Ионные излучениЯ

Характерным для радиационных поражений является то, что лучевые  травмы сопровождаются тяжелыми функциональными  расстройствами, требуют сложного и  длительного (более трёх месяцев) лечения. Жизнеспособность облученных тканей значительно  снижается. Кроме того, через много  лет и десятилетий после получения  травмы возникают осложнения. Так, наблюдались  случаи возникновения доброкачественных  опухолей через 19 лет после облучения, а развитие лучевого рака кожи и  молочной железы у женщин – через 25-27 лет. Нередко травмы обнаруживаются на фоне или после воздействия  дополнительных факторов нерадиационной природы (диабет, атеросклероз, гнойная  инфекция, термические или химические травмы в зоне облучения).

Необходимо также учитывать, что люди, пережившую радиационную аварию, испытывают дополнительный стресс в течение нескольких месяцев  и даже лет после неё. Такой  стресс может включить биологический  механизм, который приводит к возникновению  злокачественных заболеваний. Так, в Хиросиме и Нагасаки крупная  вспышка заболеваний раком щитовидной железы наблюдалась спустя 10 лет  после атомной бомбардировки.

Исследования, проведённые  радиологами на основании данных Чернобыльской аварии, свидетельствуют  о снижении порога последствий от воздействия облучения. Так, установлено, что облучение в 15 бэр может  вызвать нарушения в деятельности иммунной системы. Уже при получении  дозы в 25 бэр у ликвидаторов аварии наблюдалось снижение в крови  лимфоцитов – антител к бактериальным  антигенам, а при 40 бэр увеличивается  вероятность возникновения инфекционных осложнений. При воздействии постоянного  облучения дозой от 15 до 50 бэр  часто отмечались случаи неврологических  расстройств, вызванных изменениями  в структурах головного мозга. Причём эти явления наблюдались в  отдалённые сроки после облучения.

Лучевая болезнь

В зависимости от дозы и  времени облучения наблюдаются  три степени заболевания: острая, подострая и хроническая. В очагах поражения (при получении высоких  доз) возникает, как правило, острая лучевая болезнь (ОЛБ).

Различают четыре степени  ОЛБ:

- лёгкая (100 – 200 рад). Начальный период – первичная реакция как и при ОЛБ всех других степеней – характеризуется приступами тошноты. Появляются головная боль, рвота, общее недомогание, незначительное повышение температуры тела, в большинстве случаев – анорексия (отсутствие аппетита, вплоть до отвращения к пище), возможны инфекционные осложнения. Первичная реакция возникает через 15 – 20 минут после облучения. Её проявления постепенно исчезают через несколько часов или суток, а могут вообще отсутствовать. Затем наступает скрытый период, так называемый период мнимого благополучия, продолжительность которого обусловливается дозой облучения и общим состоянием организма (до 20 суток). За это время эритроциты исчерпывают свой срок жизни, переставая подавать кислород клеткам организма. ОЛБ лёгкой степени излечима. Возможны негативные последствия – лейкоцитоз крови, покраснения кожи, снижение работоспособности у 25% поражённых через 1,5 – 2 часа после облучения. Наблюдается высокое содержание гемоглобина в крови в течение 1 года с момента облучения. Сроки выздоровления – до трёх месяцев. Большое значение при этом имеют личностная установка и социальная мотивация пострадавшего, а также его рациональное трудоустройство;

- средняя (200 – 400 рад). Короткие приступы тошноты, проходящие через 2-3 дня после облучения. Скрытый период – 10-15 суток (может отсутствовать), в течение которого лейкоциты, вырабатываемые лимфатическими узлами, погибают и прекращают отторгать попадающую в организм инфекцию. Тромбоциты перестают свёртывать кровь. Всё это – результат того, что убитые радиацией костный мозг, лимфатические узлы и селезёнка не вырабатывают новые эритроциты, лейкоциты и тромбоциты на смену отработавшим. Развиваются отёк кожи, пузыри. Такое состояние организма, получившее название «костномозговой синдром», приводит 20% поражённых к смерти, которая наступает в результате поражения тканей кроветворных органов. Лечение заключается в изоляции больных от внешней среды, введении антибиотиков и переливании крови. Молодые и пожилые мужчины более подвержены заболеванию ОЛБ средней степени, нежели мужчины среднего возраста и женщины. Потеря трудоспособности наступает у 80% поражённых через 0,5 – 1 час после облучения и после выздоровления долгое время остаётся сниженной. Возможно развитие катаракты глаз и местных дефектов конечностей;

