Относительная биологическая эффективность разных видов ИИ

При описании физических основ биологического действия радиации указывалось, что воздействие разными видами излучений, но в равных поглощенных дозах приводит к различным по величине эффектам. Это свойство излучения, часто называемое его качеством, определяется не столько физической природой излучения, сколько его ЛПЭ. Для количественной оценки качества излучения введена специальная величина «относительная биологическая эффективность излучения» (ОБЭ). ОБЭ оценивают сравнением дозы излучения, вызывающей определенный биологический эффект, с дозой стандартного излучения, обусловливающей тот же эффект:

ОБЭ = D ₀ / D _х ,

 

где D₀ – доза стандартного излучения, Гр; D_х – доза изучаемого излучения, Гр.

Как правило, в качестве биологического эффекта в данном случае используется выживаемость, частота возникновения аберраций, опухолей, изменение продолжительности жизни и т.д.

 

Эквивалентная доза (Д_экв) учитывает биологическую эффективность различных видов ионизирующих излучений. Ее величина определяется произведением поглощенной дозы D_п на коэффициент качества излучения:

 

Д_экв = D _п *Кк.

 

Если идет облучение различными видами излучения одновременно, то эквивалентная доза равна сумме поглощенных доз от каждого вида излучения, умноженной на коэффициент качества этого вида излучения:

Д_экв = ∑ D _{п i} *Кк _i ,

где i – вид излучения.

В системе СИ единицей эквивалентной дозы является зиверт (Зв). Используются также производные единицы мЗв, мкЗв. Внесистемная (старая) единица измерения эквивалентной дозы – биологический эквивалент рентгена (бэр) вычисляется исходя из поглощенной дозы в радах.

1Зв = 100 бэр (1бэр = 0,01Зв).

 

Пример: рассчитать поглощенные физическую и эквивалентную дозы от смешанного источника излучения, если доза от гамма-излучения 1 Гр, от бета-излучения – 10 Гр, от альфа-излучения – 1 Гр и от быстрых нейтронов – 1 Гр.

Решение:

Дп = ∑Дпi = 1 + 10 + 1 + 1 = 13 Гр

Подставив значения Дпi и Кк, получим:

Дэкв. = ∑Дпi * Ккi = 1*1 + 10*1+1*10+1*10 = 31 Гр

Следовательно, эквивалентная доза оказывается в два с лишним раза больше физической.

Лучевая болезнь

 

Начало формы

Лучевая болезнь –это общее заболевание организма, вызываемая радиоактивными излучениями в определенных дозах и характеризующееся глубокими функциональными и морфологическими изменениями во всех системах и органах организма. Она может возникнуть в результате внешнего облучения или при поступлении радиоактивных веществ внутрь организма в большом количестве. Это может случиться при нахождении животных на зараженных радионуклидами пастбищах.

Острая лучевая болезнь при внешнем облучении.

Внешнее облучение вызывают: рентгеновское излучение, гамма излучение и поток нейтронов. В зависимости от проявления лучевой болезни различают четыре степени тяжести: легкая, средняя, тяжелая и крайне тяжелая. Иногда наблюдается молниеносная форма – «смерть под лучом».

Тяжесть лучевой болезни зависит:

1. От дозы облучения – легкая форма возникает при облучении организма дозами от 100 до 200 рентген; средняя форма – от 200 до 400 рентген; тяжелая форма- от 400 до 600 рентген; крайне тяжелая – более 600 рентген. «Смерть под лучом» без всяких видимых клинических признаков наступает при дозе порядка 10000 рентген.

2. От вида излучения. Нейтроны обладают большей силой поражающего действия, следовательно, вызывают более тяжелые формы лучевой болезни.

3. От времени воздействия определенной дозы излучения и от дробности дозы.

4. От размера (площади) и локализации участка поверхности тела животного, подвергшегося внешнему облучению.

Степень поражающего действия одной и той же дозы облучения всегда бывает больше при общем облучении, чем при местном. По локализации участков облучения степень тяжести зависит в следующем порядке:

- область живота;

- голова;

- область груди;

- область таза.

Облучение конечностей до локтя и до колена не вызывает лучевой болезни даже при больших дозах. При этих дозах развивается местное лучевое поражение в виде лучевого ожога.

5. Видовая радиочувствительность. У разных видов животных радиочувствительность разная.

6. От возраста животного. Молодые животные отличаются более высокой радиочувствительностью.

7. От индивидуальной радиочувствительности. Одни животные, одного и того же вида, одной и той же породы иногда погибают при малых дозах, а другие выживают даже при весьма больших дозах.

Патогенез острой лучевой болезни при внешнем облучении.

В настоящее время более отвечающее течению лучевой болезни существуют две теории:

1. Теория прямого и косвенного действия радиоактивных излучений. Под прямым действием понимается передача энергии излучений всем биологическим системам организма. В тканях происходит ионизация молекул, при этом образуется много токсических продуктов, которые действуют на центральную нервную систему. Косвенное действие заключается в изменении воды под действием радиоактивных излучений. После ионизации, вода диссоциирует на Н и ОН. Атомарный водород сильнейший восстановитель, а гидроксильный остаток (ОН) - сильнейший окислитель. В организме нарушаются все окислительно-восстановительные процессы, при этом образуется много токсических продуктов, которые влияют на центральную нервную систему. (Теория Горизонтова).

2. Теория А.М.Кузина.

По его теории под действием радиоактивных излучений в организме приостанавливается образование ДНК и РНК. РНК участвует в синтезе белков, а ДНК в делении клеток и передаче наследственности. Когда не образуются новые клетки, а старые погибают, то возникают четыре патофизиологических синдрома, которые характерны для лучевой болезни от внешнего облучения:

1) Панцитопенический синдром.

Он причинно связан с резким подавлением кроветворной функции лимфоидной ткани, селезенки и костного мозга. Этот синдром характеризуется значительным изменением морфологического состава крови. В переферической крови возникает резкая лимфопиния, кратковременный (в течение 1-2 суток с момента воздействия радиоактивных излучений) нейтрофильный лейкоцитоз с последующей прогрессирующей лейкопенией. Наблюдается тромбоцитопения, эритропения, гемоглобинемия. Лейкопения понижает клеточно- защитную функцию, эритропения и гемоглобинемия –дыхательную, а тромбоцитопения – тромбопластическую функцию крови.

2) Геморрагический синдром.

Он характеризуется развитием многочисленных кровоизлияний и упорных кровотечений различных органах, так как количество тромбоцитов падает до нуля и повышается проницаемость, понижается тонус и уменьшается прочность кровеносных сосудов в результате гибели клеток эндотелия.

3) Желудочно-кишечный синдром.

Причинно связан с подавлением регенерации кишечного эпителия. Это обычно происходит на фоне нормального слущивания клеток эпителия. В норме эпителиальные клетки кишечника обновляются каждые 4-5 дней. Если нет процесса обновления, то в кишечнике образуются участки, полностью лишенные эпителиального покрова. В этих участках кишечника кровеносные сосуды становятся особенно легко ранимыми, поэтому здесь возникают кровоизлияния, кровотечения и изъязвления. Это создает условия для проникновения из кишечника токсических веществ и микрофлоры в кровяной поток, что может привести к образованию сепсиса.

4) Иммунобиологический синдром.

Он связан с резким уменьшением количества и снижением фагоцитарной активности лейкоцитов, вследствие угнетения белого кроветворения, значительным понижением процесса образования антител, лизоцима на почве торможения биосинтеза белков (нет РНК). Этот синдром характеризуется катастрофическим понижением сопротивляемости организма по отношению к различной микрофлоре, что обуславливает быстрое развитие в организме тяжелых инфекционных процессов.

Конец формы