Medistok » Медицина » Влияние излучений на организм

Ученые, изучающие влияние радиации на живые организмы, серьезно обеспокоены ее широким распространением. Как сказал один из исследователей, современное человечество купается в океане радиации. Невидимые глазу радиоактивные частицы обнаруживают в почве и воздухе, воде и пище, детских игрушках, нательных украшениях, строительных материалах, антикварных вещах. Самый безобидный на первый взгляд предмет может оказаться опасным для здоровья.

Наш организм также можно назвать в небольшой степени радиоактивным. В его тканях всегда содержатся необходимые ему химические элементы – калий, рубидий и их изотопы. В это сложно поверить, но каждую секунду в нас происходят тысячи радиоактивных распадов!

В чем суть радиации?

Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Их компоновка у некоторых элементов может быть, упрощенно говоря, не совсем удачной, из-за чего они становятся нестабильными. У таких ядер есть лишняя энергия, от которой они стремятся избавиться. Сделать это можно такими способами:

  • Выбрасываются маленькие «кусочки» из двух протонов и двух нейтронов (альфа-распад).
  • В ядре протон превращается в нейтрон, и наоборот. При этом выбрасываются бета-частицы, которые представляют собой электроны или их двойники с противоположным знаком – антиэлектроны.
  • Происходит выброс излишней энергии из ядра в виде электромагнитной волны (гамма-распад).

Кроме этого, ядро может излучать протоны, нейтроны и полностью разваливаться на куски. Таким образом, несмотря на тип и происхождение, любые виды радиации представляют собой высокоэнергетический поток частиц с огромной скоростью (десятки и сотни тысяч километров в секунду). Он очень пагубно действует на организм.

Последствия действия радиации на организм человека

В нашем организме непрерывно продолжаются два противоположных процесса – гибель и регенерация клеток. В нормальных условиях радиоактивные частицы повреждают в молекулах ДНК до 8 тысяч различных соединений за час, которые организм потом самостоятельно восстанавливает. Поэтому медики считают, что малые дозы радиации активизируют систему биологической защиты организма. Но большие – разрушают и убивают.

Так, лучевая болезнь начинается уже при получении 1-2 Зв, когда врачи фиксируют ее 1-ую степень. В этом случае необходимы наблюдения, регулярные последующие обследования на предмет онкологических заболеваний. Доза 2-4 Зв означает уже 2-ую степень лучевой болезни, при которой требуется лечение. Если помощь поступает вовремя, летального исхода не будет. Смертельной считается доза от 6 Зв, когда даже после пересадки костного мозга удается спасти лишь 10-ую часть больных.

Без дозиметра человек никогда не поймет, что подвергается воздействию опасного излучения. Поначалу тело никак на это не реагирует. Лишь через время может появиться тошнота, начинаются головные боли, слабость, поднимается температура.

При высоких дозах облучения радиация в первую очередь воздействует на кроветворную систему. В ней почти не остается лимфоцитов, от количества которых зависит уровень иммунитета. Вместе с этим растет число хромосомных поломок (дицентриков) в клетках.

В среднем, организм человека не должен подвергаться облучению, доза которого более 1 млЗв в год. При облучении в 17 Зв вероятность развития неизлечимого рака приближается к максимальному значению.

Подробнее о том, как радиация влияет на организм человека

Повреждение атомов клеток. Процесс воздействия радиации на организм называется облучением. Это крайне разрушительная сила, которая трансформирует клетки, деформирует их ДНК, приводит к мутациям и генетическим повреждениям. Деструктивный процесс может запустить всего одна частица радиации.

Действие ионизирующего излучения специалисты сравнивают со снежным комом. Начинается все с малого, затем процесс нарастает до тех пор, пока не наступят необратимые изменения. На атомарном уровне это происходит так. Радиоактивные частицы летят с огромной скоростью, выбивая при этом электроны из атомов. В результате последние приобретают положительный заряд. «Черное» дело радиации заключается только в этом. Но последствия таких преобразований бывают катастрофическими.

