Ионизирующее излучение, последствия для здоровья и защитные меры
Основные факты
- Ионизирующее излучение — это вид энергии, высвобождаемой атомами в форме электромагнитных волн или частиц.
- Люди подвергаются воздействию природных источников ионизирующего излучения, таких как почва, вода, растения, и воздействию искусственных источников, таких как рентгеновское излучение и медицинские устройства.
- Ионизирующее излучение имеет многочисленные полезные виды применения, в том числе в медицине, промышленности, сельском хозяйстве и в научных исследованиях.
- По мере расширения использования ионизирующего излучения увеличивается и потенциал опасностей для здоровья, если оно используется или ограничивается ненадлежащим образом.
- Острое воздействие на здоровье, такое как ожог кожи или острый лучевой синдром, может возникнуть, когда доза облучения превышает определенные уровни.
- Низкие дозы ионизирующего излучения могут увеличить риск более долгосрочных последствий, таких как рак.
Что такое ионизирующее излучение?
Ионизирующее излучение — это вид энергии, высвобождаемой атомами в форме электромагнитных волн (гамма- или рентгеновское излучение) или частиц (нейтроны, бета или альфа). Спонтанный распад атомов называется радиоактивностью, а избыток возникающей при этом энергии является формой ионизирующего излучения. Нестабильные элементы, образующиеся при распаде и испускающие ионизирующее излучение, называются радионуклидами.
Все радионуклиды уникальным образом идентифицируются по виду испускаемого ими излучения, энергии излучения и периоду полураспада.
Активность, используемая в качестве показателя количества присутствующего радионуклида, выражается в единицах, называемых беккерелями (Бк): один беккерель — это один акт распада в секунду. Период полураспада — это время, необходимое для того, чтобы активность радионуклида в результате распада уменьшилась наполовину от его первоначальной величины. Период полураспада радиоактивного элемента — это время, в течение которого происходит распад половины его атомов. Оно может находиться в диапазоне от долей секунды до миллионов лет (например, период полураспада йода-131 составляет 8 дней, а период полураспада углерода-14 — 5730 лет).
Источники излучения
Люди каждый день подвергаются воздействию естественного и искусственного излучения. Естественное излучение происходит из многочисленных источников, включая более 60 естественным образом возникающих радиоактивных веществ в почве, воде и воздухе. Радон, естественным образом возникающий газ, образуется из горных пород, почвы и является главным источником естественного излучения. Ежедневно люди вдыхают и поглощают радионуклиды из воздуха, пищи и воды.
Люди подвергаются также воздействию естественного излучения из космических лучей, особенно на большой высоте. В среднем 80% ежегодной дозы, которую человек получает от фонового излучения, это естественно возникающие наземные и космические источники излучения. Уровни такого излучения варьируются в разных реогрфических зонах, и в некоторых районах уровень может быть в 200 раз выше, чем глобальная средняя величина.
На человека воздействует также излучение из искусственных источников — от производства ядерной энергии до медицинского использования радиационной диагностики или лечения. Сегодня самыми распространенными искусственными источниками ионизирующего излучения являются медицинские аппараты, как рентгеновские аппараты, и другие медицинские устройства.
Воздействие ионизирующего излучения
Воздействие излучения может быть внутренним или внешним и может происходить различными путями.
Внутренне воздействие ионизирующего излучения происходит, когда радионуклиды вдыхаются, поглощаются или иным образом попадают в кровообращение (например, в результате инъекции, ранения). Внутреннее воздействие прекращается, когда радионуклид выводится из организма либо самопроизвольно (с экскрементами), либо в результате лечения.
Внешнее радиоактивное заражение может возникнуть, когда радиоактивный материал в воздухе (пыль, жидкость, аэрозоли) оседает на кожу или одежду. Такой радиоактивный материал часто можно удалить с тела простым мытьем.
Воздействие ионизирующего излучения может также произойти в результате внешнего излучения из соответствующего внешнего источника (например, такое как воздействие радиации, излучаемой медицинским рентгеновским оборудованием). Внешнее облучение прекращается в том случае, когда источник излучения закрыт, или когда человек выходит за пределы поля излучения.
