Променева хвороба – захворювання, що виникає від різних видів іонізуючих випромінювань.

При опроміненні в дозах 1-10 Гр розвивається типова форма гострої променевої хвороби, коли має місце переважне ураження кісткового мозку (кістномозковий синдром ). У діапазоні доз 10-20 Гр виникає кишкова (нудота, блювання, кривавий пронос, підвищення температури тіла, мб повна паралітична непрохідність кишечника та здуття живота), при дозах 20-80 Гр - токсемічна (судинна) (порушення в кишечнику та печінці, парез судин, тахікардія, крововилив, тяжка інтоксикація та набряк мозку) та при дозах вище 80 Гр - церебральні форми променевої хвороби ( судомно-паралітичний синдром, порушення крово- та лімфообігу в ЦНС, судинного тонусу та терморегуляції. Функціональні порушення травної та сечовидільної систем, прогресивне зниження кров'яного тиску).

Патогенез:

Протягом хвороби виділяють чотири фази: 1) первинної гострої реакції; 2) уявного клінічного благополуччя (прихована фаза); 3) розпал хвороби; 4) відновлення.

1) Фаза первинної гострої реакціїорганізм людини розвивається залежно від дози відразу після опромінення. Виникають певне збудження, біль голови, загальна слабкість. Потім настають диспепсичні розлади (нудота, блювання, втрата апетиту), нейтрофільний лейкоцитоз зі зсувом вліво, лімфоцитопенія. Спостерігаються підвищена збудливість нервової системи, коливання артеріального тиску, ритму серця тощо. Активація гіпофіз-адреналової системи призводить до посиленої секреції гормонів кори.

Чечніков.

Тривалість фази первинної гострої реакції 1-3 дні.

2) Фаза уявного клінічного благополуччяхарактеризується включенням захисно-компенсаторних реакцій. У зв'язку з цим самопочуття хворих стає задовільним, проходять клінічно видимі ознаки хвороби. Тривалість прихованої фази залежить від дози опромінення та коливається від 10-15 днів до 4-5 тижнів.

При порівняно невеликих дозах (до 1 Гр) початкові легкі функціональні реакції не переходять у розгорнуту клінічну картину та захворювання обмежується загасаючими явищами початкових реакцій. При дуже важких формах ураження прихована фаза взагалі відсутня.

Однак у цей час наростає ураження системи крові: у периферичній крові прогресує лімфоцитопенія, знижується вміст ретикулоцитів та тромбоцитів. У кістковому мозку розвивається спустошення (аплазія).

3) Фаза розпалу хворобихарактеризується тим, що самопочуття хворих знову різко погіршується, наростає слабкість, підвищується температура тіла, з'являються кровоточивість та крововилив у шкіру, слизові оболонки, шлунково-кишковий тракт, мозок, серце та легені. Внаслідок порушення обміну речовин та диспепсичних розладів різко знижується маса тіла. Розвиваються глибока лейкопенія, тромбоцитопенія, виражена анемія; збільшується ШОЕ; у кістковому мозку спустошення із початковими ознаками регенерації. Спостерігаються гіпопротеїнемія, гіпоальбумінемія, підвищення вмісту залишкового азоту та зниження рівня хлоридів. Пригнічується імунітет, внаслідок чого розвиваються інфекційні ускладнення, аутоінфекція та аутоінтоксикація.

Тривалість фази виражених клінічних проявів від кількох днів до 2-3 тижнів. При опроміненні дози понад 2,5 Гр без проведення лікувальних заходів можливий смертельний результат.

4) Фаза відновленняхарактеризується поступовою нормалізацією порушених функцій, загальний стан хворих помітно покращується. Знижується до норми температура тіла, зникають геморагічні та диспепсичні прояви, з 2-5-го місяця нормалізується функція потових та сальних залоз, відновлюється ріст волосся. Поступово відбувається відновлення показників крові та обміну речовин.

Період відновлення охоплює 3-6 місяців, у тяжких випадках променевого ураження може затягуватись на 1-3 роки, при цьому можливий перехід хвороби до хронічної форми.

Віддалені наслідки дії радіаціїможуть розвинутися через кілька років і мають непухлинний або пухлинний характер.

До непухлинних форм насамперед відносять скорочення тривалості життя, гіпопластичні стани у кровотворній тканині, слизових оболонках органів травлення, дихальних шляхів, у шкірі та інших органах; склеротичні процеси (цироз печінки, нефросклероз, атеросклероз, променеві катаракти та ін), а також дисгормональні стани (ожиріння, гіпофізарна кахексія, нецукрове сечовиснаження).

Однією з частих форм віддалених наслідків променевих уражень є розвиток пухлин у критичних органах при α- та β-випромінюванні, а також радіаційні лейкози.

2. Гіпоглікемічні стани. Види. Механізми розвитку. Наслідки для організму. Гіпоглікемічна кома.

Гіпоглікемія – зниження рівня цукру крові нижче нормального. Розвивається внаслідок недостатнього надходження цукру в кров, прискореного його виведення або внаслідок того й іншого.

Гіпоглікемічна реакція- відповідь організму на гостре тимчасове зниження рівня ЦПК нижче за норму.

Причини:

♦ гостра гіперсекреція інсуліну через 2-3 доби після початку голодування;

♦ гостра гіперсекреція інсуліну через кілька годин після навантаження глюкозою (з діагностичною чи лікувальною метою, а також після переїдання солодкого, особливо в осіб похилого та старечого віку).

Прояви: низький рівень ЦПК, легке відчуття голоду, м'язове тремтіння, тахікардія. Зазначені симптоми у спокої виражені слабо і виявляються при додатковому фізичному навантаженні чи стресі.

