Радиоактивное загрязнение и защита от радиации
Радиация не имеет ни вкуса, ни запаха, её нельзя увидеть, услышать или почувствовать. Радиоактивные вещества могут попасть в наш организм с пищей, водой или воздухом. Все мы в современном мире в той или иной степени подвержены ионизирующему излучению. Источники его могут быть самые различные. Так, например, человек подвергается облучению при рентгеновских обследованиях, некоторых диагностических процедурах, основанных на использовании короткоживущих радиоактивных элементов, при испытаниях ядерного оружия, авиапутешествиях, курении (табачный дым содержит ряд радиоактивных веществ) и даже в своём доме, так как стройматериалы могут являться источниками слабой радиации. Мы постоянно находимся под воздействием естественного радиоактивного фона.
Радиация может вести к генетическим мутациям, разрушать клетки и ткани организма, способствовать образованию канцерогенных веществ и химически активных свободных радикалов, повреждающих клетки организма. Известно, что свободные радикалы в небольших дозах всегда присутствуют в нашем организме, образуясь, например, при различных биохимических реакциях. Однако при воздействии радиации и химических загрязнений процесс образования свободных радикалов становится очень интенсивным. На защитные системы организма при этом падает непосильная нагрузка. Иммунные реакции подавляются и создаются благоприятные условия для размножения вирусов, микробов и опухолевых клеток. Организм утрачивает способность сопротивляться разнообразным заболеваниям.
Непросто сегодня сохранить своё здоровье, выжить и вырастить здоровых детей. Для этого нужно уметь защищаться от вредного воздействия радиоактивных веществ, что во многом зависит от нас самих.
Помочь себе в борьбе с загрязнением радиоактивными веществами мы можем, в частности, с помощью соответствующего питания. Очень важно, чтобы в рационе было достаточно антиокислителей (витаминов С, Е, А), которые обезжиривают свободные радикалы и тем самым противодействуют внутриклеточному окислению жиров, возрастающему при ионизирующем облучении.
Пища должна быть также богата грубыми волокнами — целлюлоза (овощи, зерновые, отруби), пектин (фрукты, овощи, бобовые). Грубые волокна способны связывать токсические вещества (в том числе стронций, цезий, свинец и др.), образуя с ними стойкие соединения, которые не всасываются и удаляются из организма. Это их важное свойство применяется в лечебных и профилактических целях, например, при воздействии радиации на человека.
В зонах радиоактивного загрязнения внешней среды как работающие, так и население могут подвергаться внешнему и внутреннему (от попавших внутрь радионуклидов) облучению. Радионуклиды (радиоактивные изотопы металлов) способны аккумулироваться в продуктах растительного и животного происхождения, откуда они вместе с пищей могут попадать в организм человека. После всасывания из пищеварительного тракта и лёгочной ткани радионуклиды накапливаются в органах и тканях. Поэтому применение мер профилактики должно быть своевременным.
Выведение радионуклидов, циркулирующих в крови, в значительной степени происходит через кишечник, где они связываются с пектинами и другими пищевыми волокнами.
Пищевые волокна содействуют выведению радионуклидов, они являются ценным компонентом продуктов. Много пищевых волокон в необработанном зерне, овощах и фруктах (столовая свёкла, редис, морковь, сладкий перец, тыква, зелёный горох, яблоки, абрикосы, цитрусовые, чёрная смородина).
В ежедневном рационе должно быть в достаточном количестве минеральных солей калия, кальция и фосфора (насыщение ими организма препятствует накоплению радионуклидов). Хорошим источником калия являются курага, картофель, горох, томаты, чёрная смородина и др. Много кальция содержится в фасоли, капусте и моркови. Достаточно большое количество фосфора имеется в яйцах, крупах, ржаном хлебе.