Люди могут подвергаться воздействию ионизирующего излучения в различных обстоятельствах: дома или в общественных местах (облучение в общественных местах), на своих рабочих местах (облучение на рабочем месте) или в медицинских учреждениях (пациенты, лица, осуществляющие уход, и добровольцы).
Воздействие ионизирующего излучения можно классифицировать по трем случаям воздействия.
Первый случай — это запланированное воздействие, которое обусловлено преднамеренным использованием и работой источников излучения в конкретных целях, например, в случае медицинского использования излучения для диагностики или лечения пациентов, или использование излучения в промышленности или в целях научных исследований.
Второй случай — это существующие источники воздействия, когда воздействие излучения уже существует и в случае которого необходимо принять соответствующие меры контроля, например, воздействие радона в жилых домах или на рабочих местах или воздействие фонового естественного излучения в условиях окружающей среды.
Последний случай — это воздействие в чрезвычайных ситуациях, обусловленных неожиданными событиями, предполагающими принятие оперативных мер, например, в случае ядерных происшествий или злоумышленных действий.
На медицинское использование излучения приходится 98% всей дозы облучения из всех искусственных источников; оно составляет 20% от общего воздействия на население. Ежегодно в мире проводится 3 600 миллионов радиологических обследований в целях диагностики, 37 миллионов процедур с использованием ядерных материалов и 7,5 миллиона процедур радиотерапии в лечебных целях.
Последствия ионизирующего излучения для здоровья
Радиационное повреждение тканей и/или органов зависит от полученной дозы облучения или поглощенной дозы, которая выражается в грэях (Гр).
Эффективная доза используется для измерения ионизирующего излучения с точки зрения его потенциала причинить вред. Зиверт (Зв) — единица эффективной дозы, в которой учитывается вид излучения и чувствительность ткани и органов. Она дает возможность измерить ионизирующее излучение с точки зрения потенциала нанесения вреда. Зв учитывает вид радиации и чувствительность органов и тканей.
Зв является очень большой единицей, поэтому более практично использовать меньшие единицы, такие как миллизиверт (мЗв) или микрозиверт (мкЗв). В одном мЗв содержится тысяча мкЗв, а тысяча мЗв составляют один Зв. Помимо количества радиации (дозы), часто полезно показать скорость выделения этой дозы, например мкЗв/час или мЗв/год.
Выше определенных пороговых значений облучение может нарушить функционирование тканей и/или органов и может вызвать острые реакции, такие как покраснение кожи, выпадение волос, радиационные ожоги или острый лучевой синдром. Эти реакции являются более сильными при более высоких дозах и более высокой мощности дозы. Например, пороговая доза острого лучевого синдрома составляет приблизительно 1 Зв (1000 мЗв).
Если доза является низкой и/или воздействует длительный период времени (низкая мощность дозы), обусловленный этим риск существенно снижается, поскольку в этом случае увеличивается вероятность восстановления поврежденных тканей. Тем не менее риск долгосрочных последствий, таких как рак, который может проявиться через годы и даже десятилетия, существует. Воздействия этого типа проявляются не всегда, однако их вероятность пропорциональна дозе облучения. Этот риск выше в случае детей и подростков, так как они намного более чувствительны к воздействию радиации, чем взрослые.
Эпидемиологические исследования в группах населения, подвергшихся облучению, например людей, выживших после взрыва атомной бомбы, или пациентов радиотерапии, показали значительное увеличение вероятности рака при дозах выше 100 мЗв. В ряде случаев более поздние эпидемиологические исследования на людях, которые подвергались воздействию в детском возрасте в медицинских целях (КТ в детском возрасте), позволяют сделать вывод о том, что вероятность рака может повышаться даже при более низких дозах (в диапазоне 50-100 мЗв).
