СЛАЙД 3. 1. Введение

ПЕРВЫЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ имени И.М. СЕЧЕНОВА

Лечебный факультет

Кафедра безопасности жизнедеятельности и медицины катастроф

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой безопасности

жизнедеятельности и медицины

катастроф

д.м.н., профессор, чл.-корр. РАМН

И.М.Чиж

«___»____________2013 г.

Тема № 2. Особенности медико-санитарного обеспечения населения

При ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций

Радиационной природы

ЛЕКЦИЯ

Для студентов фармацевтического факультета

Обсуждена на заседании

кафедры

«__»___________2013 г.

Протокол №____

Москва – 2013

СЛАЙД 2.

СОДЕРЖАНИЕ

СЛАЙД 3.

ЛИТЕРАТУРА

1. Аветисов Г.М., Гончаров С.Ф., Грачев М.И. и др. Руководство по организации санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий при крупномасштабных радиационных авариях. М.: ВЦМК «Защита», 2000. – 244 с.

2. Бутомо Н.В., Гребенюк А.Н., Легеза В.И. и др. Основы медицинской радиобиологии. СПб.: Фолиант, 2004. – 384 с.

3. Васин М.В. Средства профилактики и лечения лучевых поражений. М., 2006. – 340 с.

4. Приказ Минздрава РФ от 24.01.2000 г. № 20 «О введении в действие Руководства по организации санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий при крупномасштабных радиационных авариях».

Технические средства обучения

Мультимедийный проектор

Компьютер (программное обеспечение Microsoft Power Point 2010)

СЛАЙД 3. 1. Введение

Радиоактивность и сопутствующие ей ионизирующие излучения (ИИ) существовали на Земле задолго до зарождения жизни и присутствовали в космосе до возникновения самой Земли. Они сопровождали и Большой взрыв, с которого, как мы сейчас полагаем, началось существование нашей Вселенной около 20 миллиардов лет назад. С того времени радиация постоянно наполняет космическое пространство, а радиоактивные материалы вошли в состав Земли с самого ее рождения. Даже человек является слегка радиоактивным, так как во всякой живой ткани присутствуют в микро количествах радиоактивные вещества.

СЛАЙД 4. В настоящее время источники ИИ широко используются во всех сферах деятельности человека, что резко повышает вероятность возникновения чрезвычайных ситуаций (ЧС) радиационного характера и возможность поражения людей факторами радиационной природы. Перечень источников радиационной опасности весьма разнообразен. По данным отечественной статистики в России более 240 тысяч человек постоянно работают с источниками ИИ и на радиационно-опасных объектах. Актуальность проблемы защиты населения от ЧС радиационного характера обусловлена и тем, что вторая половина ХХ в. была насыщена авариями и катастрофами на предприятиях ядерно-энергетического комплекса. По данным Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), не считая аварии на Чернобыльской АЭС, в мире произошло более 420 крупных радиационных инцидентов, в ходе которых более 3000 человек были значительно облучены, 133 из них со смертельным исходом. Наиболее значимыми радиационными авариями являются: Чернобыльская катастрофа (Украина, 1986 г.), аварии в Гойянии (Бразилия, 1987 г.), Сан-Сальвадоре (Сальвадор, 1989 г.), Таммику (Эстония, 1994 г.), Токай-Мура (Япония, 1999 г.). К сожалению, эта печальная тенденция сохраняется и в XXI в.: аварии в Самарской области (Россия, 2000 г.), Лиа (Грузия, 2001 Г), Билыстоке (Польша, 2001 г.), Япония (2011 г.).

Согласно данным регистра Федерального медико-биологического агентства (ФМБА) России, за время существования атомной энергетики, на территории бывшего СССР и России произошло 349 радиационных инцидентов с серьезным облучением людей. При этом у 753 пострадавших имели место клинически значимые острые радиационные поражения, у 349 человек была диагностирована острая лучевая болезнь, а 71 человек погиб в результате радиационного воздействия в течение 3-4 месяцев после облучения. Только за последнее десятилетие на территории РФ произошло 36 аварийных ситуаций с источниками ИИ. В них были вовлечены более 80 человек, 48 из которых получили острые лучевые поражения.