Свободный электрон и ионизированный атом вступают в сложные реакции, в результате которых образуются свободные радикалы. Например, вода (H2O), составляющая 80 % массы человека, под воздействием радиации распадается на два радикала – H и OH. Эти патологически активные частицы вступают в реакции с важными биологическими соединениями – молекулами ДНК, белков, ферментов, жиров. В результате в организме растет число поврежденных молекул и токсинов, страдает клеточный обмен. Через некоторое время пораженные клетки погибают или их функции серьезно нарушаются.

Что происходит с облученным организмом. Из-за повреждения ДНК и мутации генов клетка не может нормально делиться. Это самое опасное последствие радиационного облучения. При получении большой дозы количество пострадавших клеток настолько велико, что могут отказывать органы и системы. Тяжелее всего воспринимают радиацию ткани, в которых происходит активное деление клеток:

  • костный мозг;
  • легкие,
  • слизистая желудка,
  • кишечник,
  • половые органы.

Причем даже слаборадиоактивный предмет при длительном контакте наносит вред организму человека. Так, миной замедленного действия могут стать для вас любимый кулон или объектив фотоаппарата.

Огромная опасность влияния радиации на живые организмы состоит в том, что долгое время она никак себя не проявляет. «Враг» проникает через легкие, ЖКТ, кожу, а человек даже не подозревает об этом.

В зависимости от степени и характера облучения его результатом становятся:

  • острая лучевая болезнь;
  • нарушения работы ЦНС;
  • местные лучевые поражения (ожоги);
  • злокачественные новообразования;
  • лейкозы;
  • иммунные заболевания;
  • бесплодие;
  • мутации.

К сожалению, природа не предусмотрела для человека органов чувств, которые могли бы подавать ему сигналы об опасности при приближении к радиоактивному источнику. Защититься от такой «диверсии» без всегда присутствующего под рукой бытового дозиметра невозможно.

Читайте также:  Дерматит крем для лечения

Как обезопасить себя от излишних доз радиации?

От внешних источников защититься проще. Альфа-частицы задержит обычный картонный лист. Бета-излучение не проникает сквозь стекло. «Прикрыть» от гамма-лучей сможет толстый свинцовый лист или бетонная стена.

Хуже всего обстоит дело с внутренним облучением, при котором источник находится внутри организма, попав туда, к примеру, после вдыхания радиоактивной пыли или ужина с «приправленными» цезием грибочками. В этом случае последствия облучения намного более серьезные.

Самая лучшая защита от бытового ионизирующего излучения – своевременное обнаружение его источников. В этом вам помогут бытовые дозиметры RADEX. С такими приборами под рукой жить гораздо спокойнее: в любой момент вы исследуете на радиационное загрязнение все что угодно.

Контролируйте индикатором радиоактивности свою пищу, проверяйте воду и воздух, которым дышите, и вы создадите надежную преграду для проникновения внутрь микроскопических вредоносных частиц.

Радиация – это невидимое человеческому глазу излучение, которое тем не менее оказывает мощнейшее влияние на организм. К сожалению, последствия облучения для человека исключительно негативные.

Виды излучения

Изначально излучение влияет на организм извне. Оно исходит от естественных радиоактивных элементов, которые находятся в земле, а также попадает на планету из космоса. Также внешнее облучение исходит в микродозах от стройматериалов, медицинских рентгеновских аппаратов. Большие дозы облучения можно обнаружить на ядерных электростанциях, специальных физических лабораториях и урановых рудниках. Также крайне опасны полигоны испытания ядерного оружия и места захоронения радиационных отходов.

В определенной степени наша кожа, одежда и даже дома защищают от вышеперечисленных источников излучения. Но главная опасность радиации заключается в том, что облучение может быть не только внешним, но и внутренним.

Радиоактивные элементы могут проникать с воздухом и водой, через порезы в коже и даже сквозь ткани организма. В этом случае источник облучения действует намного дольше – пока он не будет выведен из тела человека. От него не защититься свинцовой плитой и невозможно уехать подальше, что делает ситуацию еще опаснее.

Дозировка облучения

Для того чтобы определить мощность облучения и степень воздействия радиации на живые организмы было придумано несколько шкал измерения. В первую очередь измеряется мощность источника излучения в Греях и Радах. Здесь все достаточно просто. 1 Гр=100Р. Именно так определяется уровень облучения с помощью счетчика Гейгера. Также используется шкала Рентген.