Дородовое воздействие ионизирующего излучения может вызвать повреждение мозга плода при сильной дозе, превышающей 100 мЗв между 8 и 15 неделей беременности и 200 мЗв между 16 и 25 неделей беременности. Исследования на людях показали, что до 8 недели или после 25 недели беременности связанный с облучением риск для развития мозга плода отсутствует. Эпидемиологические исследования свидетельствуют о том, что риск развития рака у плода после воздействия облучения аналогичен риску после воздействия облучения в раннем детском возрасте.
Деятельность ВОЗ
ВОЗ разработала радиационную программу защиты пациентов, работников и общественности от опасности воздействия радиации на здоровье в планируемых, существующих и чрезвычайных случаях воздействия. Эта программа, которая сосредоточена на аспектах общественного здравоохранения, охватывает деятельность, связанную с оценкой риска облучения, его устранением и информированием о нем.
В соответствии с основной функцией, касающейся «установления норм и стандартов, содействия в их соблюдении и соответствующего контроля» ВОЗ сотрудничает с 7 другими международными организациями в целях пересмотра и обновления международных стандартов базовой безопасности, связанной с радиацией (СББ). ВОЗ приняла новые международные СББ в 2012 году и в настоящее время проводит работу по оказанию поддержки в осуществлении СББ в своих государствах-членах.
Источник
Публикации в СМИ
Болезнь лучевая
Лучевая болезнь (ЛБ) — болезнь, вызываемая воздействием на организм ионизирующего излучения в дозах, превышающих предельно допустимые.
Этиология • Применение ядерного оружия (в т.ч. испытания) • Несчастные случаи в промышленности и атомной энергетике • Употребление в пищу радиоактивно заражённых продуктов (внутреннее облучение) • Лучевая терапия • Хроническая ЛБ — сотрудники отделений лучевой диагностики и терапии.
Патоморфология • Костный мозг — сниженное содержание клеток • Некроз кишечного эпителия • Фиброз органов спустя длительный срок после облучения как результат активации фибробластов.
Терминология • Понятие «радиация» включает: •• a -Частицы — ядра атомов гелия. Проникающая способность минимальна •• b -Частицы — электроны. Имеют низкое повреждающее действие при внешнем воздействии (низкая проникающая способность), наиболее опасны при попадании внутрь организма (так называемое внутреннее облучение) •• g -Излучение — поток фотонов, возникающий при изменении энергетического состояния атомных ядер, обладает выраженной проникающей способностью • Показатели лучевой нагрузки •• 1 Рад — поглощение 100 эргов энергии биологической тканью массой 1 г •• 1 Рентген (Р) — единица дозы рентгеновского и g -излучения: при дозе в 1 Р в 1 мл воздуха образуется такое число положительных и отрицательных ионов, что их заряд равен 1 электростатической единице в системе СГС (каждого знака) •• 1 Грэй (Гр) = 100 рад •• Бэр (биологический эквивалент рада) — единица эквивалентной дозы ионизирующего излучения; за 1 бэр принимают такую поглощённую дозу любого вида ионизирующего излучения, которая при хроническом облучении вызывает такой же биологический эффект, как поглощённая доза рентгеновского или g -излучения в 1 рад; 1 бэр = 0,01 Дж/кг •• 1 Зиверт (Зв) = 100 бэр.
Классификация
• Острая ЛБ. Симптомы развиваются в течение 24 ч после облучения. Степень тяжести и клиническая картина зависят от дозы радиации •• При облучении дозой менее 100 рад возможна лучевая травма; изменения обратимы •• При облучении дозой 100–1 000 рад развивается костномозговая форма ЛБ. Степени тяжести: ••• I — доза 100–200 рад ••• II — доза 200–400 рад ••• III — доза 400–600 рад ••• IV — доза 600–1000 рад •• При облучении дозой 1 000–5 000 рад развивается желудочно-кишечный вариант острой ЛБ, сопровождающийся тяжёлым желудочно-кишечным кровотечением. Нарушения гемопоэза значительно отсрочены •• При облучении дозой более 5 000 рад развивается нейроваскулярный вариант ЛБ, характеризующийся возникновением отёка мозга и децеребрации.
