Волгоградский государственный медицинский университет

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ
ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
кафедра Мобилизационной подготовки здравоохранения и медицины катастроф
Основы радиобиологии
Учебно-методическое пособие
Волгоград – 2010

2
УДК 615.9-0.53.2:614.1:31
Рекомендуется Учебно-методическим объединением по медицинскому и фармацевтическому образованию вузов России в качестве учебного пособия для системы профессионального образования студентов медицинских вузов
УМО -
Авторы: кандидат медицинских наук А.Д.Доника кандидат медицинских наук, доцент С.В.Поройский
Рецензенты: профессор кафедры медицины катастроф
ГОУ ДПО РМАПО Росздрава, профессор-консультант Научно-исследовательского испытательного института военной медицины МО РФ,
З.Д.Н. РФ, доктор медицинских наук Васин М.В.
Зав.кафедрой общей гигиены и экологии
Саратовского государственного медицинского университета им. В.И.Разумовского, доктор медицинских наук, профессор Ю.Ю.Елисеев
Учебно-методическое пособие «Основы радиобиологии» предназначено для подготовки студентов медицинских и фармацевтических вузов специальностей
060101 (лечебное дело), 060103 (педиатрия), 060104 (медико-профилактическое дело), 060105 (стоматология), 060108 (фармация), 060112 (медицинская биохимия),
060113
(медицинская биофизика),
060114
(медицинская кибернетика), обучающихся по программе «Экстремальная и военная медицина. Организация медицинского обеспечения населения в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера и в военное время (2007 г.)
Печатается по решению Центрального методического совета
Волгоградского государственного медицинского университета

3
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие……………………………………………….…………
7

4
Глава 1. Введение в радиобиологию.. . . . ……………………..
1.1. К истории развития радиобиологии……………………………
1.2. Предмет, задачи, структура радиобиологии как науки и учебной дисциплины………………………………………………..
1.3. Основы радиологии.
1.3.1. Виды ионизирующих излучений, их классификация, свойства. Понятие о дозиметрии.…………………………………..
1.3.2. Основные источники ионизирующих излучений……..
1.4. Поражающие факторы, их характеристика………………….
1.4.1.Проникающая радиация…………………………………
1.4.2. Радиоактивное загрязнение местности…………………
1.4.3. Ударная волна…………………………………………….
1.4.4. Световое излучение………………………………………
1.4.5. Электромагнитный импульс…………………………….
1.5. Радиационная обстановка, понятие о зонах радиоактивного заражения и радиационных очагах………………………………….
Глава 2. Основы биологического действия ионизирующих
излучений …………………………………………………………….
2.1. Радиобиологические эффекты. Классификация, уровни формирования, локализация, их связь с дозой облучения…………
2.2.
Биологическое действие ионизирующих излучений.
Молекулярный и клеточный уровни радиобиологических эффектов…………………………………………………….……….
2.3. Действие ионизирующих излучений на ткани, органы и системы организма…………………………………………………..
2.3.1. Кроветворная система и кровь…………………………..
2.3.2. Органы желудочно-кишечного тракта………………..
2.3.3. Центральная нервная система…………………………..
2.3.4. Железы внутренней секреции…………………………..
2.3.5. Сердечно-сосудистая система…………………………..
2.3.6. Органы дыхания…………………………………………
2.3.7. Орган зрения…………………………………………….
2.4. Восстановительные процессы на тканевом уровне…………..
2.5. Внутриутробное облучение……………………………………..
2.6.Стимулирующие эффекты облучения………………………….
9 9
14 15 16 24 29 29 33 36 39 42 43 45 45 50 74 75 77 79 82 83 84 85 86 86 89

5
Глава 3. Лучевые поражения в результате внешнего общего
(тотального) облучения………………………………………
3.1. Общая характеристика лучевых поражений в результате внешнего облучения и их классификация……………………….
3.2. Острая лучевая болезнь (при внешнем относительно равномерном облучении): патогенез, клиническая классификация, краткая характеристика периодов течения и клинических форм……………………………………………………………………
3.2.1. Основные синдромы острой лучевой болезни……………
3.2.2. Классификация и характеристика форм течения острой лучевой болезни………………………………………………………
3.3. Особенности поражений при неравномерном внешнем облучении …………………………………………………………….
3.4.
Особенности поражений при воздействии нейтронов………………………………………………………………
92 92 95 96 101 107 109

6
Глава
4.
Поражения
в
результате
внутреннего
радиоактивного заражения…………………………………
4.1. Поражение радиоактивными продуктами ядерных взрывов и аварий на атомных энергетических установках……………………
4.2. Кинетика радионуклидов в организме…………………………
4.2.1. Ингаляционное поступление РВ………………………….
4.2.2. Поступление РВ через ЖКТ………………………………
4.3.3. Поступление РВ через неповрежденную кожу, раневые и ожоговые поверхности………………………………………………..
4.3.4. Судьба радионуклидов, проникших в кровь………………
4.3.5. Выведение радионуклидов из организма………………..
4.3. Биологическое действие инкорпорированных радионуклидов в зависимости от их тропности к органам и системам организма………………………………………………………………
4.4. Лучевые поражения в результате алиментарного и ингаляционного поступления радионуклидов………………………
4.5. Ранняя диагностика и эвакуационные мероприятия при инкорпорации радионуклидов……………………………………….
4.6. Профилактика и лечение поражений радионуклидами……….
4.7. Медицинские средства защиты и раннего лечения ……………
4.7.1. Сорбенты……………………………………………………
4.7.2. Препараты, применяемые с целью предупреждения связывания тканями и ускорения выведения радионуклидов……...
111 111 113 113 115 116 117 118 119 122 127 129 131 131 133
Глава 5. Местные лучевые поражения …………………………
5.1. Особенности местного воздействия облучения классификация лучевых поражений кожи……………
5.2. Патогенез лучевых поражений кожи……………………………
5.3. Клиническая картина лучевых поражений кожи ……………..
5.4. Особенности местных лучевых поражений кожи в результате наружного заражения радионуклидами………………………
5.5. Местные лучевые поражения слизистых оболочек…………..
5.5.1. Лучевой орофарингеальный синдром……………………
5.5.2. Радиационные поражения глаз……………………………
5.6. Принципы профилактики и лечения лучевых поражений кожи, слизистых оболочек…………………………………
5.6.1. Принципы местного лечения лучевых поражений кожи..
5.6.2. Принципы лечения радиационных поражений слизистых оболочек ротовой полости, глотки и носа……
137 137 140 140 148 151 151 152 152 153 156

7
Заключение…………………………………………………………..
Приложения…………………………………………………………
Глоссарий…………………………………………………………….
159 161 161
Тестовые задания……………………………………………………
161
Литература……………………………………………………………
176
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
бэр
Биологический эквивалент Рентгена
Бк
Беккерель
Гр
Грэй
Ки
МКРЗ
Кюри
Международная комиссия по радиологической
защите
ПЯД
ОЛБ
Продукты ядерного деления
Острая лучевая болезнь
ОФС
Орофарингеальный синдром
РВ
Радиоактивные вещества
РЗМ
Радиоактивно загрязненная местность
Р
рентген
рад
Радиационно адсорбированная доза
РПН
Реакция преходящей недееспособности
РС-1
Радиозащитное средство № 1

8
ПРЕДИСЛОВИЕ
Актуальность знаний основ радиобиологии для врача любого профиля обусловлена вероятностью исполнения им своих функциональных обязанностей в чрезвычайных ситуациях мирного и военного времени.
Радиационная опасность военного времени обусловлена следующими факторами:
- наличием больших запасов ядерного оружия у официальных его обладателей
(США, Россия, Великобритания, Франция, Китай, Индия, Пакистан), что не исключает его боевое применение, несмотря на заключенные международные и межправительственные договоры о недопущении этого;
- совершенствование и производство новых типов ядерного оружия, что неизбежно ведет к снижению «ядерного порога», т.е. к возможности применения ядерного оружия на ранней стадии вооруженного конфликта;
- прогноз, согласно которому еще 10-12 государств, не включенных в систему коллективной «ядерной» безопасности, способны создать собственное ядерное оружие;
- широкое развитие ядерной энергетики, в частности более 40 стран мира имеют собственную атомную промышленность, атомные электростанции, подвижные, судовые, научно-исследовательские и другие энергетические установки, что обусловливает возможность формирования очагов массовых санитарных потерь при случайном или преднамеренном разрушении данных объектов;
Радиационная опасность мирного времени в свою очередь определяется факторами:
1.
Широкое использование во всех сферах человеческой деятельности, в том числе в практике военного труда, источников ионизирующих излучений.
Вследствие этого наблюдается значительный рост дозовой нагрузки на

9 население, контактирующее с радиационными факторами. По оценкам иностранных специалистов, в развитых странах профессиональные контингенты, работающие с источниками ионизирующих излучений, составляют до 3,8 – 4, 6% от численности населения, а к концу века прогнозируется их удвоение, что сопоставимо с численностью личного состава вооруженных сил ведущих государств мира.
2.
Наличие радиационно дестабилизированных территорий.
В
СНГ радиационное неблагополучие отмечается на 10% территории, в том числе: в
Белоруссии – на 80%, на Украине - на 30%, в Казахстане – на 40%, в России оно зарегистрировано на площади около 1 млн. км
2
с числом проживающих на этих территориях до 10 млн. человек.
3.
В условиях повседневной деятельности радиационное воздействие на человека осуществляется в малых дозах, не приводящих к развитию острых поражений, но потенциально более опасных из-за высокой вероятности развития стохастических эффектов и хронической патологии (за счет иммунносупрессивного влияния биологически значимых радионуклидов).
4.
До настоящего времени остается нерешенной проблема утилизации радиоактивных отходов, запасы которых особенно велики на комбинате
«Маяк» и в Военно-Морском Флоте. Для медицинской службы ВС РФ эта проблема приобретает особую актуальность в связи с необходимостью участия в обеспеченности безопасности личного состава при выводе из эксплуатации атомных подводных лодок.
5.
Обострившаяся в последнее время проблема терроризма. При этом основные усилия террористов могут быть направлены именно против объектов ядерной энергетики.

10
Глава 1. Введение в радиобиологию.
1.1.
К истории развития радиобиологии
В 1896 г. французский физик Анри Беккерель занимался исследованием явления люминесценция. Он знал об открытии в 1895 г. Рентгеном Х-лучей, как их тогда называли, о свечении стекла рентгеновской трубки, имеющем люминесцентный характер. В своих экспериментальных исследованиях
Беккерель решил проверить - не сопровождается ли всякая люминесценция рентгеновским излучением? Случайно взял одну из солей урана, светящуюся желто-зеленым светом, завернул в черную бумагу, предварительно подержав, на солнце и положил в шкаф на фотопластинку. Проявив пластинку, он увидел изображение куска соли урана. В последующем была проявлена фотопластинка, на которой лежала не облученная солнцем урановая соль. При этом поместив между солью и пластинкой металлический крестик, Беккерель получил его контуры на пластинке. Так были открыты новые лучи не являющиеся рентгеновскими. Они обладают большой проникающей способностью, не отражаются, не преломляются, проходят насквозь через различные вещества, интенсивность их не изменяется при изменении температуры, освещения, давления: не менялась она и с течением времени.
Своим открытием Беккерель поделился с Пьером Кюри и Марией Кюри-
Складовской. Однажды для публичной лекции он взял у супругов Кюри пробирку с радиоактивным препаратом и положил ее в жилетный карман. На следующий день обнаружил на теле им было обнаружено покраснение кожи в виде пробирки. Беккерель рассказывает об этом Кюри, который ставит на себе опыт - в течение десяти часов он носит привязанную к предплечью пробирку с радием. Через несколько дней у него развивается покраснение, перешедшее затем в тяжелейшую язву, от которой он страдал два месяца. Так впервые человеком, опытным путем, было открыто биологическое действие радиоактивности. Супруги Кюри оба умерли от лучевой болезни. В 1955 г. были

11 обследованы записные книжки Марии Кюри. Они до сих пор излучают благодаря радиоактивному загрязнению, внесенному при их заполнении. На одном из листков сохранился радиоактивный отпечаток пальца Пьера Кюри.
Уже вскоре было обнаружено, что ионизирующее излучение обладает определенным действием на живые объекты. Так, И.Р. Тарханов, В.И. Зарубин,
М.Н. Жуковский, С.В. Гольдберг, Е.С. Лондон, А.И. Поспелов и др. в своих работах установили, что воздействие рентгеновского и гамма-излучения в определенных дозах приводит к выраженным кожным реакциям, раздражению глаз, выпадению волос, повреждению органов кроветворения, нарушению функции нервной системы и поражению организма в целом. Недостаточно контролируемое, особенно в первое время, применение ионизирующих излучений в научных исследованиях и медицинской практике быстро привело к отрицательным последствиям – появилось значительное число людей с лучевыми заболеваниями, носящими нередко тяжелый характер, зачастую со смертельным исходом. Еще в 1897 г. Удин, Бертелеми и Дарье сообщили о 48 случаях поражения кожи рентгеновскими лучами, а в 1902 г. Гудман собрал данные о 172 случаях лучевого поражения человека. Пострадали при обращении с источниками ионизирующего излучения ученые радиофизики и радиохимики:
Г.Е. Альберс-Шонберг; Мария, Пьер и Ирен Кюри; Фредерик Жолио-Кюри и др.
В 20-х годах нынешнего столетия большую огласку получила «Трагедия Нью
Джерси». В этом североамериканском штате у работниц на часовых предприятиях, занимавшихся нанесением радиоактивных составов (светящихся красок) на циферблат часов, развились опухоли тканей ротовой полости и челюстных костей, лучевая анемия, в результате чего многие скончались.
Погибли от последствий облучения и представители медицинской науки: русский рентгенолог С.В. Гольдберг, французский радиотерапевт И. Бергонье. В
1936 году в Гамбурге напротив рентгеновского института был воздвигнут памятник, на котором были высечены имена 169 ученых и практиков – пионеров

12 изучения и использования ионизирующих излучений, ставших жертвами своего профессионального долга.
Обнаружение биологической активности ионизирующих излучений породило на первых порах мнение, что с их помощью можно лечить почти все заболевания (направленно влиять на функции различных органов и систем).
Увлечения в этой области также имели тяжелые последствия. Наблюдение за состоянием здоровья людей, имевших профессиональный контакт с источниками ионизирующих излучений, показало, что за острыми проявлениями заболевания следуют и тяжелые отдаленные послествия – развитие лейкемии, катаракт, опухолей, ускоренное старение организма, проявления генетических дефектов и др. Обнаружение столь серьезных проявлений радиационной травмы явилось причиной изменения отношения к ионизирующим излучениям. Началась разработка мероприятий и средств противорадиационной защиты. В России предпринимались первые попытки в этой области. Так, в 1906 году Д.Ф.
Решетило в своей монографии «Лечение лучами Рентгена» указал на необходимость использования при работе с ионизирующими излучениями специальных очков, защитных фартуков и экранов. В 1914 г. на I Всероссийском съезде по борьбе с раковыми заболеваниями были внесены предложения об улучшении охраны труда медицинского персонала, подвергающегося воздействию ионизирующих излучений в профессиональных условиях.
Принципиально по-новому встал вопрос об изучении биологического действия ионизирующих излучений в связи с появлением в США в 1945 г. ядерного оружия. При первом же применении этого оружия по японским городам Хиросима и Нагасаки выяснилось, что одним из мощных поражающих факторов ядерного оружия являются ионизирующие излучения (рис.1.1). Так, общее число зарегистрированных случаев лучевого поражения в Хиросиме составило 37 657, из них тяжелых поражений – 24 562. Анализ безвозвратных потерь показал, что в 30% случаев причиной гибели пострадавших явилось тяжелое поражение ионизирующими излучениями.

13
Рис.1.1. Ядерная бомба, сброшенная на г.Хиросима в 1945 г.
Дальнейшее совершенствование ядерного оружия привело к созданию в
США нейтронных боеприпасов (боеприпасов повышенной радиации), для которых характерно особенно сильное действие ионизирующих излучений.
С радиационными поражениями врачи встречаются и в мирное время
(рис.1.2) – при авариях атомных реакторов, во время физико-технических работ по измерению доз излучений, монтажа и ремонта рентгеновских и гамма- терапевтических аппаратов, при запуске и эксплуатации ускорителей заряженных частиц, при испытании новых источников ионизирующих излучений, при использовании ионизирующих излучений на производстве
(дефектоскопия, стерилизация медицинских инструментов и приборов и др.), при экспериментальных медико-биологических исследованиях. Лучевые поражения могут иногда возникать при выполнении работ по использованию и удалению радиоактивных отходов, а также при выполнении медицинских исследований и лечебных процедур, если не соблюдаются правила техники безопасности и охраны труда.

14
Рис.1.2. Авария на Чернобыльской АЭС
В нашей стране выполнен большой комплекс работ по проблемам военной радиологии и медицинской противорадиационной защите. При этом в разработку теоретических вопросов большой вклад внесли Л.А. Орбели, А.М.
Кузин, А.В. Лебединский, П.Д. Горизонтов, Г.А. Зедгенидзе, Л.А. Ильин, Р.В.
Петров, Т.К. Джаракьян, А.С. Мозжухин, П.П. Саксонов, Е.А. Жербин, В.Г.
Владимиров, Е.Ф. Романцев, Ю.Г. Григорьев, Б.Н. Тарусов, Г.С. Стрелин, В.П.
Михайлов, Н.А. Краевский, М.Н. Ливанов, С.П. Ярмомненко с сотрудниками и другие; в разработку проблем клиники и терапии радиационных поражений –
Н.А. Куршаков, А.К. Гуськова, Г.Д. Байсоголов, А.И. Воробьев, Е.В. Гембицкий,
Г.И. Алексеев с сотрудниками и другие. Результаты исследований, проведенных отечественными учеными, нашли отражение в большом числе монографий и трудов конференций, в пособиях для врачей и студентов, среди которых следует назвать «Основы радиационной биологии» (ред. А.М.Кузин и Н.И. Шапиро),
«Основы биологического действия радиоактивных излучений» (Б.Н. Тарусов),
«Лучевая болезнь человека» (А.К. Гуськова, Г.Д. Байсоголов), «Радиационная медицина» (ред. А.И. Бурназян), «Руководство по медицинским вопросам противорадиационной защиты» (ред. А.И. Бурназян), «Неотложная помощь при острых радиационных воздействиях» (ред. Л.А. Ильин), «Радиационная

15 фармакология» (П.П. Саксонов с соавт.), «Военная радиология» (ред. В.Г.
Владимиров и Е.В. Гембицкий) и другие.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11