Кроме того, несмотря на международные соглашения, сохраняется возможность применения ядерного оружия (в т.ч. «грязных бомб») в современных войнах и локальных конфликтах, а угроза ядерного терроризма в последние годы неуклонно возрастает.

СЛАЙД 5. 1. Исторические аспекты изучения радиоактивности

СЛАЙД 6. Для полного осмысления проблемы ядерной опасности необходим небольшой экскурс в историю. В декабре 1895 г. в Германии заведующий кафедрой физики физического факультета, ректор Вюрцбургского университета профессор Вильгельм Конрад Рентген передал физико-медицинскому обществу первый рентгеновский снимок кисти своей руки и рукопись на 17 страницах с изложением об открытии катодных проникающих Х-лучей, которые вскоре стали называться именем их открывателя. Уже в январе 1896 г. брошюра Рентгена под названием «Новый род лучей» вышла в свет на русском, английском, французском и итальянском языках – открытие быстро стало достоянием мировой общественности.

СЛАЙД 7. Открытие Рентгена стимулировало новые исследования в физике, а также в биологии и медицине. В марте 1896 г. профессор физики Парижского музея естественной истории Анри Беккерель обнаружил новое явление – самопроизвольное испускание невидимых глазу проникающих излучений (α-, β- и γ-излучений), исходящих от солей урана.

СЛАЙД 8. Через два года (1898 г.) Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри выделили из урановой смолы ранее не известные элементы, так же, подобно урану, испускающие излучения, которым они дали название радий и полоний. Для такого явления, свойственного этим, а в последующем другим подобным элементам, был предложен термин «естественная радиоактивность».

Первая официальная информация о патологическом влиянии радиации на кожу была опубликована только в 1901 г. в работе П. Кюри и А. Беккереля, в которой авторы сообщили, что неосторожное обращение с радием вызывало у них ожоги кожи.

В 1901 г. и в последующие годы появилось множество зарубежных и отечественных работ о лучевом поражении кожи (дерматиты, эритемы, лучевые ожоги и язвы, выпадение волос), а в 1902 г. описан первый случай лучевого рака кожи.

В начале ХХ в. обнаруживаются лучевые изменения различных биохимических процессов: нарушения активности ферментов в органах и тканях, появление токсических веществ в крови (лейкотоксинов). Таким образом, сведения о высокой биологической эффективности нового вида излучений стимулировало мощный взрыв радиобиологических работ, характеризующий начальный, описательный период в истории радиобиологии.

В 1934 г. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри при исследовании ядерной реакции обнаружили образование нового, не встречающегося ранее в природе радионуклида – фосфора ³⁰Р. Так произошло открытие нового явления – «искусственной радиоактивности».

СЛАЙД 9. Постепенно накапливаются данные о различии в устойчивости отдельных облучаемых биологических объектов и систем к облучению и о высокой радиочувствительности процессов клеточного деления.

В 20-е гг. XX в. был начался второй период развития радиобиологии – период изучения механизмов действия ИИ на биологические объекты и системы и было положено начало формированию количественной радиобиологии.

В этот период произошло осознание одной из важнейших особенностей биологического действия ИИ – существования, так называемого «радиобиологического парадокса», состоящего в том, что энергия ИИ при ее выражении в тепловом эквиваленте оказывается несопоставимо малой по сравнению с тем биологическим эффектом, который она вызывает.