• Хроническая ЛБ возникает в результате длительного повторяющегося воздействия ионизирующего излучения в относительно малых дозах. Вероятность выявления отдалённого генетического или соматического эффекта облучения составляет 10 –2 на 1 Гр.
Клиническая картина (при прочих равных условиях облучения клинические проявления более выражены у молодых мужчин)
• Синдромы ЛБ •• Гематологический ••• Реактивный лейкоцитоз в первые сутки после облучения сменяется лейкопенией. В лейкоцитарной формуле — сдвиг влево, относительная лимфопения, со 2 дня после облучения абсолютная лимфопения (может сохраняться в течение всей жизни). Степень лимфопении имеет прогностическое значение (более 1,5 ´ 10 9 /л — нормальное содержание; более 1 ´ 10 9 /л — выживание возможно без лечения; 0,5–1 ´ 10 9 /л — выживание возможно при длительном консервативном лечении; 0,1–0,4 ´ 10 9 /л — необходима трансплантация костного мозга; менее 0,1 ´ 10 9 /л — высокая вероятность летального исхода.) ••• Гранулоцитопения развивается на 2–3 нед после облучения и разрешается тем быстрее, чем раньше она обнаружена (в среднем — 12 нед). Выход из гранулоцитопении бывает быстрым (1–3 дня), рецидивов не отмечают ••• Анемия. При восстановлении лейкопоэза возможен ретикулоцитарный криз, однако восстановление уровня эритроцитов происходит значительно позднее, чем лейкоцитов ••• Тромбоцитопения возникает при облучении дозой более 200 рад не ранее конца первой недели после облучения. Восстановление количества тромбоцитов нередко на 1–2 дня опережает восстановление содержания лейкоцитов •• Геморрагический синдром обусловлен глубокой тромбоцитопенией (менее 50 ´ 10 9 /л), а также изменением функциональных свойств тромбоцитов •• Кожный ••• Выпадение волос, прежде всего на голове. Восстановление волосяного покрова происходит за 2 нед, если доза облучения не выше 700 рад ••• Лучевой дерматит: наиболее чувствительна кожа подмышечных впадин, паховых складок, локтевых сгибов, шеи. Формы поражения: первичная эритема развивается при дозе выше 800 рад, сменяется отёком кожи, а при дозах свыше 2 500 рад через 1 нед переходит в некроз либо сопровождается образованием пузырей; вторичная эритема возникает через некоторое время после первичной эритемы, причём срок появления тем меньше, чем выше доза облучения. Возможны шелушение кожи, незначительная атрофия, пигментация при отсутствии нарушения целостности покровов, если доза облучения не превышает 1 600 рад. При более высоких дозах появляются отёк, пузыри. Если сосуды кожи интактны, вторичная эритема заканчивается развитием пигментации с уплотнением подкожной клетчатки, но впоследствии возможно раковое перерождение рубцов, образовавшихся на месте пузырей. При поражении сосудов кожи развиваются лучевые язвы •• Поражение слизистой оболочки полости рта — при дозе выше 500 рад возникает на 3–4 день. Появляются отёк слизистой оболочки, сухость во рту, слюна становится вязкой, провоцирует рвоту. Язвенный стоматит наблюдают при облучении слизистой оболочки полости рта в дозе выше 1 000 рад, его продолжительность — 1–1,5 мес. На фоне лейкопении возможно вторичное инфицирование слизистых оболочек. Начиная со 2 нед образуются плотные белые налёты на дёснах — гиперкератоз. В отличие от молочницы, налёты при гиперкератозе не снимаются шпателем, в мазках нет мицелия грибов •• Поражение ЖКТ — при внешнем равномерном облучении дозой свыше 300–500 рад или при внутреннем облучении ••• Лучевой гастрит — тошнота, рвота, боли в эпигастральной области ••• Лучевой энтерит — боли в животе, диарея ••• Лучевой колит — тенезмы, наличие крови в стуле ••• Лучевой гепатит — умеренный холестатический синдром, цитолиз. Течение волнообразное на протяжении нескольких месяцев, возможно прогрессирование в цирроз печени •• Поражение эндокринной системы ••• Усиление функций гипофизарно-надпочечниковой системы на ранних сроках в рамках стрессовой реакции ••• Угнетение функций щитовидных желёз, особенно при внутреннем облучении радиоактивным йодом. Возможна малигнизация ••• Угнетение функций половых желёз •• Поражение нервной системы ••• Психомоторное возбуждение в рамках первичной реакции ••• Разлитое торможение коры головного мозга сменяет психомоторное возбуждение ••• Нарушение нервной регуляции внутренних органов, вегетативные дисфункции ••• При нейроваскулярном синдроме (облучение дозой более 5 000 рад) — тремор, атаксия, рвота, артериальная гипотензия, судорожные приступы. Летальный исход в 100% случаев.
