Wplyw promieniowania jonizacyjnego na organizmy zywe

NIE UZYWAC W SLO W ZARACH
Promieniotwórczość polega na wysyłaniu przez niektóre jądra atomowe cząstek a, cząstek b, promieniowania g oraz neutronów, związanego z samorzutnymi przemianami jądrowymi.
Promieniowaniem jonizującym nazywamy promieniowanie powodujące jonizację atomów podczas przenikania przez materię. Jonizacja zaś to proces polegający na tym, że cząstki promieniowania zderzając się z atomami lub cząsteczkami wybijają z ich powłok elektronowych elektrony. Pozbawione tych elektronów atomy są jonami naładowanymi dodatnio. Wybite elektrony zostają wychwycone przez atomy lub cząsteczki obojętne elektrycznie, w wyniku czego powstają jony naładowane ujemnie. Promieniowanie jonizujące powoduje więc powstawanie parami różnoimiennych jonów. Różne rodzaje promieniowania, o jednakowej energii cząstek, mają różną zdolność jonizacji.
Promieniowanie jonizujące może być pochodzenia jądrowego, tzn. powstaje w wyniku przemian zachodzących w jądrze atomu (promieniowanie gamma, alfa, beta) i nie jądrowego, powstającego wskutek przemian poza jądrem atomowym (promieniowanie rentgenowskie). Ze względu na charakter promieniowania wyróżniamy promieniowanie elektromagnetyczne (gamma, rentgenowskie, czyli X) i promieniowanie korpuskularne – cząstkowe (alfa, beta).
Promieniowanie jonizujące jest bardzo szkodliwe i niebezpieczne dla organizmu człowieka. Ponieważ obecnie w coraz większym zakresie stosuje się w najrozmaitszych produkcjach przemysłowych reaktory na promieniotwórczości, toteż liczba narażonych osób gwałtownie wzrasta. Rodzaj, wielkość i szybkość występowania uszkodzeń zdrowia zależy od dawki napromieniowania, mierzonej w rentgenach.
Promienie jonizujące działają szkodliwie na organizmy żywe, gdyż w wyniku jonizacji zostają zapoczątkowane reakcje chemiczne, powodujące m.in. poważne zmiany w budowie substancji organicznych komórki, decydujących o jej życiu i rozwoju, w wyniku czego zachodzą w organizmie poważne zmiany uszkadzające. Jonizacja wywołuje zaburzenia biochemiczne spowodowane zmianą składu chemicznego i mechanizmu przemiany materii. Stwierdzono upośledzone wchłanianie tłuszczu z przewodu pokarmowego, zaburzenia w przemianie białkowej, szybkie unieczynnianie się niektórych enzymów i wzrost aktywności innych, upośledzoną syntezę kwasu dezoksyrybonukleinowego, jednego z podstawowych składników wszystkich komórek. Jest ono szczególnie szkodliwe dla krwi, komórek narządów rozrodczych i komórek młodych. Może wywoływać złośliwienie procesów rozmnażania komórek, prowadzące do powstawania nowotworów złośliwych, np. raka skóry, kości lub narządów wewnętrznych. Promienie alfa, beta, gamma wywołują również oparzenia skóry, podobne do termicznych, z takimi objawami, jak rumień, pęcherze i martwica, ale znacznie trudniejsze do wygojenia. U kobiet występują zaburzenia miesiączkowania i ciąży.
Wybiórcze i energiczne działanie uszkadzające tego promieniowania na młode, intensywnie rozmnażające się tkanki wykorzystano w lecznictwie przeciwrakowym. Promienie X w dużej dawce mogą wywołać jaskrę, zapalenie rogówek, zaćmę.
ateriał promieniotwórczy – wchłonięty z powietrzem w postaci np. par lub pyłów izotopów wapnia, strontu, czy też po skażeniu skóry i błon śluzowych albo połknięty – nie rozkłada się równomiernie we wszystkich tkankach, tylko ma tendencję do odkładania się w tej tkance, do której ma szczególne powinowactwo. Na przykład izotopy wapnia i strontu odkładają się w kościach, jodu w tarczycy, a żelaza w krwinkach czerwonych. W następstwie w tej właśnie tkance lub narządzie koncentruje się działanie stosunkowo nieznacznych frakcji danego izotopu. Z tego tkankowego niejako magazynu izotopowego zaczyna stale wydalać się właściwe danemu izotopowi promieniowanie, takimi porcjami, które są właściwe dla naturalnego rozpadu tegoż izotopu. Izotopy promieniotwórcze tych pierwiastków, które słabo i powoli rozpuszczają się w sokach ustrojowych, jeśli dostaną się do organizmu z powietrzem pozostają po adsorpcji przez długi czas w płucach i stamtąd działają. Ponieważ nabłonek dróg oddechowych odznacza się szczególną wrażliwością na promieniowanie, często w oskrzelach powstają popromienne nowotwory złośliwe.
