Биофизическое действие ионизирующего излучения

При воздействии излучения на молекулы воды происходят различные реакции, названные радиолизом.

Воздействие излучения на молекулы органических соединений приводит к образованию ионов, радикалов, перекисей. Их взаимодействие с остальными молекулами приводит к нарушениям мембран, клеток, а, следовательно, и функций всего организма.

Общие закономерности действия ионизирующего излучения:

– Большие нарушения при малой поглощенной дозе.

– Действие на последующие поколения через наследственный аппарат клетки.

– Характерен скрытый, латентный период.

– У разных клеток разная чувствительность.

– В первую очередь поражаются делящиеся клетки, что особенно опасно для детского организма.

– Для взрослых радиация также опасна для делящихся клеток.

а) Радиофармпрепараты (РФП).

РФП широко применяются в медицине. Критерии применимости:

– Оптимальным нуклидом для РФП является тот, который позволяет получить максимум информации при минимальной радиационной нагрузке на больного. Выбирается такой РФП, который быстро вводится в исследуемый орган и быстро выводится.

– РФП должен обладать малым периодом полураспада (табл. 12).

– РФП должен быть источником излучения, которое удобно для наружной регистрации.

– Пригодность РФП определяется биологической характеристикой функций организма или органа. Избирательное поглощение, например, йода в щитовидной железе.

– РФП не должны содержать токсических примесей или радиоактивных веществ с большими периодами полураспада.

Таблица 12

Некоторые радиоактивные вещества, использующиеся

в качестве РФП

Изотоп	Период полураспада (T)	Вид излучения	Механизм действия
Йод-131 I131	8,1 дня	-излучение -излучение	Участвует в обменных процессах в организме, в т.ч. в щитовидной железе
Йод-125 I125	60 дней	-излучение	Для метки гормонов, определяемых в сыворотке крови больного in vitro
Йод-132 I132	2,26 часа	-излучение	Короткий период полураспада и отсутствие -излу-чения уменьшает радиационную нагрузку на щитовидную железу примерно в 200 раз по сравнению с I131, что позволяет применять его у детей
Технеций-99 Tc99	6 часов	-излучение	Используются стандартные наборы реагентов, связывающиеся с этим изотопом и поставляющие его в определенный орган (печень, желчный пузырь, кишечник)
Фосфор-32 P32	14,2 дня	-излучение	Используется для диагностики злокачественных новообразований глаз, кожи, слизистых оболочек, молочной железы, головного мозга

б) Радиодиагностика.

Метод меченых атомов.

В организм вводят нуклиды и определяют их:

– расположение;

– скорость накопления;

– активность в органах и тканях.

Например, по показателям поглощения I¹³² щитовидной железой оценивается ее функциональное состояние.

– Для обнаружения распределения радионуклидов используют гамма-топограф – прибор, который фиксирует распределение радиоактивного препарата. Регистрация фиксируется штрихом на бумаге.

– Более точным является метод авторадиографии. Здесь также вводятся радионуклиды. Затем на исследуемый объект наносится слой фотоэмульсии, который фиксирует радионуклиды. Снимок называется радиоавтографом.

– Радиоизотопная ангиография – метод исследования кровеносных и лимфатических сосудов после введения в них контрастного вещества в виде РФП.

В диагностических методах радионуклиды вводятся в малом количестве и с малым периодом полураспада. Ни они, ни продукты распада не оказывают вредного действия.

в) Радиотерапевтические методы.

Терапевтический эффект основан на разрушающем воздействии излучения на клетки опухолей.

– Гамма-терапия – использование -излучения высокой энергии (источник -лучей Co⁶⁰) для разрушения глубоко расположенных опухолей. Облучение проводят в разные сеансы по разным направлениям (рис. 55).

– Альфа-терапия – лечебное использование -частиц.
-частицы поглощаются даже небольшим слоем воздуха. Поэтому препарат используют или при контакте, или при введении внутрь с помощью иглы.

– Радоновая терапия (ванны) – для кожи; питье – для органов пищеварения; ингаляции – для органов дыхания.

Рис. 55. Co⁶⁰ – лечение злокачественных опухолей.

Доза по отношению к нормальной здоровой ткани

минимизирована тем, что источник излучения поворачивается

вокруг пациента по кругу, сконцентрированному на опухоли,

так что общая точка пересечения для лучей Co⁶⁰

находится прямо в опухоли

– Использование нейтронов. В ткань вводят элементы, ядра которых под действием нейтронов испускают -частицы. Облучая орган потоком нейтронов вызывают образование
-частиц непосредственно внутри органа.

Кроме изложенного, в медицине в терапевтичексих целях используют ускорители заряженных частиц.