ПРИМЕНЕНИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ В МЕДИЦИНЕПрименение радионуклидов в медицине: 1. Диагностическое и исследовательское использование радиофармпрепаратов (РФП) в качестве индикаторов. – оценка миграции меченых атомов и активности органов по скорости включения изотопов (125I, 131I – для оценки состояния щитовидной железы); – обнаружение метастаз органа по включению характерных изотопов (накопление радиоактивного йода в метастазах щитовидной железы); – определение объема внутренних жидкостей по величине радиоактивного излучения единицы объема; – исследование анатомической структуры органа. РФП должны отвечать следующим критериям: * служить источником максимальной диагностической информации при минимальной радиационной нагрузке больного; * обладать коротким периодом полураспада; * для удобства регистрации обычно используются нуклиды – источники g-излучения; * биологическая адекватность – избирательное поглощение данного элемента исследуемым органом; * отсутствие токсичных примесей и веществ, дающих долгоживущие дочерние изотопы. 2. Лечебное применение ионизирующего излучения – g-излучение 60Со используют для разрушения глубокорасположенных опухолей (g-лучи оказывают малое воздействие на поверхностные ткани). – a-терапия – реализуется при непосредственном контакте с организмом или при введении источника излучения внутрь организма; – радоновая терапия – минеральные воды содержащие 222Rn используют для воздействия на кожу (ванны), органы пищеварения (питье), органы дыхания (ингаляции).
Физическое воздействие ионизирующей радиации не может быть непосредственной причиной лучевой болезни и смерти человека. Основной механизм биологического воздействия радиации обусловлен химическими процессами, происходящими в клетках после их облучения. Организм млекопитающего состоит примерно на 75% из воды. При дозе 6 Гр происходит ионизация примерно 1015 молекул воды в 1 см3 ткани. Эта цифра (миллион миллиардов!) представляется очень большой, но она означает, что ионизируется приблизительно 1 из 10 миллионов молекул воды, т.е. около 5 мг воды во всем организме человека. Если бы такое количество воды удалить из тела, то человек не получил бы никакого вреда (при одном выдохе из организма выводится большее количество воды). Однако ионизированные молекулы воды не выводятся из тканей живого организма. Ионы воды нестабильны, каждый из них разлагается, затем ионы рекомбинируют с образованием нейтральной молекулы воды. Свободные радикалы ОН- и Н+ представляют собой очень активные окислители. В результате реакций окисления они разрушают белки живых клеток, вызывают химическую модификацию молекул, необходимых для нормального функционирования клеток. Процессы ионизации и химические взаимодействия продуктов ионизации происходят в клетке за миллионные доли секунды. Биохимические изменения в ней, обусловленные образованием новых, чуждых молекул, начинаются сразу после облучения, но не завершаютсяза короткое время. Одни следствия таких изменений проявляются уже через несколько секунд после облучения, другие могут привести к гибели клетки или ее раковому перерождению через десятилетия. Одним из первых следствий облучения становится нарушение самой сложной функции клетки — деления. В связи с этим в первую очередь нарушаются функции органов и тканей организма, в которых происходит деление, образование новых клеток. Различают 3 основных вида последствий воздействия ионизирующей радиации на живой организм: острое поражение, отдаленные последствия и генетические последствия. Острое поражение. Таким поражением называют повреждение живого организма, вызванное большими дозами радиации и проявляющееся в течение нескольких часов или дней после облучения. Первые признаки общего острого поражения организма взрослого человека обнаруживаются при дозе примерно с 0,5-1,0 Зв (50- 100 бэр). Эту эквивалентную дозу можно считать пороговой для общего острого поражения при однократном облучении. Когда человек получает такую дозу, у него начинаются нарушения в работе кроветворной системы. При эквивалентных дозах облучения всего тела 3-5 Зв (300—500 бэр) около 50% облученных умирают в течение 1-2 мес. от лучевой болезни, причем главной причиной смерти становится поражение костного мозга, приводящее к резкому снижению количества лейкоцитов в крови. При дозах облучения 10 -50 Зв (100—5000 бэр) смерть наступает через 1—2 нед. от кровоизлияний в желудочно-кишечном тракте в результате гибели клеток его слизистых оболочек. При дозе 100 Зв (10 000 бэр) человек умирает через несколько часов или дней вследствие повреждения центральной нервной системы. При одинаковых дозах облучения биологические последствия их действия на взрослый и растущий организм существенно различаются. Объясняется это тем, что наиболее сложная функция живой клетки — функция размножения — раньше других нарушается под действием радиации. Делящиеся клетки гибнут или утрачивают способность к делению при таких малых дозах облучения, при которых основные жизненные функции обычных клеток существенно не нарушаются. Отдаленные последствия облучения. В опытах на животных и принаблюдении за здоровьем жертв атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки было установлено, что общее облучение живого организма может иметь не только близкие (лучевая болезнь), но и отдаленные последствия. Значительная часть повреждений клеток, вызванных радиацией, необратима, причем эти повреждения увеличивают вероятность возникновения различных заболеваний, в том числе раковых. От момента облучения до смерти от лейкоза проходит в среднем 10 лет. Вероятность возникновения ракового заболевания растет про порционально дозе облучения. Эквивалентная доза облучения 1 Зв (100 бэр) в среднем приводит к 2 случаям лейкоза, 10 случаям рака щитовидной железы, 10 случаям рака молочной железы у женщин, 5 случаям рака легких на 1000 облученных. Раковые заболевания других органов под действием облучения возникают значительно реже. На основании приведенных данных можно оценить вероятность ракового заболевания для взрослого человека, получившего эквивалентную дозу облучения 0,01 Зв (1 бэр); она составляет 2-10-4—З-10-4 . Генетические последствия облучения. Облучение человека может принести вред и его потомкам. Вся информация о строении организма будущего ребенка и программа его развития записаны в генах двух половых клеток родителей. Гены, представляющие собой молекулы или части молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), входят в сложные структуры, называемые хромосомами. В каждой из родительских клеток, в результате соединения которых зарождается новый организм, имеется по 46 хромосом, содержащих около 100 000 генов. Разрушение 1 молекулы ДНК или утрата какой-то ее части в половой клетке означают потерю части генов, несущих информацию о строение организма будущего человека. Изменение состава генов в клетке организма потомка по сравнению с составом генов в клетках родителей называется мутацией. Мутация приводит к тому, что потомок чем-то отличается от своих родителей. Достоверных количественных данных о генетическом влиянии на человека различных доз облучения пока нет. Риск появления наследственных дефектов у детей при облучении их будущих родителей оценивается по результатам экспериментов на животных. Такие данные нельзя считать полностью верными в применении к человеку, но их можно принять в качестве оценочных. Согласно этим данным, хроническое облучение родителей с эквивалентной дозой 1 Зв (100 бэр) на поколение (за 30 лет) приведет к появлению 2 случаев серьезных генетических заболеваний на 1000 новорожденных. Если такой уровень облучения будет воздействовать постоянно на родителей на протяжении многих поколений, то число генетических жертв увеличится до 15 на 1000 новорожденных. Этичисла можно сравнить с известными статистическими данными об общем числе детей, рождающихся с генетическими дефектами: такие дефекты имеют около 10% новорожденных, а 2% детей рождаются с серьезными генетическими нарушениями. Следовательно, если несколько поколений людей окажутся облученными эквивалентной дозой 1 Зв за 30 лет, это приведет к существенному увеличению числа неполноценных детей и поставит человечество под угрозу генетического вырождения.
|