Особое внимание необходимо уделять достаточному потреблению витаминов и микроэлементов:
- Витамин А защищает от свободных радикалов, предупреждает раковые заболевания, укрепляет иммунную системы
- Витамин В12 способствует образованию эритроцитов и блокирует поглощение радиоактивного кобальта-60
- Витамин С оказывает антитоксическое действие, защищает от свободных радикалов, укрепляет иммунную систему
- Витамин Е защищает от свободных радикалов, улучшает кроветворение
- Кальций укрепляет костную ткань, блокирует поглощение радиоактивного стронция-90, который может откладываться в костях при недостатке кальция
- Калий регулирует деятельность сердца, улучшает функцию печени, блокирует всасывание радиоактивного цезия-137
- Йод необходим для нормальной функции щитовидной железы. Если с пищей поступает недостаточно йода, то организм поглощает радиоактивный йод-131. Он аккумулируется в щитовидной железе, нарушает её функцию и со временем может привести к её раковому перерождению. Если в щитовидную железу будет поступать достаточно обычного йода, то его радиоактивный изотоп быстро выводится из организма
- Железо способствует образованию эритроцитов, блокирует поглощение радиоактивного плутония, который схож по структуре с железом
- Селен укрепляет иммунную систему, защищает организм от радионуклидов
- Сера повышает устойчивость к радиации, блокирует поглощение радиоактивного изотопа — серы-35
- Цинк необходим для образования Т-лимфоцитов. При нехватке его в костях и органах размножения может откладываться радиоактивный цинк-65.
Кроме пищевых продуктов есть целый ряд растений, способных повышать устойчивость человека к радиации — женьшень, родиола розовая, элеутерококк, лимонник китайский. Защищают организм от радиации также ромашка аптечная, одуванчик, подорожник.
Большую помощь в повышении сопротивляемости организма воздействию радиации могут оказывать продукты пчеловодства (мёд, перга, маточное молочко, прополис). При воздействии повышенных доз радиации хорошо принимать по 1 ст. ложке мёда, растворяя его в стакане тёплой воды, 3 — 4 раза в день. Пергу следует принимать по половине чайной ложки 2 — 3 раза в день. Препарат маточного молочка Апилак нужно держать по 1 — 2 таблетки под языком до полного растворения, суточная доза — 3-6 таблеток. Что касается прополиса, то рекомендуется приём его водного экстракта по 1 — 2 ст. ложки 3 раза в день.
Источник
Биологическое действие ионизирующего излучения.
Тема: Биологическое действие ионизирующего излучения.
На ранней стадии существования материи она была в значительной степени радиоактивной. Однако по истечении времени большинство ядер природных радиоактивных веществ подверглись радиоактивному распаду и стали устойчивыми. Но некоторые вещества всё ещё радиоактивны и являются источниками ионизирующего излучения. Наряду с этим, излучения Космоса и Солнца постоянно воздействуют на организм и окружающую среду. Таким образом, вся жизнь на земле развивается в среде, которая является естественной — радиоактивной.
Ионизирующее излучение было открыто в 1895 году Вильгельмом Конрадом Рентгеном в Германии, который зафиксировал неизвестные ранее лучи, которые проникали сквозь тело человека. Эти лучи, однако, не были связаны с естественной радиоактивностью. Рентген получил их в электронной лампе, разгоняя поток электронов от одного электрода к другому. Это открытие вдохновило других учёных искать таинственные лучи, и в 1896 году было сделано следующее открытие: французский физик Анри Беккерель изучал минеральный образец урана и обнаружил, что он испускал лучи того же самого типа, что и лучи Рентгена. Беккерель обнаружил явление естественной радиоактивности.
Теперь поиск химических элементов, испускающих радиацию, стал более целенаправленным. В 1898 году учёные Мария и Пьер Кюри выделили два радиоактивных элемента: полоний и радий. Радий, который является высоко радиоактивным химическим элементом, скоро оказался полезным в медицине. А в то время об опасности вредного воздействия излучения на организм не было известно.
Многие из первопроходцев в области медицины и научных исследований были облучены, и в течение первых десятилетий прошлого столетия некоторые из них погибли от лучевой болезни.
В 1928 году на Международном Конгрессе по радиологии в Стокгольме была основана международная организация – сегодня известная, как Международная Комиссия по Радиационной Защите (МКРЗ). МКРЗ собирает информацию о воздействии радиации на здоровье и выпускает рекомендации по радиационной защите.
