вещества (1 Гр = 1 Дж/кг). Внесистемная единица поглощенной дозы — рад. 1 Гр = 100 рад.

При оценке радиационной опасности хронического воздействия излучения произвольного состава применяют понятие эквивалентная доза.

Эквивалентная доза излучения — поглощенная доза, умноженная на коэффициент (коэффициент качества), отражающий способность данного вида излучения повреждать ткани организма. Коэффициент качества излучения зависит от ЛПЭ (линейной передачи энергии). Коэффициент качества Q при хроническом облучении всего тела для g- и b- излучения равен 1. Единица эквивалентной дозы в СИ — зиверт (Зв). 1 Зв равен 1 Гр, деленному на коэффициент качества (Q): 1 Зв = 1 Гр = 1Дж/кг = 100 рад = 100 бэр

Q Q Q

Для оценки эффективности действия радиоактивных изотопов кроме поглощенных доз, создаваемых ими как при внешнем облучении, так и при попадании внутрь организма (инкорпорации), измеряют их активность. За единицу радиоактивности, получившую название беккерель (Бк), принято одно ядерное превращение в секунду. Внесистемная единица — кюри (Ки), 1 Ки = 3,7х1010 Бк. Одному Бк соответствует Т_1/2 / Ln2 атомов радионуклида, при этом Т1/2 (период полураспада) должно быть выражено в секундах.

Для характеристики распределения поглощенной дозы во времени используют величину мощности поглощенной дозы, или интенсивности облучения. Под этим понимают количество энергии излучения, поглощаемой в единицу времени (1 ч, 1 мин, 1с) единицей массы вещества.

Характеристика изотопов

Цезий — щелочной металл I группы Периодической системы Д.И. Менделеева с порядковым №55. Открыт в 1860 г немецкими учеными Кирхгофом и Бунзеном. Название получил от латинского слова caesis — голубой, по характерной яркой линии в синей области спектра. В настоящее время известно несколько изотопов цезия от ¹²⁵Cs до ¹⁴⁵Cs. Наибольшее значение имеет ¹³⁷Cs, один из наиболее долгоживущих продуктов деления урана.

¹³⁷Cs — смешанный b-, g-излучатель, с периодом полураспада (Т_1/2) — 30 лет. Продукт распада ¹³⁷Cs- возбужденный ¹³⁷Ba с Т_1/2 — 2,57 мин, испускает g-кванты.

Изотопы цезия при любом пути поступления в организм хорошо резорбируются. Всасывание ¹³⁷Cs в ЖКТ животных и человека составляет 100%.

В отдельных участках ЖКТ всасывание ¹³⁷Cs происходит с различной скоростью. По данным Moor, Comar, через 1 ч после введения ¹³⁷Cs всасывается по отношению к введенной дозе: в желудке — 7%, в двенадцатиперстной кишке — 77%, в тощей — 76%, в подвздошной — 78%, в слепой — 13%, в поперечно — ободочной кишке — 39%.

После перорального поступления цезия значительные количества всосавшегося радионуклида секретируются в кишечник, затем реабсорбируются в нисходящих отделах. Степень реабсорбции цезия может существенно отличаться у разных видов животных. Попав в кровь, он сравнительно равномерно распределяется по органам и тканям.

Выводится ¹³⁷Cs из организма человека с Тб (биологический период полувыведения), равным 70 сут. Выведение из организма происходит, в основном, через почки.

Стронций. Наибольший токсикологический интерес представляют ⁸⁵Sr, ⁸⁹Sr, ⁹⁰Sr. Период полураспада — 29, 12 лет. Продукт распада — ⁹⁰Y.

Величина всасывания стронция у человека равна 0,3. Величина всасывания радионуклида из ЖКТ уменьшается: с увеличением возраста, с повышением кальция и фосфора в диете, при введении высоких доз тироксина. В период лактации всасывание стронция увеличивается в 2 раза. Независимо от пути и ритма поступления в организм растворимые соединения радиоактивного стронция избирательно накапливаются в скелете. В костной ткани мужчин ⁹⁰Sr и кальция накапливается больше, чем у женщин. С увеличением возраста, независимо от способа введения и вида животных, понижается величина отложения ⁹⁰Sr в скелете.

Выведение ⁹⁰Sr из организма происходит с калом и мочой. Установлено несколько периодов полувыведения ⁹⁰Sr из организма. Короткий период полувыведения (2,5–8,5 сут) характеризуется выведением стронция из мягких тканей, длинный период (90–154 сут) — преимущественно из костей. При длительном пероральном или парентеральном введении в организм ⁹⁰Sr период полувыведения из скелета значительно увеличивается, а начальный короткий период полувыведения или отсутствует или очень мал.