Но не стоит считать, что данные показания достоверно указывают на степень опасности для здоровья. Недостаточно знать мощность излучения. Влияние радиации на организм человека меняется также в зависимости от типа излучения. Всего их 3:

  1. Альфа. Это тяжелые радиоактивные частицы – нейтроны и протоны, которые несут наибольший вред для человека. Но они обладают малой пробивной силой и не способны проникнуть даже сквозь верхние слои кожи. Но при наличии ран или взвеси частиц в воздухе,
  2. Бета. Это радиоактивные электроны. Их пробивная способность – 2 см. кожи.
  3. Гамма. Это фотоны. Они свободно пронизывают тело человека, и защититься возможно только с помощью свинца или толстого слоя бетона.

Радиационное воздействие происходит на молекулярном уровне. Облучение приводит к образованию в клетках тела свободных радикалов, которые начинают разрушать окружающие вещества. Но, учитывая уникальность каждого организма и неравномерную чувствительность органов к действию радиации на человека, ученым пришлось ввести понятие эквивалентной дозы.

Для определения, чем опасна радиация в той или иной дозе, мощность излучения в Радах, Рентгенах и Греях умножается на коэффициент качества.

Для Альфа-излучения он равен 20, а для Бета и Гамма – 1. Рентгеновские лучи также имеют коэффициент 1. Полученный результат измеряется в Бэрах и Зивертах. При коэффициенте равном единице, 1 Бэр равен одному Раду или Рентгену, а 1 Зиверт равен одному Грею или 100 Бэрам.

Чтобы определить степень воздействия эквивалентной дозы на организм человека пришлось ввести еще один коэффициент риска. Для каждого органа он отличается, в зависимости от того как влияет радиация на отдельные ткани тела. Для организма в целом он равен единице. Благодаря этому получилось составить шкалу опасности радиации и ее влияния на человека при однократном воздействии:

  • 100 Зиверт. Это быстрая смерть. Через несколько часов, а в лучшем случае дней нервная система организма прекращает свою деятельность.
  • 10-50 – это смертельная доза, в результате которой человек умрет от многочисленных внутренних кровоизлияний спустя несколько недель мучений.
  • 4-5 Зиверт – -смертность составляет около 50%. Из-за поражения костного мозга и нарушения процесса кроветворения организм погибает спустя пару месяцев или меньше.
  • 1 Зиверт. Именно с этой дозы начинается лучевая болезнь.
  • 0,75 Зиверта. Кратковременные изменения в составе крови.
  • 0,5 – эта доза считается достаточной, чтобы стать причиной развития онкозаболеваний. Но других симптомов обычно не бывает.
  • 0,3 Зиверта. Это мощность аппарата при получении рентгеновского снимка желудка.
  • 0,2 Зиверта. Это безопасный уровень излучения, допустимого при работе с радиоактивными материалами.
  • 0,1 – при данном радиационном фоне добывается уран.
  • 0,05 Зиверта. Норма фонового облучения медицинской аппаратурой.
  • 0,005 Зиверта. Допустимый уровень радиации возле АЭС. Также это годовая норма облучения для гражданского населения.

Последствия радиационного облучения

Опасное влияние радиации на организм человека обуславливается воздействием свободных радикалов. Они образуются на химическом уровне из-за воздействия облучения и поражают в первую очередь быстро делящиеся клетки. Соответственно в большей мере от радиации страдают органы кроветворения и половая система.

Но на этом радиационные эффекты облучения человека не ограничиваются. В случае с нежными тканями слизистых и нервных клеток, происходит их разрушение. Из-за этого могут развиваться разнообразные нарушения психической деятельности.

Часто из-за действия радиации на организм человека страдает зрение. При большой дозе радиации может наступить слепота вследствие лучевой катаракты.

Другие ткани тела претерпевают качественные изменения, что не менее опасно. Именно из-за этого многократно увеличивается риск онкологических заболеваний. Во-первых, меняется структура тканей. А во-вторых, свободные радикалы повреждают молекулу ДНК. Благодаря этому развиваются мутации клеток, что и приводит к раку и опухолям в различных органах тела.

