Радиобиологические эффекты

1. Радиобиологические эффекты

С.Ж.АСФЕНДИЯРОВ АТЫНДАҒЫ
ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ МЕДИЦИНА
УНИВЕРСИТЕТІ
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ
МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ
С.Д.АСФЕНДИЯРОВА
РАДИОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ
Выполнила : Мурзабекова Ляззат
№ 20 Взвод
Проверил: Секенов Рустам Бахытбекович

2. План

ПЛАН
1.
16.1. Классификация радиобиологических эффектов
16.1.1. Уровень формирования
16.1.2. Сроки появления
16.1.3. Локализация
16.1.4. Характер связи с дозой облучения
16.1.5. Значение для судьбы облученного организма
16.2. Начальные этапы биологической стадии в действии
ионизирующих излучений
16.2.1. Первичные стадии в действии излучений
16.2.2. Молекулярные механизмы лучевого повреждения
биосистем
16.3. Реакции клеток на облучение
16.3.1. Биологическое усиление радиационного поражения
16.3.2. Репарация лучевых повреждений
16.3.3. Судьба облученной клетки
16.3.4. Количественные характеристики лучевого поражения
клеток
16.4. Действие излучений на ткани, органы и системы.
Радиочувствительность тканей
16.4.1. Радиационное поражение системы крови
Основные понятия радиоактивности
Радиационная опасность
Доза излучения
Защита от радиации
Радиационно индуцированные эффекты
Радиационные риски и их сравнение
Нерадиологические последствия аварий

3.

• Радиобиологическими эффектами называются изменения,
возникающие в биологических системах при действии на них ИИ.
Критериями их классификации служат уровень
• Формирования
• сроки появления
• локализация,
• характер связи с дозой облучения,
• значение для судьбы облученного организма, возможность передачи по
наследству последующим поколениям и др.

4.

5.

Облучение: внешнее и внутреннее
Внешнее облучение
Источник вне тела человека
Проникающее излучение:
фотоны, нейтроны
Внутреннее облучение
Источник внутри тела человека
Слабо проникающее
излучение:
электроны, позитроны, альфачастицы

6. Приборы

ПРИБОРЫ
• Приборы измеряют внешнее облучение
• Внутреннее облучение измерить не легко, если средства защиты
органов дыхания не использовались, то при контроле доз в очаге
аварии необходимо помнить, что вклад внутреннего облучения
может быть существенным и
Измеренная мощность дозы или доза всегда меньше суммарной
дозы или мощности дозы

7. Примеры Детерминированных эффектов

ПРИМЕРЫ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ ЭФФЕКТОВ
• Воздействие на здоровье излучения, для
которого обычно существует пороговый
уровень дозы, выше которого тяжесть
проявления этого эффекта возрастает с
увеличением дозы
Вероятность
100%
• Такой эффект характеризуется как серьезный
детерминированный эффект, если он является
смертельным или угрожающим жизни, или же приводит к
постоянному ущербу, снижающему качество жизни
Острое облучение
> ~1 Гр в дозе

8.

9. Детерминированные эффекты

ДЕТЕРМИНИРОВАННЫЕ ЭФФЕКТЫ
• Данные о детерминированных эффектах получены
вследствие наблюдения следующих когорт:
• Лица с побочными эффектами радиотерапии
• Первые радиологи
• Пережившие бомбардировку в Хиросиме и Нагасаки
• Пострадавшие вследствие аварии на Чернобыльской АЭС
• Пострадавшие вследствие других радиационных аварий

10. Детерминированные эффекты после аварии на Чернобыльской АЭС

ДЕТЕРМИНИРОВАННЫЕ ЭФФЕКТЫ ПОСЛЕ
АВАРИИ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС
• Очень высокие дозы в пределах площадки
• 134 случая острой лучевой болезни среди реагирующих (пожарные и
ликвидаторы)
• 28 человек умерло вследствие высоких доз облучения – сочетание
высоких доз внешнего облучения и радиационных ожогов кожи от
облучения бета частицами
• 17 человек умерли в 1987-2004 от различных причин, не обязательно
связанных с радиационным облучением
• Случаев острой лучевой болезни среди населения зарегистрировано не
было

11.