Воздействие ионизирующего излучения на вещество.
Любое вещество, поглощая энергию солнечного излучения, нагревается. Воздействие солнечного излучения на биологическую ткань приводит к биологическим эффектам (например, загар на теле человека). Так же и ионизирующее излучение воздействует различным образом на живую и неживую материю.
Тело человека поглощает энергию и находится под биологическим воздействием ионизирующего излучения. Чтобы понять, как ионизирующее излучение воздействует на нашу биологическую ткань, исследуем процесс на уровне элементов, составляющих ткань, то есть на уровне клетки.
Клетка и молекула ДНК живого организма.
Человеческое тело состоит приблизительно из 10 14 клеток. Клетка — самая маленькая частица организма, которая обладает способностью к жизнедеятельности и размножению. Она поглощает питательные вещества и кислород из крови и преобразует их в энергию. Компьютером, управляющим всеми программами, по которым работают все наши клетки, является генетический материал, содержащийся в ядре каждой клетки. Генетический материал содержит не только информацию о задачах клетки, но также и полный сборочный чертёж всего человеческого тела, включая все его индивидуальные характеристики.
Генетический материал человека состоит из 46 хромосом, составляющих 23 пары. Внутри хромосом находится молекула ДНК, которая является сложнейшей макро-молекулой. Молекула ДНК состоит их двух цепочек в форме двойной спирали, растянув которые можно получить нить длинной около 1,5 метра
Четыре базы, названные А, С, G, Т, связывают обе спирали вместе очень оригинальным способом. А в одной спирали всегда соединяется с Т в другой спирали, С всегда соединяется с G. В случае, если одна спираль повреждена, другая служит моделью для восстановления.
Деление клетки в организме.
Клетки могут разрушиться или быть повреждены вследствие каких-либо причин. Чтобы позволить тканям тела и органам поддерживать свои функции, клетка делится с образованием двух нормальных, здоровых дочерних клеток, идентичной материнской клетке, которые заменяют повреждённую клетку.
Когда клетка делится, обе цепочки каждой молекулы ДНК разделяются, каждая затем становится частью новой спирали ДНК и в результате – мы имеем две новые клетки.
Полный процесс деления занимает от двух минут до двух часов – это очень чувствительный период в жизни клетки. Повреждение ДНК во время этого процесса может привести к различным последствиям. Однако, способность клетки к восстановлению исправит большинство дефектов прежде, чем закончится образование новой клетки.
Повреждение ДНК происходит случайно, или в результате воздействия на неё ядовитых веществ, вирусов, ультрафиолетового или ионизирующего излучения.
Воздействии ионизирующего излучения на ДНК.
Некоторые клетки являются наиболее чувствительными к ионизирующему излучению, но все они чувствительны в период деления. Это означает, что растущая ткань или ткань, которая имеет высокую скорость деления клеток, более чувствительна к ионизирующему излучению, чем другие ткани. Вот почему дети, а особенно плод беременной женщины более чувствительны к излучению, чем взрослые. По той же причине клетки раковой опухоли более чувствительны к излучению, чем здоровая ткань, так как раковая опухоль растёт очень быстро за счёт частого деления раковых клеток. Эта особенность опухоли используется для лечения рака при помощи облучения раковых клеток.
Прямые и косвенные эффекты облучения.
Ионизирующее излучение может воздействовать на ДНК непосредственно или косвенно. Наши клетки состоят на 65-75% из воды. Поэтому, наиболее вероятная молекула, которая подвергается воздействию ионизирующего излучения молекула воды. Излучение ионизирует молекулы воды, приводя к образованию различных химических активных веществ. Эти вещества, которые называются свободными радикалами, могут воздействовать на молекулу ДНК. Прямое воздействие имеет менее важное значение, поскольку оно менее вероятно. Чтобы вызвать прямой эффект, ионизирующее излучение должно разрушить молекулу ДНК.