Читайте также:  Коргликон инструкция по применению цена отзывы аналоги

Самое опасное, что данные изменения могут сохраняться и у потомков, из-за повреждения генетического материала половых клеток. С другой стороны, возможно и обратно воздействие радиации на человека – бесплодие. Также во всех без исключения случаях, радиационное облучение приводит к быстрому износу клеток, что ускоряет старение организма.

Мутации

Сюжет многих фантастических историй начинается с того, как радиация приводит к мутации человека или животного. Обычно мутагенный фактор дает главному герою разнообразные сверхспособности. В реальности радиация влияет немного иначе – в первую очередь генетические последствия радиации сказываются на будущих поколениях.

Из-за нарушений в цепочке молекулы ДНК, вызванных свободными радикалами, у плода могут развиваться различные отклонения, связанные с проблемами внутренних органов, внешними уродствами или нарушениями психики. При этом данное нарушение может распространяться и на будущие поколения.

Молекула ДНК участвует не только в размножении человека. Каждая клетка тела делится согласно программе, заложенной в генах. Если данная информация повреждается, клетки начинают делиться неправильно. Это приводит к образованию опухолей. Обычно оно сдерживается за счет иммунной системы, которая пытается ограничить поврежденный участок тканей, а в идеале и избавиться от него. Но из-за иммунодепрессии, вызванной радиацией, мутации могут распространяться бесконтрольно. Из-за этого опухоли начинают пускать метастазы, превращаясь в рак, или разрастаются и давят на внутренние органы, например мозг.

Лейкоз и другие виды рака

Из-за того, что влияние радиации на здоровье человека в первую очередь распространяется на кроветворные органы и кровеносную систему, наиболее частым следствием лучевой болезни является лейкоз. Его еще называют «раком крови». Его проявления затрагивают весь организм:

  1. Человек теряет в весе, при этом отсутствует аппетит. Его постоянно сопровождает слабость в мышцах и хроническая усталость.
  2. Появляются боли в суставах, они начинают сильнее реагировать на окружающие условия.
  3. Воспаляются лимфатические узлы.
  4. Увеличиваются печень и селезенка.
  5. Затрудняется дыхание.
  6. На коже обнаруживаются пурпурные высыпания. Человек часто и обильно потеет, могут открываться кровотечения.
  7. Проявляется иммунодефицит. Инфекции свободно проникают в тело, из-за чего часто поднимается температура.

До событий в Хиросиме и Нагасаки, врачи не считали лейкоз болезнью от радиации. Но 109 тысяч обследованных японцев подтвердили связь радиации и онкологических заболеваний. Также выяснилась вероятность поражения тех или иных органов. На первом месте оказался лейкоз.

Затем радиационные эффекты облучения людей чаще всего приводят к:

  1. Рак молочной железы. Поражается каждая сотая женщина, пережившая сильное радиационное облучение.
  2. Рак щитовидной железы. Им также страдает 1% облученных.
  3. Рак легких. Эта разновидность сильнее всего проявляет себя у облучаемых шахтеров урановых рудников.

К счастью, современная медицина вполне может справиться с онкологическими заболеваниями на ранних стадиях, если влияние радиации на здоровье человека было кратковременным и достаточно слабым.

Что влияет на последствия облучения

Влияние радиации на живые организмы сильно различается от мощности и типа излучения: альфа, бета или Гамма. В зависимости от этого одна и та же доза радиации может оказаться практически безопасной или привести к скоропостижной смерти.

Также важно понимать, что воздействие радиации на организм человека редко бывает одновременным. Получить дозу в 0.5 Зиверта за один раз – это опасно, а 5-6 – смертельно. Но сделав несколько рентгеновских снимков по 0,3 Зиверта в течение определенного времени, человек дает возможность организму очиститься. Поэтому негативные последствия радиационного облучения просто не проявляются, так как при суммарной дозе в несколько Зиверт, единовременно на тело будет действовать лишь малая часть облучения.

Кроме того, различные последствия действия радиации на человека сильно зависят от индивидуальных особенностей организма. Здоровое тело дольше сопротивляется разрушительному действию облучения. Но лучше всего для обеспечения безопасности радиации для человека, как можно меньше контактировать с излучением для минимизации ущерба.