Одна з характерних особливостей променевих уражень полягає в тому, що у людей через 10-20 років і більше після опромінення в організмі, що «видужав» і, здавалося б, повністю відновився від променевого ураження, знову виникають різні зміни, які називають віддаленими наслідками опромінення. Особливістю захворювань, що відносяться до віддалених наслідків, є те, що вони виникають як після місцевого, так і після загального (внутрішнього і зовнішнього) опромінення. Розрізняють соматичні та генетичні віддалені наслідки. Основними соматичнимиНаслідками опромінення є скорочення тривалості життя, виникнення лейкозів, злоякісних пухлин, катаракти, стерильності.

Розрізняють непухлинні та пухлинні форми віддалених наслідків.

Непухлинні форми включають три види патологічних процесів:

1. Гіпопластичні стани – розвиваються головним чином у кровотворній тканині, слизових оболонках органів травлення, дихальних шляхів, у шкірі та інших органах. Ці порушення виникають при накопиченні високих доз випромінювання (3-10 Гр) як при зовнішньому гамма-опроміненні, так і ураженні інкорпорованими радіонуклідами. Основними порушеннями є: гіпо-або гіперхромні анемії, лейкопенія, атрофія слизової оболонки шлунка, кишечника, гіпо-або анацидний гастрит, атрофія статевих залоз та безплідність (стерильність).

2. Склеротичні процеси . Відбувається широке та раннє ушкодження судинної мережі опромінених органів, розвиток осередкових або дифузних розростань сполучної тканини на місці загиблих паренхіматозних клітин. Основні порушення: цироз печінки, нефросклероз, пневмосклероз, атеросклероз, променеві дерматити, променеві катаракти, некрози кісткової тканини, ураження нервової системи.

3. Дисгормональні стани розвиваються без видимої дозової залежності. До проявів дисгормональних станів відносяться ожиріння, гіпофізарна кахексія, нецукровий діабет, кістозні зміни яєчників, патологічні зрушення в статевих циклах, гіперплазія слизової оболонки матки, паренхіми молочних залоз (що може призвести до розвитку пухлин), ураження щитовидів діабет та ін.

Пухлинні форми.До них відносяться пухлини, що розвиваються за прямим механізмом (виникають частіше при опроміненні інкорнорованими альфа-і бета-випромінювачами) - пухлини кісток, печінки, нирок, легень, шкіри. Іншим різновидом є дисгормональні пухлини внаслідок порушення рівноваги у функції ендокринних залоз – пухлини матки, яєчників, передміхурової желе, самих залоз внутрішньої секреції. І, нарешті, є пухлини складного генезу, що виникають внаслідок поєднання прямого та дисгормонального механізмів – лейкози, пухлина молочних залоз.

Розглянемо основні соматичні віддалені наслідки. Найзагальнішим із віддалених ефектів є скорочення тривалості життя. Виявлено пряму пропорційну залежність між дозою радіації та ступенем укорочення життєвого циклу. Експериментально доведено, що у людини при одноразовому опроміненні скорочення тривалості життя становить 0,1-1,5 діб на кожний мілізіверт. Якщо радіація діє не одномоментно, а тривалий час, протягом усього життя, безперервно, то скорочення життя вдається зареєструвати, починаючи з сумарних тижневих доз в 10 рад гамма-випромінювання або 1 рад нейтронного опромінення. Укорочення життя осіб, які перенесли атомне бомбардування в Хіросімі та Нагасакі, відноситься за рахунок збільшення захворюваності на лейкози та пухлини. У звіті комісії ООН за 1964 р. зазначається, що захворюваність на лейкози в Японії з 1946 по 1960 р. зросла з 10,7 до 28 на 1 млн жителів. У цьому можливість захворювання зменшувалася зі збільшенням відстані від епіцентру вибуху, тобто. із зниженням дози.

Злоякісні новоутворенняпід впливом опромінення можуть бути практично у всіх органах. Найчастіше спостерігаються лейкози, розвиток яких відбувається через 5-25 років після опромінення. Частота лейкозів у опромінених у порівнянні з неопроміненими зростає у 5-10 разів. У діапазоні 3-15 Гр кожному Гр відповідає збільшення захворюваності на 50 випадків на 1 млн осіб на рік.

Пізніше виникають інші ракові захворювання (рак щитовидної залози, молочної залози, яєчників, шлунка та легень), головним чином у результаті загального променевого впливу. Пухлини шкіри та кісток є результатом місцевого опромінення – зовнішнього (шкіра) або внутрішнього (кістки). При хронічному опроміненні малими дозами розвиток злоякісних пухлин у 3-10 разів нижчий, ніж при одноразовому впливі тієї ж дози. Дитячий організм в силу анатомо-фізіологічних особливостей та великої чутливості до дії іонізуючого випромінювання більшою мірою наражається на ризик (що видно на прикладі раку щитовидної залози у дітей). Скорочується час появи ракових новоутворень в дітей віком проти дорослими.

Виникнення катаракти (помутніння) кришталика– типовий віддалений наслідок тотального опромінення організму або місцевого опромінення ока та кришталика. Особливо часто катаракти з'являються за тривалого нейтронного опромінення. У Хіросімі катаракти виникали в 25-30% випадків у тих, що знаходилися в 4 км від епіцентру вибуху (через кілька місяців і до 12 років і більше). Мінімальна гранична доза рентгенівських променів при одноразовому впливі – 2 Гр, при хронічному впливі протягом кількох років опромінення катаракту розвивається при дозах, що перевищують 0,3 Зв на рік.

До віддалених наслідків опромінення належить також нефросклероз, що розвивається внаслідок пошкодження ниркової тканини та заміщення її сполучною тканиною. Стійке підвищення артеріального тиску, характерне для променевого ураження, значною мірою залежить від розвитку нефросклерозу.

Радіобіологічні ефекти опромінення живого організму поділяються на порогові (нестохастичні) та безпорогові (стохастичні). Радіаційними ефектами нестохастичного характеру, слід вважати, насамперед, гостру променеву хворобу, місцеві ушкодження шкіри (опіки), променеву катаракту, стеризацію, дистрофічні ушкодження різних тканин. При цьому є певне граничне значення дози опромінення (наприклад, при одноразовому впливі радіації в 100 рад), нижче якого видимої дії радіації не спостерігається.