Бета- и гамма-излучения вызывают низкую плотность ионизации, поэтому вероятность повреждения обеих цепочек спирали ДНК относительно небольшая. Обычно ущерб наносится только одной цепочке или одной базе, и это повреждение может быть восстановлено относительно эффективными функциями восстановления организма. Альфа-излучение вызывает высокую плотность ионизации. При этом возникает большая вероятность разрушения обеих цепочек ДНК. Поскольку генетическая модель клетки, таким образом, разрушается, вероятна ошибка в процессе восстановления клетки, что может даже привести к гибели клетки.
Действие радиации на организм человека.
Существуют различия между последствиями радиационного воздействия, которые возникают вскоре после облучения – острые последствия – и последствиями, которые будут наблюдаться намного позже – хронические последствия.
Острые последствия облучения.
Острые последствия обусловлены большой дозой облучения тела или органа человека за короткий срок, и в большинстве случаев приводят к гибели клеток организма. При превышении порогового значения повреждения неизбежны, и они увеличиваются с увеличением дозы. Индивидуальное пороговое значение может быть разным, и это может изменить степень повреждения каждого индивидуума. Острая лучевая болезнь и повреждение плода у беременных – примеры острых повреждений организма в результате воздействия ионизирующего излучения.
Острая лучевая болезнь.
Клетки, которые являются наиболее чувствительными к воздействию радиации – клетки с высокой частотой деления. Поэтому в первую очередь ионизирующее излучение будет воздействовать на кроветворные органы (красный костный мозг), особенно чувствительные к ионизирующему излучению. Кратковременная доза облучения на всё тело более, чем 1000 мЗв (100 бэр) приведёт к острой лучевой болезни. Множество клеток и, следовательно, большие части живой ткани будут повреждены или погибнут. Функции облучённого органа будут нарушены. Последствия интенсивного облучения организма в дозах, превышающих пороговое значение, иногда проявляются уже через час или два: человек начнёт чувствовать слабость и начнётся рвота. Эти признаки обычно уменьшаются после двух дней, и в течение двух-трёх недель – самочувствие человека улучшается. Однако, за это время число белых кровяных клеток существенно уменьшится, уменьшится и сопротивление организма заразным болезням. Это может привести к воспалительным болезням с высокой температурой, диарее и кровотечениям. Если человек поправляется от острого облучения, то останется риск хронических последствий облучения.
Незамедлительное и целенаправленное квалифицированное лечение увеличивает процент выживания.
Генетические нарушения в организме.
Различают следующие виды воздействия на клетки организма вследствие облучения в зависимости от поглощённой дозы облучения и радиоустойчивости клетки:
— Без изменений – облучение не влияет на клетку
— Клетка восстанавливает молекулу ДНК
Молекула ДНК получает ложную информацию, ведущую к мутации клетки. Мутации не обязательно отрицательные, но они могут также привести к генетическим нарушениям и раковым заболеваниям.
Хронические последствия облучения.
Рак и наследственные болезни расцениваются как хронические последствия действия радиационного облучения.
Пороговое значение дозы облучения для хронических последствий отсутствует. Чем больше доза облучения, тем выше вероятность заболевания.
Клетка, у которой генетический код был изменён, может развиться в раковую клетку. Рак – болезнь, вызванная бесконтрольным делением мутирующих клеток. Примерно 20% всех смертных случаев в мире – от раковых болезней. Признаки лейкемии, вызванной ионизирующим излучением, обнаруживаются через 3-7 лет после облучения. Другие виды раковых болезней развиваются более длительное время.
Наследственные изменения в потомстве.
ДНК в половых клетках, также могут быть повреждены ионизирующим излучением. Эти повреждения могут быть переданы следующему поколению. Но для того, чтобы это случилось, дефект клеток должен быть унаследован от обоих родителей. Необходимые условия передачи генетических изменений следующему поколению:
— Хромосома в половой клетке повреждена.
— Повреждены одинаковые хромосомы в клетках отца и матери.
— Эмбрион должен развиться. Шансы эмбриона выжить уменьшаются, если клетки повреждены.
Эти условия объясняют, почему наследственные последствия нанесения вреда организму настолько трудно оценить. Вероятность каждого условия мала. Вероятность того, что все три условия выполняются одновременно – чрезвычайно мала.
Источник