RODZAJE PROMIENIOWANIA
Promieniowanie alfa zatrzymywane jest przez zrogowaciałą warstwę naskórka lub kartkę papieru. Stąd zewnętrzne zagrożenie napromieniowaniem tego typu jest bardzo niewielkie. Natomiast po przedostaniu się do ustroju substancji, która wypromieniowuje cząstki alfa, powstaje duże zagrożenie dla narządów, w których substancja ta usadowi się oraz dla najbliższego ich 0otoczenia. Cząstki alfa w porównaniu z promieniowaniem beta, gamma lub X mają największą zdolność jonizacji, powodując tym samym duże uszkodzenia w organizmie. Z tych względów cząstki alfa w skażeniach wewnętrznych są najgroźniejsze.
Promieniowanie beta ma już większą przenikliwość materii. Przenikliwość ta zależna jest, tak jak i w promieniowaniu alfa od energii promieniowania. Promieniowanie beta powoduje mniej uszkodzeń w tkankach niż promieniowanie alfa, ale z powodu większej przenikliwości, przechodząc przez skórę może uszkodzić tkanki narządów leżących głębiej. Zewnętrzne zagrożenie przy promieniowaniu beta jest większe niż przy promieniowaniu alfa. Dla ochrony przed promieniowaniem beta wystarczą cienkie osłony aluminiowe.
Najgroźniejsze ze względu na zewnętrzne narażenie jest promieniowanie X i promieniowanie gamma. Zasięg tego rodzaju promieniowania jest znacznie większy od poprzednich. Aby osłabić promieniowanie X i gamma stosuje się grube osłony z materiału jak np. ołów, żeliwo, beton, baryt.

CHOROBA POPROMIENNA
Zespół objawów klinicznych obserwowanych w następstwie uszkodzeń popromiennych nazywa się chorobą popromienną. Jest to choroba organizmu charakteryzująca się różnymi objawami i w zależności od dawki napromieniowania może być wyleczona lub prowadzić do śmierci.
Po napromieniowaniu człowieka w krótkim czasie dawkami śmiertelnymi (ok. 600 rentgenów na całe ciało) lub zbliżonymi do śmiertelnych, występują objawy ostrej choroby popromiennej charakteryzujące się tym, że w ciągu kilku lub kilkunastu godzin po napromieniowaniu mogą się pojawić: mdłości, wymioty, zawroty i ból głowy, pogorszenie ogólnego samopoczucia, uczucie zmęczenia, apatia i senność lub podniecenie, pragnienie, brak apetytu, biegunka. Jest to okres prodromalny (wstępny). Objawy te szybko ustępują i rozpoczyna się okres utajenia choroby popromiennej. W okresie tym chory nie odczuwa żadnych dolegliwości.
Po kilku lub kilkunastu dniach okresu utajenia następuje okres ostrych objawów. Występuje gorączka, bóle głowy, brak apetytu, wymioty, biegunka, pojawiają się duże zmiany we krwi i szpiku kostnym, zakażenia bakteryjne, owrzodzenia błony śluzowej ust, wypadanie włosów, zaburzenia troficzne w skórze (wybroczyny). W miejscu wybroczyn skórnych rozwijają się następnie oparzenia popromienne w postaci pęcherzy wypełnionych przezroczystym płynem.
Choroba popromienna kończy się często śmiercią. Objawy w zależności od dawki, występują w różnym czasie od napromieniowania.