СЛАЙД 10. Причиной значительного увеличения масштабов радиобиологических исследований стали боевое применение и широкомасштабные испытания ядерного оружия. В результате варварской бомбардировки Хиросимы и Нагасаки общее число жертв достигло 200 тыс. человек. Массовый характер одновременно возникших поражений, обширные разрушения и завалы, препятствовавшие доступу к пораженным, острейший дефицит медицинского персонала и лекарств создали чрезвычайно сложную медицинскую обстановку, которая усугублялась полным незнанием врачами лучевой патологией.

Особенности нового вида массовых поражений человека обус­ловили необходимость изучения эффектов общего облучения прежде всего в летальных дозах и патогенеза возникающих в результате поражений.

СЛАЙД 11. Применение атомной энергии в мирных целях также не обошлось без аварий с облучением человека высокими дозами ИИ. Широкую известность получили аварии реакторов в Уиндскейле (Англия, 1957 г.) и Три-Майл-Айленде (США, 1979 г.).

Новый мощный стимул для изучения биологических эффектов облучения связан с трагической катастрофой на Чернобыльской АЭС, показавшей, что и в мирных условиях возможны радиационные инциденты с тяжелыми последствиями.

СЛАЙД 12. 2. Ионизирующие излучения как постоянно действующий фактор внешней среды

СЛАЙД 13. ИИ получили свое название по свойству, отличающему их от остальных излучений – по способности вызывать ионизацию атомов и молекул в облучаемом веществе.

СЛАЙД 14. По своей природе все ИИ подразделяются на корпускулярные и электромагнитные излучения. Электроны и позитроны (b-частицы), протоны (ядра водорода), дейтроны (ядра дейтерия), a-частицы (ядра гелия) и тяжелые ионы (ядра других элементов) имеют корпускулярную природу. Кроме того, к корпускулярным излучениям относят не имеющие заряда нейтроны. К электромагнитным относятся рентгеновское и g-излучение.

СЛАЙД 15. Другое важное свойство ИИ – это проникающая способность. Глубина проникновения ИИ зависит, с одной стороны, от природы излучения, а с другой стороны – от состава и плотности облучаемого объекта.

СЛАЙД 16. Для количественной оценки воздействия ИИ на объекты используются следующие дозы излучения:

СЛАЙД 17. Таблица 1

Единицы основных видов доз излучения*

^* – в скобках даны обозначения единиц в русской и англоязычной литературе;

^** – аббревиатура слов «rad equivalent for men»

СЛАЙД 18. Для характеристики интенсивности ИИ используют величину мощности дозы излучения (Р). Мощность дозы понимают как дозу (экспозиционную, поглощенную или эквивалентную), регистрируемую за единицу времени. Непосредственно измеряют, как правило, мощность экспозиционной дозы. Ее единицей в системе СИ является Кл/(кг×с). Весьма часто пользуются внесистемной единицей мощности экспозиционной дозы – Р/час и ее производными (мР/час, мкР/час). Единицами мощности поглощенной дозы служат Гр/с, рад/с и их производные. При хронических воздействиях недифференцированных потоков ИИ используют внесистемные единицы мощности эквивалентной дозы: Зв/год и бэр/год.

В зависимости от мощности дозы и времени действия ИИ различают кратковременное, пролонгированное и хроническое облучение. Кратковременным облучением считается импульсное воздействие g-нейтронного излучения ядерного взрыва, а также облучение с мощностью дозы свыше 0,02 Гр/мин. Непрерывное радиационное воздействие в течение нескольких месяцев или лет называют хроническим, а промежуточное положение между кратковременным и хроническим, занимает пролонгированное облучение.

Если не менее 80% всей дозы организм человека получает не более чем за 4 суток, и перерывов в облучении нет или они очень непродолжительны (измеряются минутами, часами), то такое облучение называют однократным или острым. Острое облучение в больших дозах возможно при действии проникающей радиации ядерного взрыва, при преодолении зоны радиоактивного заражения местности, при нахождении вблизи разрушенного реактора.