- тяжёлая (400 – 600 рад). Симптомы, характерные для кишечно-желудочного расстройства: слабость, сонливость, потеря аппетита, тошнота, рвота, длительный понос. Скрытый период может длиться 1 – 5 суток. Через несколько дней возникают признаки обезвоживания организма: потеря массы тела, истощение и полное обессиливание. Эти явления – результат отмирания ворсинок стенок кишечника, всасывающих питательные вещества из поступающей пищи. Их клетки под воздействием радиации стерилизуются и теряют способность делиться. Возникают очаги прободения стенок желудка, и бактерии поступают из кишечника в кровоток. Появляются первичные радиационные язвы, гнойная инфекция от радиационных ожогов. Потеря трудоспособности через 0,5-1 час после облучения наблюдается у 100% пострадавших. У 70% поражённых смерть наступает через месяц от обезвоживания организма и отравления желудка (желудочно-кишечный синдром), а также от радиационных ожогов при гамма облучении;

- крайне тяжёлая (более 600 рад). В считанные минуты после облучения возникают сильная тошнота и рвота. Понос – 4-6 раз в сутки, в первые 24 часа – нарушение сознания, отёк кожи, сильные головные боли. Данные симптомы сопровождаются дезориентацией, потерей координации движений, затруднением глотания, расстройством стула, судорожными припадками и в конечном итоге наступает смерть. Непосредственная причина смерти – увеличение количества жидкости в головном мозге вследствие её выхода из мелких сосудов, что приводит к повышению внутричерепного давления. Такое состояние получило название «синдром нарушения центральной нервной системы».

Необходимо отметить, что  поглощённая доза, вызывающая поражение  отдельных частей организма и  смерть, превышает смертельную дозу для всего тела. Смертельные дозы для отдельных частей тела следующие: голова – 2000 рад, нижняя часть живота – 3000 рад, верхняя часть живота – 5000 рад, грудная клетка – 10000 рад, конечности – 20000 рад.

Достигнутый на сегодня уровень  эффектности лечения ОЛБ считается  предельным, так как основан на пассивной стратегии – надежде  на самостоятельное выздоровление  клеток в радиочувствительных тканях (главным образом костном мозге  и лимфатических узлах), на поддержку  других систем организма, переливание  тромбоцитной массы для предотвращения кровоизлияния, эритроцитарной – для предотвращения кислородного голодания. После этого остаётся только ждать, когда заработают все системы клеточного обновления и ликвидируют гибельные последствия радиационного облучения. Исход болезни определяется к концу 2-3 месяца. При этом могут наступить: полное клиническое выздоровление пострадавшего; выздоровление, при котором его трудоспособность в той или иной мере будет ограниченной; неблагоприятный исход с прогрессированием заболевания или развитием осложнений, приводящих к смерти.

Пересадке здорового костного мозга мешает иммунологический конфликт, который в облучённом организме  особенно опасен, так как истощает и без того подорванные силы иммунитета. Российские учёные-радиологи предлагают новый путь лечения больных лучевой  болезнью. Если забрать у облучённого  часть костного мозга, то в кроветворной системе после этого вмешательства  начинаются процессы более раннего  восстановления, чем при естественном развитии событий. Извлечённую часть  костного мозга помещают в искусственные  условия, а затем через определённый срок возвращают в тот же организм. Иммунологического конфликта (отторжения) не происходит.

В настоящее время учёными  проводятся работы, и получены первые результаты по применению фармацевтических радиопротекторов, позволяющих человеку переносить дозы облучения, превышающие  летальную примерно вдвое. Это – цистеин, цистамин, цистофос и ряд других веществ, содержащих сульфидгидрильные группы (SH) на конце длинной молекулы. Эти вещества, словно «мусорщики», убирают образующиеся свободные радикалы, которые во многом ответственны за усиление окислительных процессов в организме. Однако крупным недостатком указанных протекторов является необходимость введения его в организм внутривенно, так как сульфидгидрильная группа, добавляемая в них для уменьшения токсичности, разрушается в кислой среде желудка и протектор теряет защитные свойства.

Ионизирующая радиация имеет  негативное воздействие также на жиры и липоеды (жироподобные вещества), содержащиеся в организме. Облучение нарушает процесс эмульгирования и продвижения жиров в области криптального отдела слизистой оболочки кишечника. В результате в просвет кровеносных сосудов попадают капли неэмульгированного и грубо эмульгированного жира, усваиваемого организмом.

Повышение окисления жирных кислот в печени приводит при инсулиновой  недостаточности к повышенному кетогенезу печени, т.е. избыток свободных жирных кислот в крови понижает активность инсулина. А это в свою очередь ведёт к широко распространённому сегодня заболеванию сахарным диабетом.