Такі порушення, як пухлини різної локалізації, лейкози, генетичні ефекти, розумова відсталість, каліцтво носять стохастичний безпороговий характер. Імовірність виникнення цих поразок існує при найменших дозах опромінення.

Дія іонізуючого випромінювання на ліпіди. Ліпіди – жироподібні органічні речовини, нерозчинні у воді. Вони входять до складу біологічних мембран, а також відіграють роль запасних поживних речовин в організмі, накопичуючись в окремих частинах тіла.

Ліпіди є основою клітинних мембран. Багато процесів клітинного метаболізму відбуваються саме у мембранах. Тому перекисне окислення ліпідів, яке може бути викликане опроміненням, тягне за собою зміну біохімічних процесів у клітині, а порушення цілісності зовнішньої мембрани – до зсуву іонного балансу клітини.

Дія іонізуючого випромінювання на ліпіди та зміни, які можуть відбуватися в клітинах при опроміненні, відображає Додаток B1.

Дія іонізуючого випромінювання на вуглеводи. Вуглеводи (цукри) - джерело енергії в організмі. Як енергетичний резерв вони є в організмі людини у вигляді глікогену. Загальна формула вуглеводів може бути представлена ​​у вигляді C n (H 2 O) m . Більшість природних вуглеводів – похідні циклічних форм моносахаридів. Під впливом випромінювання можливий відрив атома водню від молекули вуглеводу. При цьому утворюються вільні радикали, а потім перекису. В результаті опромінення з продуктів розпаду вуглеводів можливий синтез органічної речовини, яка гальмує синтез ДНК та білка та пригнічує розподіл клітин.

Руйнування вуглеводів скорочує запаси речовин, що є джерелами енергії в організмі, що може позначитися на функціонуванні багатьох життєво важливих систем організму.

Дія іонізуючого випромінювання на тканини, органи та системи органів. Групи клітин у багатоклітинному організмі, подібні за походженням, будовою та функціями, разом із міжклітинною речовиною утворюють тканини.

У людини виділяють чотири типи тканин: епітеліальні, сполучні, м'язові та нервова. Тканини утворюють органи (серце, нирки, печінку, шлунок тощо). Клітини, що входять до складу тканини або органу, залежні один від одного та від навколишнього середовища.

Системи органів (скелетна, травна, кровотворна та ін) забезпечують життєдіяльність організму.

Реакція тканини, органу чи системи органів людини на радіаційний вплив залежить від порушень, що з'являються у клітинах, з яких вони побудовані. Однак реакція на дію іонізуючого випромінювання не зводиться лише до суми ефектів, що виникають при опроміненні клітин. Величина ділянки тіла, що опромінюється, особливості його будови та функціонування, інтенсивність кровообігу та інші фактори також впливають на радіочутливість тканини, органу або системи органів.

Радіочутливість органів та тканин. Радіаційні ефекти, що виникають у біологічних тканинах та органах людини, безпосередньо пов'язані з ушкодженням, а іноді і з загибеллю клітин, з яких вони сформовані. У той же час клітини мають унікальну здатність до самовідновлення, і при невеликих дозах опромінення тканини та органи здатні відновлювати свої функції.

Відносну чутливість тканин і органів людини до дії іонізуючих випромінювань (їх радіочутливість), як зазначалося раніше, враховують за допомогою зважувальних коефіцієнтів для тканин і органів (W T).

За здатністю ділитися всі клітини організму людини поділяють на діляться, слабоділяться і неділяться (Додаток В3). На ранній стадії розвитку організму всі клітини здатні до поділу. У процесі розвитку організму виникають різницю між клітинами, і частина клітин втрачає здатність ділитися. Клітини, що діляться, менш стійкі до дії іонізуючого випромінювання, ніж ті, що не діляться.

Органи кровотворення (кістковий мозок, лімфатичні вузли, селезінка) і травлення (слизові оболонки шлунка і кишечника), статеві залози (насінники і яєчники) складаються з клітин, що інтенсивно діляться, і відносяться до найбільш радіочутливих органів. З цієї ж причини сформований організм більш стійкий до дії радіації, ніж організм дитини або підлітка, що формується.

При високих рівнях поглинених доз тканин і органів людини виникають серйозні порушення. У Додатку В4 описані порушення, які, в основному, спостерігалися при високих рівнях поглинених доз гамма або рентгенівського випромінювання в результаті одноразового зовнішнього впливу радіації на організм людини.

У хворих, які перенесли гостру променеву хворобу, протягом тривалого часу, іноді все життя, можуть зберігатися залишкові явища та розвиватися віддалені наслідки.

Залишкові явища найчастіше проявляються гіпоплазією та дистрофією тканин, найбільш сильно ушкоджених при опроміненні. Вони являють собою наслідки неповного відновлення пошкоджень, що лежали в основі гострої поразки: лейкопенія, анемія, порушення імунітету, стерильність та ін. зміни, дистрофічні процеси, новоутворення, скорочення тривалості життя. У нащадків опромінених батьків у результаті мутацій у гермінативних клітинах можуть проявитися генетичні наслідки.

Серед форм віддаленої променевої патології буде розглянуто:

Непухлинні віддалені наслідки;

Канцерогенні ефекти;

Скорочення тривалості життя.

Непухлинні віддалені наслідки опромінення

Непухлинні (нестохастичні) віддалені наслідки відносяться до детермінованих ефектів опромінення, тяжкість яких залежить, головним чином, від ступеня дефіциту числа клітин відповідних тканин (гіпопластичні процеси). До найбільш важливих компонентів комплексу причин, що визначають розвиток віддалених наслідків опромінення, відносяться пошкодження дрібних кровоносних судин і розлади мікроциркуляції, що ведуть до розвитку тканинної гіпоксії та вторинного ураження паренхіматозних органів. Мають також суттєве значення клітинний дефіцит у тканинах, в яких проліферація недостатня для заповнення числа загиблих після опромінення клітин (пухка сполучна тканина, гонади та ін.), Збереження змін, що виникли під час опромінення в клітинах непроліферуючих та повільно проліферуючих тканин.