Если получаемая доза ИИ разделена на части (фракции), чередующиеся с длительными промежутками времени, в течение которых облучение не происходит, то такое облучение называют фракционированным. Вид облучения влияет на состояние облученного объекта и развитие его последствий.

СЛАЙД 19.Как уже отмечалось, человек все время подвергается воздействию ИИ. Облучение населения чаще всего происходит в диапазоне малых доз, причем, большей частью, с низкой мощностью дозы. Среднегодовая годовая эффективная доза для населения Земли составляет немногим более 2,4 мЗв/год, для США около 3,6 мЗв/год, в Великобритании около 2,5 мЗв/год. По результатам, представленным в радиационно-гигиенических паспортах территорий субъектов РФ, среднее значение средней годовой эффективной дозы граждан РФ от всех источников ИИ в расчете на одного жителя составляет 3,7 мЗв/год. Наибольшие значения этой величины имеют место для Республик Алтай (10,9 мЗв/чел.) и Тыва (10,7 мЗв/чел.). Наименьшие значения этого показателя в Усть-Ордынском Бурятском автономном округе (2,18 мЗв/чел.).

На слайде показана динамика изменений структуры коллективных доз облучения населения РФ в 2006 и 2010 гг.

Земная радиация. Основные радиоактивные изотопы, встречающиеся в горных породах Земли, это калий-40, рубидий-87 и члены двух радиоактивных семейств, берущих начало, соответственно, от урана-238 и тория-232 – долгоживущих изотопов, включившихся в состав Земли с самого ее рождения.

Разумеется, уровни земной радиации неодинаковы для разных мест земного шара и зависят от концентрации радионуклидов в том или ином участке земной коры. В местах проживания основной массы населения они примерно одного порядка. Так, согласно исследованиям, проведенным во Франции, ФРГ, Италии, Японии и США, примерно 95% населения этих стран живет в местах, где мощность дозы облучения от земных источников радиации составляет в среднем от 0,3 до 0,6 мЗв в год. Есть и такие места, где уровни земной радиации намного выше. Неподалеку от города Посус-ди-Калдас в Бразилии, расположенного в 200 км к северу от Сан-Паулу, есть небольшая возвышенность. Как оказалось, здесь уровень радиации в 800 раз превосходит средний.

Внутреннее облучение от естественных радионуклидов. Примерно 2/3 эффективной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации, поступает от радиоактивных веществ, попавших в организм с пищей, водой и воздухом, и создающих внутреннее облучение.

В среднем человек получает около 180 мкЗв в год за счет калия-40, который усваивается организмом вместе с нерадиоактивными изотопами калия, необходимыми для жизнедеятельности организма.

Кроме того, например радиоактивные нуклиды свинца и полония, поступают в организм с пищей. Они концентрируются в рыбе и моллюсках, поэтому люди, потребляющие много рыбы и других даров моря, могут получить относительно высокие дозы облучения.

Радон вместе со своими дочерними продуктами радиоактивного распада ответствен примерно за 3/4 годовой индивидуальной эффективной дозы облучения, получаемой населением от земных источников радиации, и примерно за половину этой дозы от всех естественных источников радиации. Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его концентрация в наружном воздухе существенно различается для разных точек земного шара. Основную часть дозы облучения от радона человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении. В зонах с умеренным климатом концентрация радона в закрытых помещениях в среднем примерно в 8 раз выше, чем в наружном воздухе.

Другие естественные источники радиации. При сжигании угля большая часть его минеральных компонентов спекается в шлак или золу, куда в основном и попадают радиоактивные вещества, более легкая зольная пыль уносится тягой в трубы электростанции. Еще один источник облучения населения – это термальные водоемы. Кроме того, во многих странах мира ведется добыча фосфатов, которые используются главным образом для производства удобрений. Большинство разрабатываемых в настоящее время фосфатных месторождений содержит уран, присутствующий в довольно высокой концентрации.