Наиболее характерными заболеваниями, сопутствующими поражению от облучения, являются злокачественные новообразования (щитовидной железы, органов дыхания, кожи, кроветворных органов), нарушения  обмена веществ и иммунитета, болезни  органов дыхания, осложнения течения  беременности, врождённые аномалии, психические  расстройства.

Восстановление организма  после облучения – процесс  сложный, и протекает он неравномерно. Если восстановление эритроцитов и  лимфоцитов в крови начинается через 7 – 9 месяцев, то восстановление лейкоцитов – через 4 года. На длительность этого  процесса оказывают влияние не только радиационные, но и психогенные, социально-бытовые, профессиональные и другие факторы  пострадиационного периода, которые можно объединить в одно понятие «качество жизни» как наиболее ёмко и полно выражающее характер взаимодействия человека с биологическими факторами среды, социальными и экономическими условиями.

Обеспечение безопасности при работе с ионизирующими излучениями

При организации работ  используются следующие основные принципы обеспечения радиационной безопасности: выбор или уменьшение мощности источников до минимальных величин; сокращение времени работы с источниками; увеличение расстояния от источника до работающего; экранирование источников излучения  материалами, поглощающими или ослабляющими ионизирующие излучения.

В помещениях, где проводится работа с радиоактивными веществами и радиоизотопными приборами, ведётся  контроль за интенсивностью различных видов излучения. Эти помещения должны быть изолированы от других помещений и оснащены приточно-вытяжной вентиляцией. Другими коллективными средствами защиты от ионизирующего излучения в соответствии с ГОСТ 12.4.120 являются стационарные и передвижные защитные экраны, специальные контейнеры для транспортировки и хранения источников излучения, а также для сбора и хранения радиоактивных отходов, защитные сейфы и боксы.

Стационарные и передвижные  защитные экраны предназначены для  снижения уровня излучения на рабочем  месте до допустимой величины. Защита от альфа излучения достигается применением оргстекла толщиной несколько миллиметров. Для защиты от бэта-излучения экраны изготовляют из алюминия или оргстекла . От нейтронного излучения защищает вода, парафин, бериллий, графит, соединения бора, бетон. От рентгеновских и гамма-излучений защищают свинец и бетон. Для смотровых окон используют свинцовое стекло.

При работе с радионуклидами следует применять спецодежду. В  случае загрязнения рабочего помещения  радиоактивными изотопами поверх хлопчатобумажного  комбинезона следует надевать пленочную  одежду: халат, костюм, фартук, брюки, нарукавники.

Пленочная одежда изготавливается  из пластиков или резиновых тканей, легко очищаемых от радиоактивного загрязнения. В случае применения пленочной  одежды необходимо предусмотреть возможность  подачи воздуха под костюм.

В комплекты спецодежды входят респираторы, пневмошлемы и другие средства индивидуальной защиты. Для защиты глаз следует применять очки со стеклами, содержащими фосфат вольфрама или свинец. При использовании индивидуальных средств защиты необходимо строго соблюдать последовательность их надевания и снятия, и дозиметрического контроля.

§ 2. Влияние  ионизирующих излучений на организм человека

В результате воздействия  ионизирующих излучений на организм человека в тканях могут происходить  сложные физические, химические и  биохимические процессы. Ионизирующие излучения вызывают ионизацию атомов и молекул вещества, в результате чего молекулы и клетки ткани разрушаются.

Известно, что ²/₃ общего состава ткани человека составляют вода и углерод. Вода под воздействием излучения расщепляется на водород Н и гидроксильную группу ОН, которые либо непосредственно, либо через цепь вторичных превращений образуют продукты с высокой химической активностью: гидратный окисел НО₂ и перекись водорода Н₂O₂. Эти соединения взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая ее.

В результате воздействия  ионизирующих излучений нарушается нормальное течение биохимических  процессов и обмен веществ  в организме. В зависимости от величины поглощенной дозы излучения  и от индивидуальных особенностей организма  вызванные изменения могут быть обратимыми или необратимыми. При  небольших дозах пораженная ткань  восстанавливает свою функциональную деятельность. Большие дозы при длительном воздействии могут вызвать необратимое  поражение отдельных органов  или всего организма (лучевое  заболевание).

Любой вид ионизирующих излучений  вызывает биологические изменения  в организме как при внешнем  облучении, когда источник облучения  находится вне организма, так  и при внутреннем облучении, когда  радиоактивные вещества попадают внутрь организма, например, ингаляционным  путем — при вдыхании или при  заглатывании с пищей или водой.

Биологическое действие ионизирующего  излучения зависит от величины дозы и времени воздействия излучения, от вида радиации, размеров облучаемой поверхности и индивидуальных особенностей организма.