У більшості некритичних тканин виникнення тяжких віддалених наслідків після загального короткочасного опромінення малоймовірне. Дози, які при загальному опроміненні не є абсолютно летальними, як правило, не перевищують порога толерантності для некритичних тканин і не можуть призвести до суттєвого дефіциту клітин у них (як виняток із цього загального правила можуть бути названі кришталик, сім'яники). У критичних тканинах регенераторні процеси, якщо організм не гине, зазвичай досить швидко відновлюють клітинний склад. Тому віддалені наслідки, що розвиваються через дефіцит клітин, більш характерні для локального опромінення, коли і відносно радіорезистентних тканин можуть бути поглинені дози, що перевищують їх толерантність. Розвиток названих змін у взаємодії із природними віковими процесами визначає розвиток функціональних розладів. Віддалені наслідки променевого ураження можуть виявитися функціональними розладами регулюючих систем: нервової, ендокринної, серцево-судинної (астено-невротичний синдром, вегето-судинна дистонія).

До віддалених нестохастичним ефектів відносять деякі гіперпластичні процеси, що розвиваються як компенсаторна реакція на зниження функцій певного типу клітин. Такі реакції притаманні ендокринних органів. Наприклад, осередкова гіперплазія тканини щитовидної залози при пошкодженні інших її ділянок у разі інкорпорації радіоактивного йоду.

Канцерогенні ефекти опромінення

Радіаційний канцерогенез належить до стохастичних ефектів. Основною причиною злоякісної трансформації опроміненої клітини є нелетальні ушкодження генетичного матеріалу. Спочатку дослідження радіаційного канцерогенезу панувало уявлення, про те, що прямою причиною злоякісної трансформації клітини є мутація, що виникла в результаті поглинання порції енергії випромінювання відповідною ділянкою геному клітини. Хоча в окремих випадках такий перебіг подій і може мати місце, вірогідніші інші можливості.

Найбільш поширена гіпотеза, відповідно до якої під впливом опромінення підвищується нестабільність ядерної ДНК. У процесі репарації її нелетальних ушкоджень виникають умови, що сприяють включенню онковіруса в геном соматичної клітини або активація онковіруса, що вже знаходився в репресованому стані в складі генома з наступною раковою трансформацією.

Злоякісної трансформації клітини, що зберегла життєздатність після опромінення, може сприяти її контакту з великою кількістю клітинного детриту. Внаслідок пошкодження мембранних структур може змінитися чутливість клітин до регулюючих дій з боку гормонів, інгібіторів тощо.

Фактором, що сприяє злоякісній трансформації клітини, бувають розлади гормональної регуляції. Особливо велике значення цього чинника при внутрішньому радіоактивному зараженні, коли радіонукліди тривалий час впливають на залозу, порушуючи вироблення нею гормонів, які впливають функції інших органів. В результаті створюються умови для виникнення гормон-залежної пухлини (наприклад, пухлини гіпофіза у тварин із викликаною введенням 131I гіпоплазією щитовидної залози). Щитоподібну залозу розглядають як критичний орган у формуванні віддаленої патології на час вступу в організм продуктів ядерного поділу.

Сприяють розвитку пухлини та спричинені опроміненням порушення імунітету, внаслідок чого полегшується розвиток пухлини не тільки з трансформованих опроміненням клітин, а й із клітин, мутації в яких виникли спонтанно або під впливом інших факторів.

Латентний період між радіаційним впливом та виникненням новоутворення становить, у середньому, 5 – 10 років, але в деяких випадках може досягати 35 років (рак молочної залози).

Імовірність виникнення пухлини внаслідок радіаційного впливу оцінюється як один додатковий випадок на 20 осіб, опромінених у дозі 1 Гр. Відносний ризик виникнення злоякісного новоутворення протягом усього життя вищий для опромінених у дитинстві. Вихід пухлин на одиницю дози залежить від ряду факторів, таких як якість випромінювання (ОБЕ ​​нейтронів за ризиком виникнення злоякісного новоутворення після опромінення в малих дозах може перевищувати 10), потужність дози та ін.

Скорочення тривалості життя

Інтегральним показником стану здоров'я популяції може бути середня тривалість життя (СПЗ) складових цю популяцію особин. Важливим проявом віддалених наслідків дії опромінення таки є скорочення СПЖ.

У гризунів воно становить від 1 до 5% на 1 грн. При тривалому впливі малих доз гамма-випромінювання скорочення СПЖ у гризунів спостерігали, починаючи з щодобової дози 0,01 Гр, причому сумарна накопичена доза, після досягнення якої починало достовірно виявлятися скорочення СПЖ, становила не менше 2 Гр (для нейтронів значення добової дози накопиченої дози, у яких СПЖ скорочувалася, були значно менше).

При аналізі феномена скорочення СПЗ не вдається виділити якийсь типовий патологічний процес, що безпосередньо призводить до опромінених тварин до передчасної загибелі. У тих випадках, коли причину смертельного наслідку в окремих особин вдавалося пов'язати з якимось конкретним патологічним процесом, це міг бути і судинний криз, і новоутворення, і склеротичні зміни, і лейкоз і т.д.

Основною причиною скорочення СПЗ після опромінення в сублетальних дозах в даний час називають пошкодження капілярів та дрібних артеріол, порушення мікроциркуляції, що призводять до гіпоксії та загибелі паренхіматозних клітин, переважно, в органах імунітету та залозах внутрішньої секреції. Частково скорочення СПЗ може бути пов'язане з більш частим розвитком у опромінених злоякісних новоутворень.

Скорочення тривалості життя в людини може становити за різними оцінками від 100 до 1000 діб на 1 Гр при одноразовому короткочасному опроміненні та близько 8 діб при хронічному. У той самий час, як зазначалося, при дозах нижче 2 Гр саме наявність скорочення тривалість життя визнається не всіма дослідниками.

Тривалість життя лікарів-рентгенологів у період 1932 – 1942 гг. становила, в середньому, 60,5 років проти 65,7 років у лікарів інших спеціальностей, тобто була на 5,2 роки менша. Розрахунки показують, що за 35 років практики накопичена на той час рентгенологами доза могла становити 5 Гр.

Найбільш частими причинами передчасної загибелі виявилися новоутворення, у тому числі, лейкози, смертність від яких була в 3 рази вищою, ніж серед іншого дорослого населення, дегенеративні зміни, інфекційні процеси та ін. Після 1945 р. внаслідок впровадження заходів протирадіаційного захисту, відмінності в тривалості життя рентгенологів та лікарів інших спеціальностей зникли.



Основну частину іонізуючого опромінення людина одержує від природних джерел радіації. Більшість із них такі, що уникнути опромінення від них абсолютно неможливо. Протягом усієї історії існування Землі різні види випромінювання потрапляють на поверхню Землі з космосу та надходять від радіоактивних речовин, що знаходяться у земній корі.

Людина піддається опроміненню двома способами. Радіоактивні речовини можуть бути поза організмом і опромінювати його зовні; у цьому випадку говорять про зовнішньому опроміненні
. Або вони можуть опинитися в повітрі, яким дихає людина, в їжі або у воді і потрапити всередину організму. Такий спосіб опромінення називають внутрішнім.

Радіація за своєю природою шкідлива для життя. Малі дози опромінення можуть "запустити" не до кінця ще вивчений ланцюг подій, що призводять до раку або генетичних ушкоджень. При великих дозах радіація може руйнувати клітини, пошкоджувати тканини органів та стати причиною швидкої загибелі організму.

Ушкодження, викликані великими дозами опромінення, зазвичай виявляються протягом кількох годин чи днів. Ракові захворювання, проте, виявляються через багато років після опромінення, - як правило, не раніше, ніж через одне-два десятиліття. А вроджені вади розвитку та інші спадкові хвороби, що викликаються ушкодженням генетичного апарату, за визначенням виявляються лише в наступному або наступних поколіннях: це діти, онуки та більш віддалені нащадки індивідуума, що зазнав опромінення.

У той час як ідентифікація наслідків, що швидко проявляються («гострих») від дії великих доз опромінення не складає труднощів, виявити віддалені наслідки від малих доз опромінення майже завжди виявляється дуже важко. Частково це пояснюється тим, що для їхнього прояву має пройти дуже багато часу. Але навіть виявивши якісь ефекти, потрібно ще й довести, що вони пояснюються дією радіації, оскільки і рак, і пошкодження генетичного апарату можуть бути викликані не тільки радіацією, а й безліччю інших причин.

Щоб викликати гостре ураження організму, дози опромінення повинні перевищувати певний рівень, але немає підстав вважати, що це правило діє у разі таких наслідків, як рак або пошкодження генетичного апарату. Принаймні теоретично для цього достатньо найменшої дози. Однак, водночас, жодна доза опромінення не призводить до цих наслідків у всіх випадках. Навіть при відносно великих дозах опромінення далеко не всі люди приречені на ці хвороби: репараційні механізми, що діють в організмі людини, зазвичай ліквідують усі пошкодження. Так само будь-яка людина, яка зазнала дії радіації, зовсім не обов'язково повинна захворіти на рак або стати носієм спадкових хвороб; однак ймовірність або ризик наступу таких наслідків у нього більша, ніж у людини, яка не була опромінена. І ризик цей тим більший, чим більша доза опромінення.

Гостра ураження організму людини відбувається при великих дозах опромінення. Взагалі кажучи, радіація робить подібну дію, лише починаючи з деякої мінімальної, або «порогової», дози опромінення.

Реакція тканин та органів людини на опромінення неоднакова, причому відмінності дуже великі. Величина дози, що визначає тяжкість ураження організму, залежить від того, чи отримує її організм відразу або в кілька прийомів. Більшість органів встигає тією чи іншою мірою залікувати радіаційні ушкодження і тому краще переносить серію дрібних доз, аніж ту саму сумарну дозу опромінення, отриману за один прийом.

Вплив іонізуючого випромінювання на живі клітини

Заряджені частинки. Проникні тканини організму a- і b-частинки втрачають енергію внаслідок електричних взаємодій з електронами тих атомів, біля яких вони проходять. (g-випромінювання та рентгенівські промені передають свою енергію речовині декількома способами, які в кінцевому рахунку також призводять до електричних взаємодій.)

Електричні взаємодії. За час близько десяти трильйонних секунд після того, як проникаюче випромінювання досягне відповідного атома в тканині організму, від цього атома відривається електрон. Останній заряджений негативно, тому решта вихідно нейтрального атома стає позитивно зарядженою. Цей процес називається іонізацією. Електрон, що відірвався, може далі іонізувати інші атоми.

Фізико-хімічні зміни. І вільний електрон, і іонізований атом зазвичай не можуть довго перебувати в такому стані і протягом наступних десяти мільярдних часток секунди беруть участь у складному ланцюзі реакцій, в результаті яких утворюються нові молекули, включаючи такі надзвичайно реакційні, як «вільні радикали».

Хімічні зміни. Протягом наступних мільйонних часток секунди, вільні радикали, що утворилися, реагують як один з одним, так і з іншими молекулами і через ланцюжок реакцій, ще не вивчених до кінця, можуть викликати хімічну модифікацію важливих в біологічному відношенні молекул, необхідних для нормального функціонування клітини.

Біологічні ефекти. Біохімічні зміни можуть відбутися як через кілька секунд, так і через десятиліття після опромінення і стати причиною негайної загибелі клітин або таких змін, які можуть призвести до раку.

Зрозуміло, якщо доза опромінення досить велика, опромінена людина загине. У всякому разі, дуже великі дози опромінення близько 100 Гр викликають настільки серйозне ураження центральної нервової системи, що смерть, як правило, настає протягом кількох годин чи днів. При дозах опромінення від 10 до 50 Гр при опроміненні всього тіла ураження центральної нервової системи може виявитися не настільки серйозним, щоб призвести до смерті, проте опромінена людина, швидше за все, все одно помре через один-два тижні від крововиливів у шлунково-кишковому тракті. . При ще менших дозах може не відбутися серйозних пошкоджень шлункового тракту або організм з ними впорається, проте смерть може наступити через один-два місяці, з моменту опромінення головним чином через руйнування клітин червоного кісткового мозку - головного компонента кровотворної системи організму : від дози 3-5 Гр при опроміненні всього тіла вмирає приблизно половина всіх опромінених. Таким чином, у цьому діапазоні доз опромінення великі дози відрізняються від менших лише тим, що смерть у першому випадку настає раніше, а в другому – пізніше.

В організмі людини іонізуючі впливи викликають ланцюжок оборотних та незворотних змін. Пусковим механізмом впливу є процеси іонізації та збудження атомів та молекул у тканинах. Важливу роль формуванні біологічних ефектів грають вільні радикали Н і ОН, які утворюються внаслідок радіолізу води (в організмі людини міститься до 70 % води). Маючи високу активність, вони вступають у хімічні реакції з молекулами білка, ферментів та інших елементів біологічної тканини, що призводить до порушення біохімічних процесів в організмі. У процес залучаються сотні й тисячі молекул, які не торкнулися випромінюванням. В результаті порушуються обмінні процеси, сповільнюється та припиняється зростання тканин, виникають нові хімічні сполуки, які не властиві організму. Це призводить до порушення життєдіяльності окремих функцій органів та систем організму. Під впливом іонізуючих випромінювань в організмі відбувається порушення функції кровотворних органів, збільшення проникності та крихкості судин, розлад шлунково-кишкового тракту, зниження опірності організму, його виснаження, переродження нормальних клітин у злоякісні та ін. Ефекти розвиваються протягом різних проміжків часу: від долі до багатьох годин, днів, років.

Радіаційні ефекти прийнято ділити на соматичні та генетичні. Соматичні ефекти виявляються у формі гострої та хронічної променевої хвороби, локальних променевих ушкоджень, наприклад опіків, а також у вигляді віддалених реакцій організму, таких як лейкоз, злоякісні пухлини, раннє старіння організму. Генетичні ефекти можуть виявитися у наступних поколіннях.

Гострі ураження розвиваються при одноразовому рівномірному гамма-опроміненні всього тіла та поглиненій дозі понад 0,25 Гр. При дозі 0,25-0,5 Гр можуть спостерігатися тимчасові зміни в крові, які швидко нормалізуються. В інтервалі дози 0,5... 1,5 Гр виникає відчуття втоми, менш ніж у 10 % опромінених може спостерігатися блювання, помірні зміни у крові. При дозі 1,5...2,0 Гр спостерігається легка форма гострої променевої хвороби, яка проявляється тривалим зниженням числа лімфоцитів у крові (лімфопенією), можливе блювання у першу добу після опромінення. Смертельні наслідки не реєструються.

Променева хвороба середньої тяжкості виникає за дози 2,5...4,0 Гр. Майже у всіх у першу добу – нудота, блювання, різко знижується вміст лейкоцитів у крові, з'являються підшкірні крововиливи, у 20% випадків можливий смертельний результат, смерть настає через 2…6 тижнів після опромінення.

При дозі 4,0-6,0 Гр розвивається важка форма променевої хвороби, що призводить в 50% випадків до смерті протягом першого місяця. При дозах, що перевищують 6,0 ... 9,0 Гр, майже в 100% випадків вкрай важка форма променевої хвороби закінчується смертю через крововилив або інфекційні захворювання.

Наведені дані стосуються випадків, коли відсутнє лікування. В даний час є ряд протипроменевих засобів, які при комплексному лікуванні дозволяють виключити летальний кінець при дозах близько 10 Гр.

Хронічна променева хвороба може розвинутися при безперервному або повторюваному опроміненні в дозах, суттєво нижчих за ті, які викликають гостру форму. Найбільш характерними ознаками хронічної форми є зміни в крові, порушення нервової системи, локальні ураження шкіри, пошкодження кришталика, зниження імунітету організму.

Ступінь впливу радіації залежить від того, чи є опромінення зовнішнім або внутрішнім (при попаданні радіоактивного ізотопу всередину організму). Внутрішнє опромінення можливе при вдиханні, заковтуванні радіоізотопів та проникненні в організм людини через шкіру. Деякі речовини поглинаються та накопичуються у конкретних органах, що призводить до високих локальних доз радіації. Наприклад, кальцій, радій, стронцій накопичуються в кістках, ізотопи йоду викликають ушкодження щитовидної залози, рідкісноземельні елементи – переважно пухлини печінки. Поступово розподіляються ізотопи цезію, рубідії, викликаючи пригнічення кровотворення, пошкодження сім'яників, пухлини м'яких тканин. При внутрішньому опроміненні найбільш небезпечні альфа-випромінюючі ізотопи полонію та плутонію.

Гігієнічна регламентація іонізуючого випромінювання здійснюється Нормами радіаційної безпеки НРБ-99 (Санітарними правилами СП 2.6.1.758-99).

Основні дозові межі опромінення та допустимі рівні встановлюються для наступних категорій осіб, що опромінюються:

Персонал - особи, які працюють із техногенними джерелами (група А) або перебувають за умовами роботи у сфері їх впливу (група Б);

Все населення, включаючи осіб з персоналу, поза сферою та умовами у їхній виробничій діяльності.

Для категорій опромінених осіб встановлюють три класи нормативів: основні межі доз, (табл. 1) та допустимі рівні, що відповідають основним межам доз та контрольні рівні.

Доза еквівалентна Н-поглинена доза в органі або тканині D, помножена на відповідний коефіцієнт, що зважує, для даного випромінювання W:

H = W * D

Одиницею виміру еквівалентної дози є Дж/кг, що має спеціальне найменування зіверт (Зв).

Таблиця 1

Основні межі доз (витяг з НРБ-99)

Нормовані величини	Межі доз, мЗв
	Персонал (група А) *	Населення
Ефективна доза	20 мЗв на рік у середньому за будь-які послідовні 5 років, але не більше 50 мЗв на рік	1 мЗв на рік у середньому за будь-які послідовні 5 років, але не більше 5 мЗв на рік
Еквівалентна доза за рік:
кришталику очі ***
шкірі****
Кистях та стопах

* Допускається одночасне опромінення до зазначених меж за всіма нормованими величинами.

** Основні межі доз, як й інші допустимі рівні опромінення персоналу групи Б, рівні 1/4 значень для персоналу групи А. Далі у тексті всі нормативні значення категорії персонал наводяться лише групи А.

*** Належить до дози на глибині 300 мг/см 2 .

**** Належить до середнього за площею 1 см 2 значення в базальному шарі шкіри товщиною 5 мг/см 2 під покривним шаром товщиною 5 мг/см 2 . На долонях товщина покривного шару 40 мг/см. Вказаною межею допускається опромінення всієї шкіри людини за умови, що в межах усередненого опромінення будь-якого 1 см площі шкіри ця межа не буде перевищена. Межа дози при опроміненні шкіри забезпечує неперевищення межі дози на кришталик від бета-частинок.

Значення для фотонів, електронів та іонів будь-яких енергій становить 1, а - частинок, уламків поділу, важких ядер - 20.

Доза ефективна - величина, що використовується як міра ризику виникнення віддалених наслідків опромінення всього тіла людини та окремих її органів з урахуванням їхньої радіочутливості. Вона становить суму творів еквівалентної дози в органі (тканині) на відповідний зважуючий коефіцієнт для даного органу або тканини:

Основні межі доз опромінення не включають дози від природних і медичних джерел іонізуючого випромінювання, а також дозу внаслідок радіаційних аварій. На ці види опромінення встановлюються особливі обмеження.

Таблиця 2

Допустимі рівні загального радіоактивного забруднення робочих поверхонь шкіри (протягом робочої зміни) (витяг з НРБ-96), спецодягу та засобів індивідуального захисту, частинок /(см 2 *хв)

Об'єкт забруднення	b -Активні нукліли		b -Активні нукліди
	Окремі	інші
Неушкоджена шкіра, рушники, спецбілизна, внутрішня поверхня лицьових частин засобів індивідуального захисту	2	2	200
Основний спецодяг, внутрішня поверхня додаткових засобів індивідуального захисту, зовнішня поверхня спецвзуття	5	20	2000
Зовнішня поверхня додаткових засобів індивідуального захисту, що знімається в саншлюзах	50	200	10000
Поверхні приміщень постійного перебування персоналу та обладнання, що в них знаходиться	5	20	2000
Поверхні приміщень періодичного перебування персоналу та обладнання, що знаходиться в них	50	200	10000

Ефективна доза для персоналу має перевищувати період трудової діяльності (50 років) - 1000 мЗв, а населення за період життя (70 років) - 70 мЗв. Крім цього задаються допустимі рівні загального радіоактивного забруднення робочих поверхонь, шкіри (протягом робочої зміни), спецодягу та засобів індивідуального захисту. У табл. 2 наведено числові значення допустимих рівнів загального радіоактивного забруднення.

2. Забезпечення безпеки під час роботи з іонізуючими випромінюваннями

Усі роботи з радіонуклідами правила поділяють на два види: на роботу із закритими джерелами іонізуючих випромінювань та роботу з відкритими радіоактивними джерелами.

Закритими джерелами іонізуючих випромінювань називаються будь-які джерела, пристрій яких виключає потрапляння радіоактивних речовин повітря робочої зони. Відкриті джерела іонізуючих випромінювань здатні забруднювати повітря робочої зони. Тому окремо розроблено вимоги до безпечної роботи із закритими та відкритими джерелами іонізуючих випромінювань на виробництві.

Забезпечення радіаційної безпеки потребує комплексу різноманітних захисних заходів, які залежать від конкретних умов роботи з джерелами іонізуючих випромінювань, а також від типу джерела.

Головною небезпекою закритих джерел іонізуючих випромінювань є зовнішнє опромінення, яке визначається видом випромінювання, активністю джерела, щільністю потоку випромінювання і створюваною ним дозою опромінення і поглиненою дозою. Захисні заходи, що дозволяють забезпечити умови радіаційної безпеки при застосуванні закритих джерел, ґрунтуються на знанні законів поширення іонізуючих випромінювань та характеру їх взаємодії з речовиною. Головні такі:

1. Доза зовнішнього опромінення пропорційна інтенсивності випромінювання часу дії.

2. Інтенсивність випромінювання від точкового джерела пропорційна кількості квантів або частинок, що виникають у них в одиницю часу, і обернено пропорційно квадрату відстані.

3. Інтенсивність випромінювання може бути зменшена за допомогою екранів.

З цих закономірностей випливають основні засади забезпечення радіаційної безпеки: зменшення потужності джерел до мінімальних величин (захист кількістю); скорочення часу роботи з джерелами (зашита часом); збільшення відстані від джерела до працюючих (захист відстанню) та екранування джерел випромінювання матеріалами, що поглинають іонізуючі випромінювання (зашита екранами).

Захист кількістю передбачає проведення роботи з мінімальними кількостями радіоактивних речовин, тобто. пропорційно скорочує потужність випромінювання. Однак вимоги технологічного процесу часто не дозволяють скоротити кількість радіоактивної речовини в джерелі, що обмежує на практиці застосування цього методу захисту.

Захист часом ґрунтується на скороченні часу роботи з джерелом, що дозволяє зменшити дози опромінення персоналу. Цей принцип особливо часто застосовується за безпосередньої роботи персоналу з малими активностями.

Захист відстанню - досить простий і надійний спосіб захисту. Це пов'язано зі здатністю випромінювання втрачати свою енергію у взаємодіях з речовиною: чим більша відстань від джерела, тим більше процесів взаємодії випромінювання з атомами та молекулами, що зрештою призводить до зниження дози опромінення персоналу.

Захист екранами є найбільш ефективним способом захисту від випромінювань. Залежно від виду іонізуючих випромінювань виготовлення екранів Застосовують різні матеріали, які товщина визначається потужністю випромінювання. Кращими екранами для захисту від рентгенівського та гамма-випромінювань є матеріали з більшим 2, наприклад свинець, що дозволяє досягти потрібного ефекту за кратністю ослаблення при найменшій товщині екрану. Дешевші екрани виготовляються з просвинцованого скла, заліза, бетону, баритобетону, залізобетону та води.

За своїм призначенням захисні екрани умовно поділяються на п'ять груп:

1. Захисні екрани-контейнери, які містять радіоактивні препарати. Вони широко використовуються при транспортуванні радіоактивних речовин та джерел випромінювань.

2. Захисні Екрани для обладнання. В цьому випадку екранами повністю оточують все робоче обладнання при положенні радіоактивного препарату в робочому положенні або при включенні високої (або прискорюючої) напруги на іонізуючому джерелі радіації.

3. Пересувні захисні екрани. Цей тип захисних екранів застосовується для захисту робочого місця різних ділянках робочої зони.

4; Захисні екрани, що монтуються як частини будівельних конструкцій (стіни, перекриття підлог та стель, спеціальні двері тощо). Такий вид захисних екранів призначається для захисту приміщень, в яких постійно знаходиться персонал, і прилеглої території.

5. Екрани індивідуальних засобів захисту (щиток з оргскла, оглядове скло пневмокостюмів, просвинцьовані рукавички та ін.).

Захист від відкритих джерел іонізуючих випромінювань передбачає як захист від зовнішнього опромінення, так і захист персоналу від внутрішнього опромінення, пов'язаного з можливим проникненням радіоактивних речовин в організм через органи дихання, травлення або через шкіру. Усі види робіт із відкритими джерелами іонізуючих випромінювань розділені на 3 класи. Чим вищий клас виконуваних робіт, тим жорсткішими є гігієнічні вимоги щодо захисту персоналу від внутрішнього переопромінення.

Способи захисту персоналу у своїй такі:

1. Використання принципів захисту, що застосовуються під час роботи з джерелами випромінювання у закритому вигляді.

2. Герметизація виробничого обладнання з метою ізоляції процесів, які можуть стати джерелами надходження радіоактивних речовин у зовнішнє середовище.

3. Заходи планувального характеру. Планування приміщень передбачає максимальну ізоляцію робіт із радіоактивними речовинами від інших приміщень та ділянок, що мають інше функціональне призначення. Приміщення для робіт І класу повинні розмішатися в окремих будинках або ізольованій частині будівлі, яка має окремий вхід. Приміщення для робіт ІІ класу повинні розміщуватись ізольовано від інших приміщень; роботи ІІІ класу можуть проводитись в окремих спеціально виділених кімнатах.

4. Застосування санітарно-гігієнічних пристроїв та обладнання, використання спеціальних захисних матеріалів.

5. Використання засобів індивідуального захисту персоналу. Усі засоби індивідуального захисту, що використовуються для роботи з відкритими джерелами, поділяються на п'ять видів: спецодяг, спецвзуття, засоби захисту органів дихання, ізолюючі костюми, додаткові захисні пристрої.

6. Виконання правил особистої гігієни. Ці правила передбачають особисті вимоги до працюючих із джерелами іонізуючих випромінювань: заборона куріння у робочої; зоні, ретельне очищення (дезактивація) шкірних покривів після закінчення роботи, проведення дозиметричного контролю забруднення спецодягу, спецвзуття та шкірних покривів. Всі ці заходи передбачають виключення можливості проникнення радіоактивних речовин усередину організму.

Служби радіаційної безпеки.
Безпека роботи з джерелами іонізуючих випромінювань на підприємствах контролюють спеціалізовані служби-служби радіаційної безпеки, що комплектуються з осіб, які пройшли спеціальну підготовку в середніх, вищих навчальних закладах або спеціалізованих курсах Мінатома РФ. Ці служби оснащені необхідними приладами та обладнанням, що дозволяють вирішувати поставлені перед ними завдання.

Служби виконують усі види контролю виходячи з діючих методик, які постійно вдосконалюються з випуску нових видів приладів радіаційного контролю.

p align="justify"> Важливою системою профілактичних заходів при роботі з джерелами іонізуючих випромінювань є проведення радіаційного контролю.

Основні завдання, що визначаються національним законодавством з контролю радіаційної обстановки залежно від характеру робіт, що проводяться, наступні:

Контроль потужності дози рентгенівського та гамма-випромінювань, потоків бета-часток, нітронів, корпускулярних випромінювань на робочих місцях, суміжних приміщеннях та на території підприємства та зони, що спостерігається;

Контроль за вмістом радіоактивних газів та аерозолів у повітрі робітників та інших приміщень підприємства;

Контроль індивідуального опромінення залежно від характеру робіт: індивідуальний контроль зовнішнього опромінення, контроль за вмістом радіоактивних речовин в організмі або окремому критичному органі;

Контроль за величиною викиду радіоактивних речовин у повітря;

Контроль за вмістом радіоактивних речовин у стічних водах, що скидаються безпосередньо у каналізацію;

Контроль за збиранням, видаленням та знешкодженням радіоактивних твердих та рідких відходів;

Контролює рівень забруднення об'єктів довкілля за межами підприємства.