• Периоды острой ЛБ •• Первичная лучевая реакция начинается сразу после облучения, длится несколько часов или дней ••• Тошнота, рвота ••• Возбуждённое или заторможённое состояние ••• Головная боль •• Период мнимого благополучия длится от нескольких дней до месяца (чем меньше доза, тем он длительнее, при дозе свыше 400 рад не возникает совсем), характеризуется субъективным благополучием, хотя функциональные и структурные изменения в тканях продолжают развиваться •• Период разгара — продолжительность 3–4 нед, разворачиваются перечисленные выше клинические синдромы •• Период восстановления — продолжительность несколько недель или месяцев (чем выше доза облучения, тем он длительнее). Благоприятный прогностический признак — положительная динамика содержания лимфоцитов.
• Особенности острой ЛБ при неравномерном облучении •• Период мнимого благополучия укорочен •• Клиника периода разгара определяется функциональной значимостью участка тела, получившего максимальную лучевую нагрузку. Гематологический синдром может отступить на второй план, уступив проявлениям поражения ЖКТ или нервной системы.
• Особенности острой ЛБ от внутреннего облучения •• Первичная реакция стёрта •• Период мнимого благополучия короткий •• Период разгара длительный, имеет волнообразное течение ••• Геморрагический синдром возникает редко ••• Поражение кожи — редко ••• Поражение слизистых оболочек ЖКТ наблюдают часто ••• Накопление в тканях зависит от вида радиоактивного элемента: в печени накапливаются лантан, церий, актиний, торий, в щитовидной железе — радиоактивный йод, в костях — стронций, уран, радий, плутоний •• Период восстановления длительный.
• Периоды хронической ЛБ •• Период формирования. Среди синдромов ЛБ наиболее часты ••• Гематологический синдром (тромбоцитопения, лейкопения, лимфопения) ••• Астеновегетативный синдром ••• Трофические нарушения: ломкость ногтей, сухость кожи, выпадение волос •• Восстановительный период возможен только при условии прекращения воздействия радиации •• Период отдалённых последствий и осложнений ••• Ускорение процессов старения: атеросклероз, катаракта, раннее угасание функций половых желёз ••• Прогрессирование хронических заболеваний внутренних органов, латентно протекавших в период формирования (хронический бронхит, цирроз печени и др.).
Лабораторные исследования • ОАК: Hb, содержание эритроцитов, лейкоцитов, лимфоцитов, гранулоцитов • Кал на скрытую кровь • Анализ аспирата костного мозга • Микроскопия соскобов со слизистой оболочки рта • Бактериологические посевы крови на стерильность — при лихорадке.
Специальные исследования • Дозиметрический контроль • Неврологическое обследование.