СЛАЙД 21. Искусственные источники ИИ. Индивидуальные дозы, получаемые разными людьми от искусственных источников ИИ, сильно различаются. В большинстве случаев эти дозы весьма невелики, но иногда облучение за счет техногенных источников оказывается во много сильнее, чем за счет естественной радиации.

Основной вклад в дозу, получаемую человеком от техногенных источников радиации, в настоящее время вносят медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением ИИ. Наибольший вклад в коллективную дозу от источников медицинского предназначения вносят диагностические обследования, которым ежегодно подвергаются сотни миллионов людей.

Радиоизотопы применяются для исследования различных процессов, протекающих в организме, и для локализации опухолей. За последние годы их применение сильно возросло, но все же они применяются реже, чем рентгенологические исследования: в экономически развитых странах на 1000 населения приходится около 10-40 радиоизотопных исследований.

Другим техногенным источником радиационного фона является атомная энергетика, которая включает добычу и обогащение урановой руды, производство ядерного топлива, эксплуатацию ядерных энергетических установок, регенерацию отработанного ядерного топлива, захоронение и хранение радиоактивных отходов. На всех этих стадиях в окружающую среду поступают радионуклиды. Однако в целом ядерная энергетика в условиях нормальной эксплуатации оказывает на человека весьма слабое радиационное воздействие, приблизительно 0,05 % от дозы, создаваемой естественным фоном.

Другие искусственные источники облучения. Едва ли не самым распространенным источником облучения являются часы со светящимся циферблатом. По приблизительным оценкам, они дают в 4 раза большую годовую дозу, чем утечки на АЭС. Такую же коллективную эффективную дозу получают работники предприятий атомной промышленности и экипажи авиалайнеров.

Обычно при изготовлении таких часов используют радий, что приводит к облучению всего организма, хотя на расстоянии 1 м от циферблата излучение в 10000 раз слабее, чем на расстоянии 1 см. Радиоактивные изотопы используются также в светящихся компасах, прицелах, и других приборах, действие которых основано на испускании a-частиц.

Источниками рентгеновского излучения являются также рентгеновские аппараты для проверки багажа пассажиров в аэропортах, но они практически не вызывают облучения пассажиров.

СЛАЙД 22. 3. Основы биологического действия ионизирующих излучений. Действие излучений на ткани, органы и системы. Острая лучевая болезнь

СЛАЙД 23. В действии ИИ на биологический объект выделяют несколько стадий.

В стадии физических процессов образуются ионизированные и возбужденные атомы и молекулы, случайным образом распределенные в веществе, поскольку вероятность поглощения энергии тем или иным атомом, из которых построены биологические молекулы, практически одинакова.

На стадии физико-химических явлений поглощенная энергия мигрирует по макромолекулярным структурам и распределяется между отдельными биомолекулами, что сопровождается разрывами химических связей там, где эти связи менее прочны. Разрывы химических связей приводят к образованию свободных радикалов, отличающихся очень высокой химической активностью.

Во время химической стадии образовавшиеся свободные радикалы вступают в химические реакции, как между собой, так и с другими молекулами.

Рассмотренные стадии в действии излучений получили наименование первичных. Они осуществляются в течение чрезвычайно короткого промежутка времени (в пределах 1 миллисекунды), и являются общими для действия излучений, как на живую, так и на неживую материю.

Биологическая стадия, сущность которой составляют вторичные, так называемые радиобиологическиеэффекты, прослеживаемые на всех уровнях организации живого, занимает значительно большее время и продолжается иногда в течение всей жизни.

СЛАЙД 24. Лучевое повреждение молекул субклеточных структур в течение первичных стадий действия излучений невелико. Наиболее биологически значимыми в облученной клетке являются изменения ДНК. Это повреждения, лежащее в основе одиночных и двойных разрывов цепочек ДНК.