Из-за того, что человеческий организм не чувствует воздействия радиации, о ее существовании долго ничего не было известно. Случайное открытие Беккереля в конце 19 века, обнаружившего засвеченную от куска урана фотопленку, положило начало ее изучению. Мария Склодовская и Пьер Кюри занялись исследованием способности некоторых веществ испускать икс-лучи. Тогда же появился термин — радиоактивные вещества.

Мария Склодовская-Кюри умерла в 1934 году, став первой жертвой лучевой болезни. Ученый все время носила с собой пробирку с радием, хранила ее в рабочем столе, подвергаясь при этом постоянному облучению. Личные книги и рабочие журналы Марии даже сейчас хранятся в специальных ящиках, покрытых листами свинца, потому что излучают радиацию.

В это же время Рентген обнаружил катодные лучи, испускаемые электронно-лучевой трубкой. Катодное излучение относится к радиоактивному, но имеет искусственное происхождение. В начале 20 века был создан прибор измерения радиоактивного гамма-излучения — счетчик Гейгера.

Так началась эра изучения радиации и влияния радиации на организм человека.

Что такое радиация?

Атомы, имеющие нестабильное состояние (естественное или искусственное), время от времени теряют часть электронов, протонов или нейтронов.

Например, из атома урана-238, обладающего естественной радиоактивностью, время от времени отрывается альфа-частица, состоящая из двух протона и двух нейтронов. Образующийся при этом атом тория-234 также является нестабильным, и от него отрывается «лишний» электрон (бета-частица). Кроме частиц при распаде атомов может происходить выброс энергии в виде гамма-излучения (к примеру, рентгеновское излучение является вариацией гамма-излучения).

Подведем итог. Известны следующие типы радиоактивного ионизирующего излучения:

  • альфа-излучение (поток альфа-частиц);
  • бета-излучение (поток бета-частиц);
  • гамма-излучение (просто поток энергии).

Поток альфа-лучей способен остановить лист бумаги. Бета-излучение проникает в тело на несколько миллиметров. Наибольшей пробивной силой обладают гамма-лучи: преградой для них станет толстая бетонная или свинцовая плита.

Наружный слой кожи (эпидермис) способен защитить человека от альфа-излучения. Поэтому метод лечения с использованием радоновых ванн (с водой обогащенной радиоактивным радоном-222) относительно безопасен. По той же причине вы можете без вреда для здоровья подержать в руке кусок урановой руды или даже чистый металлический уран. Однако при попадании альфа-частиц в организм с пылью, водой или едой, они беспощадно расстреливают клетки в упор.

Единицы измерения радиации

Далее в статье будут упоминаться разные единицы измерения излучения. Поэтому прежде чем рассмотреть влияние ионизирующей радиации на живые организмы кратко поясним, в каких величинах измеряется радиоактивное излучение.

Читайте также:  Картофельное пюре с сельдереем

Для измерения радиации используются единицы, характеризующие разные физические процессы при распаде частиц.

  1. Сила гамма-излучения измеряется по его способности ионизировать вещество. Для этого служит величина Рентген (P), которая определяет так называемую экспозиционную дозу.
  2. Но недостаточно знать количество переданного излучения. Чтобы оценить вред для организма от радиации, введено понятие поглощенной дозы. Поглощенная доза измеряется в Греях (Гр).
  3. При действии на живые организмы излучение в зависимости от типа оказывает неодинаковое влияние. Например, альфа-излучение в 20 раз более губительно, чем гамма (т.е. 1 Гр альфа-излучения в 20 раз опасней, чем 1 Гр гамма-излучения). Кроме этого разные ткани и органы человека по-разному реагируют на облучение: к примеру, риск получить рак щитовидной железы от радиации меньше чем рак крови. Для оценки биологического воздействия (радиационной опасности) используется расчетная величина — эквивалентная доза. Эквивалентная доза измеряется в Зивертах (Зв). В практике применяется единица микроЗиверт в час (мкЗв/час).

Естественная радиация

Излучение, воздействию которого подвергаются живые организмы на Земле, подразделяется на естественное и техногенное. Радиоактивное излучение естественного происхождения состоит из следующих составляющих:

  • космическое;
  • земного происхождения.

Естественное облучение человека зависит от места проживания и изменяется в пределах от 0,08 до 0,3 мкЗв/час. Основную долю в эквивалентную дозу облучения вносит радон, попадающий в организм с водой и воздухом.