ЛЕЧЕНИЕ
Общая тактика • При острой ЛБ •• Постельный режим •• Для профилактики экзогенных инфекций больных ведут в асептических условиях (боксы, стерилизация воздуха с помощью УФ-лучей) •• Диета: голод и питьё воды — при некротическом энтероколите •• Деконтаминация (обработка поверхности кожи, промывание желудка и кишечника при внутреннем облучении) •• Дезинтоксикация ••• Внутривенные инфузии гемодеза, солевых р-ров, плазмозаменителей ••• Форсированный диурез •• Противорвотные средства •• Гемотрансфузии ••• Тромбоцитарная взвесь при тромбоцитопении ••• Эритроцитарная масса при анемии. При Hb >83 г/л без признаков острой кровопотери переливать эритроцитарную массу не рекомендуют, т.к. это может ещё более усугубить лучевое поражение печени, усилить фибринолиз • При острой ЛБ вследствие внутреннего облучения •• Препараты, вытесняющие радиоактивные вещества ••• При заражении радиоактивным йодом — калия йодид ••• При заражении радиоактивным фосфором — магния сульфат ••• При заражении изотопами, накапливающимися в костной ткани, — соли кальция •• Лёгкие слабительные средства для ускорения прохождения радиоактивных веществ по ЖКТ • При хронической ЛБ — заместительная и антибактериальная терапию, как при других видах ЛБ.
Лекарственная терапия • Противорвотные средства: атропин (0,75–1 мл 0,1% р-ра) п/к • Антибиотики •• Для подавления размножения микроорганизмов, обитающих в норме в тонкой кишке, при желудочно-кишечном синдроме ••• Канамицин по 2 г/сут внутрь ••• Полимиксин B до 1 г/сут ••• Нистатин по 10–20 млн ЕД/сут ••• Ко-тримаксозол по 1 таблетке 3 р/сут ••• Ципрофлоксацин по 0,5 г 2 р/сут •• Для лечения лихорадки на фоне нейтропении ••• Наиболее оптимальное сочетание — аминогликозиды (гентамицин по 1–1,7 мг/кг каждые 8 ч) и пенициллины, активные в отношении синегнойной палочки (например, азлоциллин по 250 мг/кг/сут) ••• При сохранении лихорадки более 3 дней к указанному сочетанию добавляют цефалоспорины I поколения ••• При сохранении лихорадки на 5–6 день дополнительно назначают противогрибковые средства (амфотерицин В по 0,7 мг/кг/сут).
Хирургическое лечение • Необходимо провести первичную хирургическую обработку ран до деконтаминации • Все хирургические вмешательства при комбинированных поражениях проводят в течение 2 первых дней, чтобы опередить лейкопению и нарушение функций тромбоцитов • Трансплантация костного мозга — при его аплазии, подтверждённой результатами костномозговой пункции.
Осложнения • Отдалённый фиброз почек, печени и лёгких — после облучения дозой свыше 300 рад • Злокачественные новообразования различной локализации • Повышение риска лейкозов (чаще — острый лимфоцитарный, хронический миелолейкоз) • Бесплодие.
Течение и прогноз • Пациенты, пережившие 12 нед, имеют благоприятный прогноз, однако необходимо наблюдение для исключения отдалённых осложнений • Полное выздоровление от хронической ЛБ невозможно • При планировании семьи важна медицинская генетическая консультация.
Беременность. Повреждающее действие на плод оказывают даже самые низкие дозы радиации.
Профилактика • Средства индивидуальной защиты (противогазы) • Средства массовой защиты (укрытия) • Повышение надёжности промышленных производств, связанных с применением радиоактивных веществ.
Сокращение. ЛБ — лучевая болезнь
МКБ-10. • D61.2 Апластическая анемия, вызванная другими внешними агентами • J70.0 Острые легочные проявления, вызванные радиацией • J70.1 Хронические и другие легочные проявления, вызванные радиацией • K52.0 Радиационный гастроэнтерит и колит • K62.7 Радиационный проктит • M96.2 Пострадиационный кифоз • M96.5 Пострадиационный сколиоз • L58 Радиационный [лучевой] дерматит • L59 Другие болезни кожи и подкожной клетчатки, связанные с излучением • T66 Неуточнённые эффекты излучения
Примечания • Острый лучевой синдром в Японии в результате ядерных взрывов развился у 120 000 человек • Авария на Чернобыльской АЭС в 1986 г. привела к облучению приблизительно 50 000 человек.
Источник