12. Стохастические эффекты

СТОХАСТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ
• Радиационно-индуцированное (вызванное излучением) воздействие на здоровье,
• вероятность возникновения которого повышается при более высоких дозах
излучения,
• а тяжесть проявления (если оно имеет место) – не зависит от дозы
• Стохастические эффекты:
• Радиационно-индуцированный рак
• Наследственные эффекты
• Отдаленное развитие (годы)
• Латентный период
• Несколько лет (раки)
• Сотни лет (наследственные эффекты)

13. Источники данных о стохастических эффектах

ИСТОЧНИКИ ДАННЫХ О
СТОХАСТИЧЕСКИХ ЭФФЕКТАХ
• Профессиональное облучение
Первые радиологи и медицинские физики
Оформители циферблатов
Рабочие урановых шахт
Рабочие атомной промышленности
• Облученные по медицинским показаниям
• Пережившие бомбардировку в Хиросиме и Нагасаки
• Пострадавшие вследствие аварии на Чернобыльской АЭС
• Пострадавшие вследствие других радиационных аварий
• emergencies

14. Пережившие бомбардировку в Хиросиме и Нагасаки

ПЕРЕЖИВШИЕ БОМБАРДИРОВКУ В
ХИРОСИМЕ И НАГАСАКИ
• Результаты исследования в течение 47 лет (1950-1997)
• Наблюдаемое количество случаев рака: 9,335 смертельных
случаев твердого рака (solid cancer)
• Ожидаемое количество случаев рака: ~8,895 смертельных
случаев твердого рака (solid cancer)
• Т.е. ~440 случаев рака (5%) были вызваны радиацией

15. Сравнение рисков

СРАВНЕНИЕ РИСКОВ
• Другим методом рассмотрения риска является сравнение
радиационного риска с относитель-ным риском (1 на 1 миллион)
смерти вследствие обычных для современного общества
действий
Курение 1.4 сигареты (рак легкого)
Употребление в пищу 40 чайных ложек арахисового масла
2 дня жизни в Нью-Йорке (загрязнение воздуха)
Поездка на машине - 40 миль (авария)
Полет на самолете - 2500 миль (авария)
Гребля на каноэ в течение 6 минут
Облучение в дозе 0.10 мЗв (рак)

16. Дозиметрические величины

ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
Современная система дозиметрических величин
• Базовые дозиметрические величины
поглощенная доза
керма
экспозиционная доза
активность
линейная передача энергии
• Эквидозиметрические величины
ОБЭ-взвешенная доза
эквивалентная доза
эффективная доза
эквивалент дозы

17. Дозы облучения и их сравнение

ДОЗЫ ОБЛУЧЕНИЯ И ИХ СРАВНЕНИЕ
• 0.1 мкЗв/ч: Типичный фоновый уровень
• 0.3 мкЗв/ч: Типичный фоновый уровень после дождя
• 0.1 мЗв: Рентгенография зубов или перелет через Атлантику в обе стороны
• 3-8 мЗв в год: Средняя годовая доза от природного фона в Европе
• 20 мЗв в год: Во многих странах наиболее высокая допустимая доза при работе с
радиоактивным материалом (предел дозы для работников)
• 5000 мЗв (в течение часов): Смертельная доза для большинства людей

18. Классификация радиобиологических эффектов.

КЛАССИФИКАЦИЯ
РАДИОБИОЛОГИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ.
• Уровень формирования
• На молекулярном уровнеоблучение 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 уровневоздействие ИИ вызывает гибель клеток, временный блок
митозов и мутации.
• Действие ИИ на системном уровнехарактеризуется цитопеническим эффектом.
• Радиобиологические эффекты, возникающие на уровне организма и
популяции,классифицируются в соответствии с критериями, перечисленными ниже.

19. Сроки появления

СРОКИ ПОЯВЛЕНИЯ
По этому признаку радиобиологические эффекты, возникающие в
организме и популяции, принято подразделять на
ближайшие и отдаленные.
Ближайшие эффекты проявляются в сроки до нескольких месяцев после
облучения и связаны с развитием цитопенических состояний в тканевых
системах организма (например: острая лучевая реакция, острая лучевая
болезнь, лучевой дерматит).
Отдаленные эффекты возникают спустя годы после облучения, на фоне
полной регрессии основных клинических проявлений острого поражения
(например: опухоли, гемобластозы, гипопластические, дистрофические,
процессы).