СЛАЙД 25. Кроме того, наблюдаются повреждения ДНК-мембранного комплекса, разрушение связей ДНК-белок, повышающее уязвимость ДНК при атаке вторичными радикалами и ферментами.

Изменения обнаруживаются и в других молекулярных компонентах клетки. Наблюдаются повреждения азотистых оснований и разрывы цепей РНК, распад мукополисахаридов, в частности, гиалуроновой кислоты, нарушения первичной и вторичной структуры ферментов, изменения их функциональных свойств и химических характеристик и т.п.

Клетки представляют собой основные ячейки жизни, в которых формируются начальные эффекты лучевых воздействий, приводящие к поражениям, проявляющимся позднее на более высоких уровнях биологической организации. В первую очередь это разнообразные нарушения клеточного метаболизма. Нарушение метаболических процессов приводит к увеличению выраженности молекулярных повреждений в клетке. Этот феномен получил наименование «биологического усиления» первичного радиационного повреждения.

Важнейшим радиобиологическим эффектом является гибель клеток. Различают две основные ее формы: репродуктивную, т.е. непосредственно связанную с процессом деления клетки, и интерфазную, которая может произойти в любой фазе клеточного цикла.

Важным для организма результатом некоторых типов лучевой модификации молекул ДНК является возникновение наследуемых повреждений генетического материала – мутаций, следствием которых может быть злокачественное перерождение соматических клеток. Причиной возникновения мутации могут стать и вызванная облучением дестабилизация ДНК, и процесс репарации ее повреждений.

Ткани организма весьма различаются по радиочувствитель­ности. Если гибель лимфоцитов или костномозговых клеток удается зарегистрировать после облучения в дозах, равных десятым долям грея, то мышечные и нервные клетки выдерживают нередко дозы в десятки Гр.

Наиболее радиочувствительной системой, облучение которой приводит к изменениям во всем организме, является система крови. В облученных клетках крови обнаруживаются морфологические и цитохимические изменения, что свидетельствует о их функциональной неполноценности. Поражение кроветворения и связанные с ним клинические проявления, в первую очередь инфекционные осложнения и повышенная кровоточивость, получили наименование костномозгового синдрома, который лежит в основе одноименной формы ОЛБ, развивающейся после облучения.

Второй по значимости системой, облучение которой значимо для судьбы всего организма является желудочно-кишечный тракт. При общем облучении среди органов желудочно-кишечного тракта наиболее существенно поражение эпителия слизистой тонкой кишки, который является принципиально такой же системой клеточного обновления, как и костный мозг. Как и в других системах клеточного обновления, в эпителии кишки после облучения наступает временный блок митозов, погибают, прежде всего, стволовые и другие делящиеся клетки. Эпителиальная выстилка кишки при отсутствии пополнения за счет клеточного деления быстро исчезает, ворсинки «оголяются» и уплощаются. В результате желудочно-кишечный тракт перестает работать в нормальном режиме.

СЛАЙД 28. Наиболее важным вариантом лучевого поражения, является острая лучевая болезнь (ОЛБ). Патогенетическую основу ОЛБ составляет несовместимое с нормальной жизнедеятельностью поражение одной из систем.

ОЛБ – симптомокомплекс, развивающийся в результате общего однократного, равномерного или относительно равномерного внешнего рентгеновского, γ- или нейтронного облучения в дозе не менее 1 Гр.

В течении ОЛБ выделяют:

· период общей первичной реакции на облучение;

· скрытый период (период мнимого благополучия);

· период разгара;

· период восстановления.

СЛАЙД 29. В клинике ОЛБ преобладают проявления поражения той тканевой системы, дисфункция которой лимитирует продолжительность жизни организма при данной дозе облучения. Такая тканевая система называется критической. В зависимости от дозы, в качестве критической тканевой системы при внешнем облучении могут выступать кроветворная, пищеварительная или центральная нервная система. В соответствии с этим выделяют четыре клинические формы (табл. 2).

Таблица 2

Поиск по сайту: