Презентация на тему "Биологические эффекты излучения"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Биологические эффекты излучения

• 
  Слайд 2

  Ранние наблюдения за эффектами ионизирующего излучения

  1895 Открытие Рентгеном X-лучей 1896 Первое сообщение об ожоге кожи 1896 Первое использование Х-лучей в лечении рака 1896 Беккерель: открытие радиоактивности 1897 Сообщение о первом случае повреждения кожи 1902 Первое сообщение, рентгеновские лучи вызывают рак 1911 Первое сообщение о заболевании лейкемией и раком легких в результате профессионального облучения 1911 Сообщается о 94 случаях опухолей в Германии (50 из них радиологи)

• 
  Слайд 3

  Биологические последствия облучения

  При облучении живой материи наблюдаются определенные биологические последствия. Биологический эффект – результат поглощения энергии излучения атомами и молекулами, составляющими клетки и ткани. В радиобиологии выполняется общий принцип Гроттгуса, согласно которому только та часть энергии излучения может вызвать изменения в веществе, которая поглощается этим веществом; отраженная или проходящая энергия не оказывает никакого действия.

• 
  Слайд 4

  «Радиобиологический парадокс»

  Облучение человека дозой 10 Гр приводит к смерти в течение 10-20 суток. Доза 10 Гр (10 Дж/кг) приводит к поглощению 1 граммом ткани 105 эрг энергии излучения, что эквивалентно: энергии теплового излучения, необходимой для повышения температуры тела на 0,002°С энергии, выделяющейся при полном торможении тела, двигающегося со скоростью 4,5 м/с

• 
  Слайд 5

  Поглощенная доза

  Поглощенная доза (D)- величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу: , где de - средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме, а dm - масса вещества в этом объеме. В единицах СИ поглощенная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг), и имеет специальное название - грей (Гр)

• 
  Слайд 6

  Мощность поглощенной дозы

  Мощность поглощенной дозы D’ – частное от деления dDна dt, где dD – приращениепоглощенной дозы за интервал времениdt: Специальной единицей мощности поглощенной дозы служит частное от деления грея на единицу времени (Гр/с, Гр/ч)

• 
  Слайд 7

  Доза эквивалентная

  Доза эквивалентная (HT,R) - поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения, WR: HT,R = WR×DT,R , где DT,R - средняя поглощенная доза в органе или ткани T, а WR - взвешивающий коэффициент для излучения R. Единицей эквивалентной дозы является зиверт (Зв).

• 
  Слайд 8

  Взвешивающие коэффициенты

  Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения при расчете эквивалентной дозы (WR) - используемые в радиационной защите множители поглощенной дозы, учитывающие относительную эффективность различных видов излучения в индуцировании биологических эффектов

• 
  Слайд 9

  Воздействие на вещество различных типов излучений

  Из-за того, что разные типы ионизирующего излучения обладают разной линейной передачей энергии (ЛПЭ), одной и той же поглощённой дозе соответствует разная биологическая эффективность излучения. L=dE/dl.

• 
  Слайд 10

  Биологическое действие ионизирующих излучений

  Относительная биологическая эффективность(ОБЭ) (коэффициента качества)

• 
  Слайд 11

  ДОЗА ЭФФЕКТИВНАЯ

  Доза эффективная (Е) - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты: Е =TWT× НT , где НT - эквивалентная доза в органе или ткани Т, WT - взвешивающий коэффициент для органа или ткани Т. Единица эффективной дозы - зиверт (Зв).

• 
  Слайд 12

  Взвешивающие коэффициенты

  Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов при расчете эффективной дозы (WT) - множители эквивалентной дозы в органах и тканях, используемые в радиационной защите для учета различной чувствительности разных органов и тканей в возникновении стохастических эффектов радиации: Гонады 0,08 (0,20- НРБ-99) Костный мозг (красный) 0,12 Толстый кишечник 0,12 Легкие 0,12 Желудок 0,12 Мочевой пузырь 0,05 Грудная железа 0,12 (0,05- НРБ-99) Печень 0,05 Пищевод 0,05 Щитовидная железа 0,05 Кожа 0,01 Клетки костных поверхностей 0,01 Остальное 0,12 (0,05- НРБ-99)

• 
  Слайд 13

  Эффекты от радиации

  типа радиации дозы и мощности дозы типа клетки Опасность или потенциальная опасность зависит от:

• 
  Слайд 14

  Радиочувствительность клеток

  Более чувствительны: кроветворные органы стенки кишок базальные слои кожи Менее чувствительны : мускулы нервные ткани клетки мозга

• 
  Слайд 15

  Опасность для клеток

  Десятки Зв клетки ‘убиты’ невозможность нормального функционирования 0.5 - 10 Зв клетки теряют способность к делению остаются еще распознаваемыми могут выполнять другие функции Менее, чем 0.5 Зв Можно видеть повреждения отдельных клеток

• 
  Слайд 16

  Биологическое действие ионизирующих излучений

  Биологическое действие ионизирующего излучения условно можно подразделить на : первичный этап - являющийся пусковым механизмом , запускающим многообразные процессы, происходящие в биологическом объекте; вторичный этап - нарушение функций целого организма как следствие первичных процессов.

• 
  Слайд 17

  Прямое и косвенное действие ионизирующего излучения

  Различают два механизма, обозначаемые как прямое и косвенное действие радиации. мишень мишень H2О→ Н' + ОН' диффузия свободных радикалов к молекуле-мишени излучение излучение свободные радикалы

• 
  Слайд 18

  Стадии радиобиологических процессов

• 
  Слайд 19

  Клеточные эффекты излучения

  Красный костный мозг Кожа Клетка живой ткани

• 
  Слайд 20

  Строение клетки

  Схематическое изображение животной клетки, цифрами отмечены некоторые субклеточные компоненты: (1) ядрышко, (2) клеточное ядро, (3) рибосома, (4) везикула, (5) шероховатый эндоплазматический ретикулум (ЭР), (6) Аппарат Гольджи, (7) цитоскелет, (8) гладкий ЭР, (9) митохондрия, (10) вакуоль, (11) цитоплазма, (12) лизосома, (13) центриоль

• 
  Слайд 21
  

  Строение хромосомы Схема строения хромосомы в поздней профазе — метафазе митоза. 1—хроматида; 2—центромера; 3—короткое плечо; 4—длинное плечо.

• 
  Слайд 22
  

  Строение хромосомы

• 
  Слайд 23

  Облучение клеток

  Излучение попадает в ядро клетки! Изменений нет Мутация ДНК

• 
  Слайд 24

  Взаимодействие ионизирующего излучения с ДНК

  Прямое воздействие Непрямое воздействие

• 
  Слайд 25

  Опасность для ДНК

• 
  Слайд 26

  Клеточные эффекты излучения

  Нормальное восстановление после повреждения Смерть клетки в результате повреждения Смерть дочерних клеток Восстановление не происходит или происходит неидентичное восстановление перед делением

• 
  Слайд 27

  Восстановление

  Тело человека содержит около 1014клеток. Поглощенная доза в 1 мГр в год (от естественных источников) произведет около 1016актов ионизации, что означает 100 на одну клетку человека. Если допустить, что масса ДНК составляет 1% от массы клетки, то в результате получается ионизация одной молекулы ДНК в каждой клетке человека ежегодно.