20.

Локализация
• Радиобиологические эффекты могут быть классифицированы в зависимости от органа или
части тела, в которых они регистрируются. При локальном облучении органа или сегмента
тела наиболее сильное поражающее действие ИИ проявляется именно в нем (такой эффект
называют местным действием ИИ). Однако изменения возникают и в необлученных
тканях (это дистанционное действие ИИ).
• Местное действие ИИ имеет решающее значение для возникновения не только
ближайших, но и отдаленных радиобиологических эффектов. Поэтому для оценки риска
канцерогенного эффекта, сопровождающего неравномерное облучение, каждому органу
присвоен взвешивающий коэффициент, величина которого меньше 1. Умножением
эквивалентной дозы облучения органа на соответствующий ему взвешивающий
коэффициент получают эффективную дозу облучения органа. Суммируя эффективные
дозы для органов, подвергшихся облучению, получают эффективную дозу неравномерного
облучения организма. Последняя численно равна эквивалентной дозе равномерного
облучения организма, при которой вероятность развития потенциально смертельной
опухоли соответствует рассматриваемому варианту неравномерного облучения.

21. по данному критерию радиобиологические эффекты четко разграничены на стохастические (вероятностные) и нестохастические

ПО ДАННОМУ КРИТЕРИЮ
РАДИОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ЧЕТКО
РАЗГРАНИЧЕНЫ НА СТОХАСТИЧЕСКИЕ
(ВЕРОЯТНОСТНЫЕ) И НЕСТОХАСТИЧЕСКИЕ
(ДЕТЕРМИНИРОВАННЫЕ).
• Признаками стохастического эффекта являются беспороговость и альтернативный характер.
• Беспороговость стохастических эффектов означает, что сколь угодно малые дозы облучения способны влиять
на частоту их возникновения. Альтернативный характер проявляется в том, что стохастические эффекты, не
могут быть охарактеризованы таким показателем, как «выраженность». Например, на клеточном уровне
может служить гибель клетки; на уровне целостного организма - возникновение злокачественной опухоли. С
увеличением дозы облучения вероятность возникновения стохастического эффекта растет, но его качество
остается неизменным. При достаточно больших дозах часть облученных организмов погибает до развития у
них соответствующих стохастических эффектов.
• Признаками нестохастического эффекта являются пороговый характер и градиентная связь амплитуды с дозой
облучения. Если доза облучения превышает пороговую величину (Дп), то нестохастический эффект возникает
со 100% вероятностью, причем его амплитуда монотонно возрастает с увеличением дозы.
• Знание дозовых «порогов» нестохастических эффектов весьма важно для диагностики и профилактики
лучевых поражений.

22.

23.

24.

25. Значение для судьбы облученного организма

ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ СУДЬБЫ ОБЛУЧЕННОГО
ОРГАНИЗМА
• Радиобиологические эффекты неблагоприятным образом сказываются на биологическом
объекте. Исключением является герметический эффект. Радиационная стимуляция
проявляется повышением жизнеспособности организмов под влиянием облучения в малых
дозах. О возможности такого феномена свидетельствуют следующие факты.
• · Всхожесть и энергия прорастания семян может быть повышена их предпосевным
облучением.
• · Выращивание животных в условиях изоляции от естественного радиационного фона
сопряжено со снижением неспецифической резистентности.
• · У населения территорий, имеющих высокий уровень природного радиационного фона (до
175 мЗв в год), не наблюдается более высокой онкологической заболеваемости; прием
радоновых ванн, сопровождающийся облучением организма в малых дозах, обладает
положительным влиянием на функциональное состояние и резистентность организма.

26.

27.

28. Единицы измерения количества радиоактивных веществ

Единица, ее
Показатели количества
наименование,
РВ
обозначение
Соотношение единиц
внесистемная
СИ
Активность
Кюри (Кu)
Беккерель (Бк)
1 Кu = 3,7×1010Бк
Удельная активность
Кu/кг; Кu/м3
Бк/кг; Бк/м3
-
Плотность
поверхностного
радиоактивного
заражения
Кu/см2; Кu/м2; Кu/км2;
Бк/м2
2
распад/(мин×см )