Военная токсикология, радиология и медицинская защита. Радиобиологические эффекты

Классификация радиобиологических эффектов (уровень формирования, сроки появления,
судьба облученного организма).
Начальные этапы биологической стадии в действии ионизирующих излучений.
Реакция клеток на облучение
2
3
План
Действие излучений на ткани, органы и системы. Радиочувствительность тканей.
4
Заключение
5
1

Введение
Ядерное оружие является главным и самым мощным средством массового поражения в современном бою. Оно обладает не только огромной разрушительной силой, но и способностью поражать личный состав возникающей при взрыве проникающей радиацией.
При действии войск в зонах радиоактивного загрязнения – на следе радиоактивного облака радиационные
поражения составят значительную часть санитарных потерь.
При применении боеприпасов среднего калибра санитарные потери от радиационных поражений могут составлять 10‑15% от всех пораженных, а малых и сверхмалых калибров, нейтронных боеприпасов этот процент может возрасти до 80% и более. Источником облучения личного состава войск ионизирующими излучениями могут являться и аварии на ядерных реакторах с выбросом в атмосферу больших количеств радиоактивных веществ
Военный врач в современных условиях
должен хорошо знать поражающее действие радиационных факторов ядерного взрыва и радионуклидов, при разрушении ядерных энергетических установок, на личный состав, понимать сущность возникающих патологических процессов в организме и уметь распознавать их.
Эти знания должны послужить основой в практической деятельности врача при организации и проведении им профилактических и лечебно‑эвакуационных мероприятий среди личного состава.

-------------
-------------
-------------
-------------
Радиобиологическими эффектами
называются изменения, возникающие в биологических системах при действии на них ИИ.
Критериями их классификации служат
1
2
4
5
3
-------------
Уровень формирования
Сроки появления
Локализация
Характер связи с дозой облучения
Значение для судьбы облученного организма (возможность передачи по наследству последующим поколениям)

На молекулярном уровне
облучение биосистем вызывает изменения, обусловленные взаимодействием биомолекул с излучением или продуктами радиолиза воды.
(К таким изменениям относят разрывы, сшивки, изменения последовательности мономеров в молекулах биополимеров, потерю ими фрагментов, окислительную модификацию, образование аномальных химических связей с другими молекулами)
На клеточном уровне воздействие ИИ вызывает гибель клеток, временный блок митозов и мутации.
Действие ИИ на системном уровне характеризуется цитопеническим эффектом
на уровне организма и популяции
Классификация радиобиологических эффектов
1
2
3
4

Всхожесть и энергия прорастания семян может быть повышена их предпосевным облучением.
Факт 1
1
Факт 2
Факт 3
Факт 4
2
3
4
Выращивание животных в условиях изоляции от естественного ра­диационного фона сопряжено со снижением неспецифической резистен­тности относительно контрольного уровня.
У населения территорий, имеющих высокий уровень природного радиационного фона (до 175 мЗв в год), не наблюдается более высокой онкологической заболеваемости, чем в контрольных популяциях.
Прием радоновых ванн, сопровождающийся облучением организма в малых дозах, обладает положительным влиянием на функциональное состояние и резистентность организма.
Как правило, радиобиологические эффекты неблагоприятным образом сказываются на биологическом объекте. Исключением из этого правила является герметический эффект.
***Радиационный гормезис проявляется повышением жизнеспособности организмов под влиянием облучения в малых дозах. О возможности такого феномена свидетельствуют следую­щие факты.

Термин радиационный гормезис был предложен в 1980 году Т. Д. Лакки и означает благоприятное воздействие малых доз облучения[2][3].
Механизм радиационного гормезиса на уровне клетки теплокровных животных состоит в инициировании синтеза белка, активации гена, репарации ДНК в ответ на стресс — воздействие малой дозы облучения (близкой к величине естественного радиоактивного фона Земли). Эта реакция в конечном итоге вызывает активацию мембранных рецепторов, пролиферацию спленоцитов и стимуляции иммунной системы. (1994 г. — доклад Международного комитета ООН по действию атомной радиации).

Возможность передачи по наследству последующим поколениям.
Изме­нения в генетическом аппарате клеток человеческого организма могут быть унаследованы потомством лишь при условии, что эти изменения возникают в половых клетках
Мутации соматических клеток в естествен­ных условиях не наследуются (такая возможность создается лишь при клонировании организма).
Поэтому практически важно разграничивать соматические (возникающие в соматических клетках) и генетические (ин­дуцируемые при воздействии ИИ на половые клетки) радиобиологиче­ские эффекты
При общем облучении организма можно ожидать
появле­ния как соматических, так и генетических эффектов
Следует подчеркнуть, что все генетические эффекты облучения про­являются в виде врожденных признаков.
В то же время риск таких дефектов чрезвычайно высок при равном по дозе лучевом воздействии на эмбрион или плод — особенно при облучении беременной женщины в сроки с 8-й по 15-ю нед беременности
Важно!

Начальные этапы биологической стадии
в действии ионизирующих излучений
10-16-10-15с
Химическая
Физико-химическая
10-16-10-15с
Биологическая
Поглощение энергии излучения. Образование ионизированных и возбужденных атомов и молекул
Поражения на всех уровнях биологической организации — от субклеточного до организменного
Реакции между свободными радикалами, между радикалами и неактивированными молекулами.
Перераспределение поглощенной энергии внутри молекул и между ними. Образование свободных радикалов
10-16-10-15с
10-6-10-3с
Секунды — годы
Физическая

Судьба облученной клетки определяется соотношением эффективности процессов биологического усиления и репарации.
Чем выше доза облуче­ния, тем выше вероятность того, что в результате процессов биологиче­ского усиления появятся необратимые изменения, приводящие к гибели клетки, ее злокачественному перерождению, нарушению пролифератив-ной активности, ограничению дифференцировочных потенций ; сниже­нию функциональных возможностей
Чем ниже доза, чем меньше повреждений возникло в клетке, тем вероятнее восстановление от воз­никших повреждений, сохранение жизнеспособности и основных функ­ций клетки
Реакция клеток на облучение

Важнейшим радиобиологическим эффектом является гибель клеток.
Раз­личают две основные ее формы: репродуктивную, т. е. непосредственно связанную с процессом деления клетки, и интерфазную, которая может произойти в любой фазе клеточного цикла.
Важным для организма результатом некоторых типов лучевой модифика­ции молекул ДНК является возникновение наследуемых повреждений генетического материала — мутаций, следствием которых может быть злокачественное перерождение соматических клеток. Причиной возник­новения мутации могут стать и вызванная облучением дестабилизация ДНК, и процесс репарации ее повреждений.

Действие излучений на ткани, органы и системы.
Радиочувствительность тканей.
Ткани организма весьма различаются по радиочувствительности. Если гибель лимфоцитов или костномозговых клеток удается зарегистрировать после облучения в дозах, равных десятым долям грея, то мышечные и нервные клетки выдерживают нередко дозы в десятки грей. Определен­ная закономерность в распределении тканей по радиочувствительности отмечена еще в самом начале изучения биологического действия излуче­ний в 1906 г. французскими учеными Бергонье и Трибондо.
Ими было сформулировано правило, согласно которому ткани тем более радиочувст­вительны, чем выше пролиферативная активность составляющих их клеток, и тем более радиорезистентны, чем выше степень их дифференцировки.

Первоначально происходит дискретное поглощение биосубстратом энергии ИИ и возникновение в клетке возбужденных, ионизированных молекул и свободных радикалов, обладающих высокой окисляющей способностью
Итак, подводя итог современных взглядов на механизм биологического действия ИИ мы можем как бы поэтапно просмотреть как в облученной клетке развиваются структурно‑метаболические процессы.
Второй этап характеризуется развитием радиационно‑химических реакций, в которых участвуют не только первичные свободные радикалы, но и вновь образующиеся, и более стойкие биологически активные продукты окисления
На третьем этапе ведущая роль принадлежит биохимическим процессам: ингибированию биосинтеза ДНК, активации реакций ферментативного окисления и патологического разрушения биосубстрата, образованию вторичных радиотоксинов перекисной, хиноидной и другой природы.
На четвертом этапе включаются с одной стороны реакции усиливающие повреждение генома, а с другой – механизмы, обеспечивающие репарацию его дефектов.
Заключение

Соотношения этих процессов в конечном итоге и определяет характер структурных изменений в клетке и судьбу ее в целом. Если процессы репарации не обеспечивают восстановление дефектов, развивается радиационное поражение (образование аббераций, некроз и лизис ядер, интерфазная и репродуктивная гибель клеток).