Радон содержится также в стройматериалах, из которого возведен ваш дом. Он прямо сейчас воздействует на вас, излучаясь из стен. Не пугайтесь — это влияние ничтожно, тем более стены в квартире скорее всего окрашены или оклеены обоями. Также простым способом борьбы с радоновым альфа-излучением является регулярное проветривание помещения.

Космическое излучение, поступающее на Землю от Солнца, частично задерживается магнитным полем и атмосферным слоем нашей планеты:

  • На уровне моря оно в 100 раз меньше, чем там, где заканчивается атмосфера.
  • Жители горной местности получают дозу немного выше, чем население равнин.
  • Люди, летающие самолетами, облучаются космическими лучами больше, чем поклонники железнодорожного транспорта.
  • Воздействие радиации в приполярных областях выше, чем в экваториальных, что обусловлено геометрией магнитного поля Земли.

Излучение земной коры зависит от присутствия в ней естественных радионуклидов, которые находятся в породах вулканического происхождения: пески, гранит, базальт. На Земле встречается немало мест с повышенной естественным фоном. Они разбросаны по территории Англии, Франция, скандинавских стран, Индии, Бразилия.

Пески известного курорта Бразилии Гуарапари имеют самый высокий фон земного происхождения, составляющий около 175 мЗв/год. Тем не менее даже при таком уровне радиации какие-либо радиобиологические эффекты маловероятны.

Изменения в живых организмах, вызываемые радиацией

Рассмотрим, чем опасна радиация для человека. Радиоактивное излучение не зря называют ионизирующим. Оно обладает большой энергией, и, проникая в организм, воздействует на молекулы и атомы, из которых состоит человек — ионизируя вещество, то есть отрывая электроны от атомов, образуя ионы. В первую очередь происходит ионизация молекул воды. В итоге образуются свободные радикалы (те самые атомы с недостающими электронами), имеющие высокую химическую активность. Они пытаются восполнить нехватку электрона у соседних молекул, запуская сложную цепную химическую реакцию.

В результате образования новых соединений нарушается работа «родных» клеток и их гибель. Одним из этих новых соединений, возникающих в результате ионизации, является перекись водорода, обладающая сильным окислительным действием.

К счастью, в человеческом организме постоянно проходит обновление, замена поврежденных молекул. Если их число мало, то негативные воздействия обратимы. Но при значительной дозе и, соответственно, большом количестве поврежденных молекул, организм не справляется с нагрузкой.

Проникающая радиация может вызвать у людей не только поражение клеток внутренних органов, но и молекул ДНК. Это приводит к генетическим мутациям в последующих поколениях, если организм не справился с повреждениями. Человек после воздействия радиации восстанавливаются медленнее, когда иммунная система ослаблена и не справляется с нагрузкой.

В 1972 году был открыт эффект Петко: оказалось, что малые дозы излучения при длительном воздействии намного разрушительнее для мембран клеток, чем суммарная большая доза, выданная единовременной короткой вспышкой.

Итак, какие же дозы являются опасными для человека, как радиация влияет на человека?

  • При получении однократной дозы в 1 Зв начинается первая стадия лучевой болезни, которая полностью излечивается.
  • При дозе 4-5 Зв умирает половина облученных.
  • Излучение в 10 Зв наносит непоправимый вред здоровью и приводит к смерти в течение одной-двух недель. Это произошло с ликвидаторами ЧАЭС, получивших в первые часы после взрыва смертельную дозу.

Радиация убивает в высоких однократных дозах более 5 Зв. При меньших дозах наступает излечение, но негативное влияние облучения на здоровье сохраняется долгие годы. Страшное воздействие оказывает радиация при взрыве атомной бомбы, авариях на АЭС, сопровождающихся выбросом радиоактивного вещества. Пагубное воздействие от проживания вблизи АЭС или урановых рудников недостаточно изучено, потому что оно может проявиться через несколько поколений.

Обратите внимание

Эссенциале или овесол что лучше

Содержание1 Овесол2 Эссенциале3 Что общего между препаратами4 Сравнение. Чем отличаются5 В каких случаях и когда ...

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector