Повреждающее действие ионизирующего излучения

Известны следующие виды ионизирующего облучения.

І. По происхождению:

- естественное (космическое, радиоизотопы);

- искусственное (медицинские установки, атомная энергетика).

ІІ. По источнику излучения:

- внешнее;

- внутреннее;

- комбинированное.

ІІІ. По природе излучений:

- электромагнитные (волновые): рентгеновские излучения, γ-лучи;

- корпускулярные (частицы):

α-лучи-ядра гелия;

β-лучи-электроны;

протоны;

пю-мезоны;

нейтроны.

ІV. По характеру действия:

- однократное;

- дробное;

- длительное.

Повреждающее действие различных излучений зависит от

- проникающей способности;

- величины плотности ионизации в тканях.

Между этими характеристиками существует обратная зависимость:

чем меньше проникающая способность (короче путь волн и частиц, тем больше плотность ионизации.

Наибольшей проникающей способностью обладают γ-лучи, наибольшей способностью к ионизации - α-частицы.

Повреждающее действие ионизирующей радиации в целом зависит от:

- дозы облучения;

- площади облучаемой поверхности;

- радиочувствительности и радиорезистентности тканей и органов;

- индивидуальной реактивности, возраста, пола;

- функционального состояния организма.

Наибольшей радиочувствительностью обладают ткани с самой высокой интенсивностью клеточного деления:

- кроветворная ткань костного мозга;

- половые железы;

- лимфоидная ткань;

- эпителий тонкого кишечника.

Радиорезистентные ткани: мышечная, нервная, костная.

Виды повреждающего действия ионизирующих излучений:

І. По распространенности повреждений:

- местные лучевые реакции (ожоги, катаракты, некрозы);

- общее действие (лучевая болезнь)

ІІ. По механизмам повреждающего действия.

- прямое действие;

- косвенное (опосредованное) действие.

1. Прямое повреждение, вызываемое излучением: «возбуждение в атомах, молекулах и макромолекулах тканей и разрывы химических связей, возможные потому, что энергия ионизирующего излучения значительно выше энергии внутримолекулярных связей. В результате образуются свободные радикалы (ОН^-, Н^- и др.). Особое значение при этом имеет ионизация молекул воды – радиолиз (рис.13).

2. Непрямое действие радиации опосредовано, главным образом, через радиолиз воды. Продукты радиолиза обладают очень высокой химической активностью и вызывают реакции окисления с преимущественным образованием перекисей (особенно перекиси водорода – Н₂О₂; радикала оксида – НО₂^- и атомарного кислорода О^-).

Возникают цепные физико-химические и биохимические реакции: окисление сульфгидрильных групп ферментов, ненасыщенных жирных кислот, фенолов, гистамина, холина и других веществ.

Образуются:

- липидные перекиси – продукты ПОЛ, альдегиды и др.;

- хиноновые перекиси – из тирозина, триптофана, катехоламинов.

Эти вещества получили название первичных радиотоксинов.

Свободные радикалы, перекиси, радиотоксины воздействуют на молекулы нуклеиновых кислот, белков, липидов, углеводов, вызывая протеолиз, липолиз, гликолиз.

Основные механизмы пострадиационного повреждения клеток

1. Активация ДНК-аз с последующим повреждением структуры и активности ДНК, что занимает важнейшее место в развитии пострадиационных нарушений в организме. Результатом могут быть расстройства наследственных структур клеток: хромосомные аберрации, а также геномные, хромосомные и генные мутации.

2. Нарушение структуры и функции клеточных и внутриклеточных мембран.

3. Высвобождение активных гидролаз вследствие деструкции лизосом→повреждение внутриклеточных и межклеточных структур → расстройства метаболизма и функции клеток, тканей, органов, организма.

4. Нарушение образования и использования макроэргов.