• 
  Слайд 28

  Эффекты излучения у человека

• 
  Слайд 29

  Эффекты, влияющие на здоровье

  Детерминистические, детерминированные -ранниеэффекты Степень воздействия эффекта пропорциональна полученной дозе. Эффект гарантированно происходит выше пороговогоуровня дозы. Массовая гибель клеток

• 
  Слайд 30

  Закономерности развитиядетерминированных эффектов

• 
  Слайд 31

  Детерминистические эффекты

  Радиационный эффект, для которого обычно существует пороговый уровень дозы, выше которого тяжесть проявления этого эффекта возрастает с увеличением дозы. например,Изменения в крови Радиационные ожоги

• 
  Слайд 32

  Дозы и эффекты

  Все тело Определенные хромосомные изменения0,1 Зв Изменения в крови 1 Зв Лучевая болезнь 1 Зв Летальный исход 10 Зв Локальные дозы на кожу Покраснение5 Зв Потеря волос 7 Зв Тяжелые повреждения ткани 20 Зв

• 
  Слайд 33

  Падение числа красных кровяных телец

  5 Sv dose Дни после облучения % от нормаль-ного счета

• 
  Слайд 34

  Эритема & Депиляция

• 
  Слайд 35

  Эритема на руке (ожог от рентгеновского облучения)

• 
  Слайд 36

  Образование волдырей/повреждение тканей

• 
  Слайд 37

  Локализованный ожог

• 
  Слайд 38

  Повреждение тканей на пальцах

• 
  Слайд 39

  Последует хирургическое вмешательство

• 
  Слайд 40

  Сильные ожоги

• 
  Слайд 41

  Локализованные ожоги

• 
  Слайд 42

  Радиационные ожоги

• 
  Слайд 43

  Стохастические эффекты

  Радиационные эффекты, как правило, не имеющие порогового уровня дозы, вероятность возникновения которых пропорциональна дозе, а тяжесть проявления – не зависит от дозы. например, облучение вызывает раковые заболевания

• 
  Слайд 44
  

  Инициация Годы после облучения Злокачественная опухоль Доброкачест- венная опухоль Нарушение в ткани

• 
  Слайд 45
  

  Можно предсказать ожидаемое количество дополнительных раков (опухолей или лейкозов) в такой группе, но указать, у кого конкретно возникнет рак, вызванный ионизирующим излучением, НЕЛЬЗЯ.

• 
  Слайд 46
  

  Обнаружимость стохастических эффектов

• 
  Слайд 47

  Факторы риска от радиации

  Риски работников в зависимости от радиации: рак с фатальным исходом4.0 % на Зв рак без фатального исхода0.8 % на Зв тяжелые наследственные эффекты0.1 % на Зв В общем 4.9 % на Зв Фактор риска от радиации = 4.9% на Зв

• 
  Слайд 48

  Доза – риск стохастических эффектов

  Доказательства возникновения рака под действием малых доз излучения пока НЕ НАЙДЕНЫ. Линейная беспороговая гипотеза (ЛБГ)

• 
  Слайд 49

  Альтернативные теории риска

  Альтернативные теории Порог Гормезис Риск Доза Риск Доза Гормезис

• 
  Слайд 50

  Радиационный гормезис

• 
  Слайд 51

  Риски

  Ожидаемые сокращения жизни Неженатые мужчины3500 дней Курящие мужчины2250 дней Незамужние женщины1600 дней 30% превышения веса1300 дней Рак980 дней Строительные работы300 дней Автомобильные аварии207 дней Бытовые инциденты95 дней Административная работа 30 дней Радиологическая проверка 6 дней

• 
  Слайд 52
  

  Следующие виды жизнедеятельности связаны с риском смерти(1/1000000) 10 дней работы в отделении ядерной медицины курение 1,4 сигареты проживание 2 дня в загрязненном городе 6 минут путешествия на каноэ 1,5 мин альпинизма 480 км езды на машине 1600 км полета на самолете проживание 2 месяца вместе с курящим выпивание 30 банок диетической соды

• 
  Слайд 53

  Генетические риски

  Ионизирующее излучение, как известно, вызывает наследственные мутации во многих растениях и животных НО Тщательные изучения 70,000 потомков выживших после взрыва атомной бомбы не смогли выявить наследственных аномалий, раковых заболеваний, хромосомных аберраций в циркулирующей лимфе или мутационных изменений в белках крови. Neel et al. Am. J. Hum. Genet. 1990, 46:1053-1072