Механизм и особенности воздействия ионизирующих излучений на биологические объекты (организм человека).

Характер и выраженность биологического действия ионизирующей радиации зависят от ряда физических и биологических факторов:

• вида ионизирующих излучений;
• дозы и её мощности;
• кратности облучения;
• экспозиции облучения;
• вида биологического объекта;
• площади облучения и её локализации на теле человека.

У разных биологических объектов чувствительность к действию ионизирующих излучений (радиочувствительность) различается в сотни и тысячи раз. Мерой радиочувствительности является доза облучения, вызывающая гибель 50 % клеток или органов (ЛД50). Так, для клеток млекопитающих радиочувствительность составляет 2-3,5 Зв, для взрослых млекопитающих − от 3,5-7,0 Зв до 10-12 Зв, для бактерий и дрожжей − 100-450 Зв, а для взрослых насекомых − 300-500 Зв.

Радиочувствительность растений сильно зависит от их фазы развития во времяоблучения. Они наиболее чувствительны в ранние фазы развития, когда страдают зоны активного роста, т.е. молодые делящиеся клетки. Существует также видовая и сортовая радиочувствительностъ растений. Так, лук гибнет при дозе 1,5 Зв, рожь, ячмень – при 4,3 Зв, пшеница, горох − при 4,5 Зв, естественные травы − при 12 Зв.

Под воздействием ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические и биологические процессы. В результате ионизации живой ткани происходит разрыв молекулярных связей и изменение химической структуры различных соединений, что в свою очередь приводит к гибели клеток (прямое действие радиации).

Еще более существенную роль в формировании биологических последствий играют продукты радиолиза воды, которая составляет 60-70% массы биологической ткани. Под действием ионизирующего излучения на воду образуются свободные радикалы Н·и ОН·, а в присутствии кислорода также свободный радикал гидропероксида (НО2·) и пероксида водорода (Н2O2), являющиеся сильными окислителями. Продукты радиолиза вступают в химические реакции с молекулами тканей, образуя соединения, не свойственные здоровому организму. Это приводит к нарушению отдельных функций или систем, а также жизнедеятельности организма в целом (косвенное действие радиации) .

Интенсивность химических реакций, индуцированных свободными радикалами, повышается, и в них вовлекаются многие сотни и тысячи молекул, не затронутых облучением. В этом состоит специфика действия ионизирующего излучения на биологические объекты, то есть производимый излучением эффект обусловлен не столько количеством поглощенной энергии в облучаемом объекте, сколько той формой, в которой эта энергия передается. Никакой другой вид энергии (тепловой, электрической и др.), поглощенной биологическим объектом в том же количестве, не приводит к таким изменениям, какие вызывают ионизирующие излучения.

Ионизирующая радиация при воздействии на организм человека может вызвать два вида эффектов, которые клинической медициной относятся к болезням: детерминированные пороговые эффекты (лучевая болезнь, лучевой ожог, лучевая катаракта, лучевое бесплодие, аномалии в развитии плода и др.) и стохастические (вероятностные) беспороговые эффекты (злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни).

Степень воздействия радиации зависит от того, является облучение внешним или внутренним (при попадании радиоактивного изотопа внутрь организма). Хотя на практике встречаются случаи и комплексного воздействия.