Tabela 1 Przebieg choroby popromiennej po różnych dawkach napromieniowania
Okres czasu po napromieniowaniu Powyżej 600 r *–przeżycie nieprawdopodobne 550 – 300 r - przeżycie możliwe 250 – 100 r-przeżycie prawdopodobne
I tydzień Nudności, wymioty i biegunka w ciągu pierwszych kilku godzin. W pewnych przypadkach okres utajenia choroby Nudności, wymioty i biegunka w ciągu pierwszych kilku godzinOkres utajenia choroby Możliwe nudności, wymioty i biegunka w ciągu pierwszych dniOkres utajenia choroby
II tydzień Biegunka, krwotok, plamica krwotoczna, zakażenia bakteryjne, zapalenie jamy ustnej i gardła, gorączka Wypadanie włosów aż do wyłysienia włącznie, brak apetytu i ogólne osłabienie, gorączka, zmiany w krwi i szpiku kostnym Okres utajenie chorobyCzęściowe wypadanie włosów, niewielkie zmiany we krwi i szpiku kostnym
III tydzień Zmiany we krwi i szpiku kostnym, gwałtowne postępujące wyniszczenie ogólne. Śmierć prawdopodobnie w 100% Krwawienia, plamica krwotoczna, wybroczyny, krwawienie z nosa, bladość, zakażenia bakteryjne, zapalenie jamy ustnej i gardła, biegunka, wyniszczenie ogólne Brak apetytu, osłabienie, bóle gardła, krwawienia, plamica krwotoczna, wybroczyny, bladość, biegunka, umiarkowane wyniszczenie ogólne
IV tydzień W najcięższych przypadkach śmierć (50%) Wyzdrowienie może nastąpić w ciągu 3 miesięcy, z wyjątkiem przypadków ludzi ze złym stanem zdrowia przed napromieniowaniem oraz ludzi z innymi obrażeniami lub zakażeniami

Zależnie od wrażliwości osobniczej, stanu zdrowia, wieku, płci, te same dawki napromieniowania mogą wywoływać różne objawy i skutki. Jeśli okres utajnienia choroby przedłuża się ponad 3 tygodnie, można mieć nadzieję na pomyślny przebieg choroby i wyzdrowienie. Także w przypadku osób, które przeżyły 8 tydzień, rokowanie może być w zasadzie pomyślne. Jednakże choroba popromienna przy postępującym spadku sił organizmu może doprowadzić do śmierci nawet po wielu miesiącach.
Po przeżyciu choroby popromiennej mogą wystąpić, nawet po dłuższym okresie czasu, różne następstwa uszkodzeń popromiennych, tj. białaczka, nowotwory, zmętnienie soczewki oka. Doświadczenia wykazały także, że przeciętna długość życia ludzi, którzy przeżyli chorobę popromienną, jest krótsza niż u ludzi zdrowych.
Duże dawki wywołują ostrą chorobę popromienną, natomiast efekty działania małych dawek napromieniowania występują po upływie dłuższego okresu czasu.
Przewlekła choroba popromienna może być następstwem intensywnego, długotrwałego leczenia promieniami Rentgena, jak również schorzeniem zawodowym, ludzi podlegających stale działaniu energii promienistej.
Leczenie choroby popromiennej należy zaczynać natychmiast po napromieniowaniu. W przypadku stwierdzenia objawów ostrej choroby popromiennej, podaje się, już w okresie objawów zwiastunowych, środki
przeciwwymiotne i uspokajające. W przypadki zaburzeń w gospodarce wodno – elektrolitowej, różne roztwory kwasów, zasad i soli, glikozę, płyny krwiozastępcze. Chorym z objawami niedokrwistości i skazy krwi należy zrobić transfuzję krwi. Możliwe jest leczenie za pomocą przeszczepu szpiku kostnego.
Wszystkie żywe ustroje na Ziemi znajdują się pod stałym działaniem promieniowania jonizującego, do którego są przystosowane. Promieniowanie to pochodzi ze źródeł naturalnych, z promieniowania kosmicznego i z substancji promieniotwórczych występujących w ziemi, wodzie, świecie roślinnym, powietrzu i organizmach zwierzęcych.
Bardzo szybki rozwój środków technicznych w dziedzinie praktycznego zastosowania energii jądrowej w medycynie, technice, przemyśle, geologii, badaniach naukowych i próbne wybuchy jądrowe spowodowały wzrost napromieniowania ustroju dawkami niejednokrotnie przewyższającymi dawki pochodzące ze źródeł naturalnych.
W krótkim czasie po odkryciu promieni Rentgena, dostrzeżono ich silne działanie uszkadzające, powodujące oparzenia skóry, wyłysienia, zmiany we krwi.
W obecnym świecie pracuje około 400 elektrowni atomowych. Niektóre z nich są zagrożeniem dla ludzi i środowiska. Do szczególnie groźnej awarii doszło w 1986 roku, w elektrowni atomowej w Czarnobylu na Ukrainie. Nastąpiła tam awaria reaktora jądrowego, w wyniku której reaktor stanął w płomieniach, a cały blok został doszczętnie zniszczony.
Oblicza się, że podczas katastrofy zostało wyemitowane promieniowanie radioaktywne 200 razy silniejsze od tego, które skaziło Hiroszimę i Nagasaki. Skażeniu uległ obszar o powierzchni 150 tys. km2 na terytorium Ukrainy, Białorusi i Rosji. Ewakuowano 400 tys. mieszkańców. W ciągu 11 lat po awarii na chorobę popromienną zmarło 22 tys. ludzi, a ponad 100 tys. dotknęło inwalidztwo.
Podobne skutki miało (i ma) zrzucenie bomb jądrowych na japońskie miasta Hiroszimę (06.08.1945) i Nagasaki (09.08.1945). Bomby te, o mocy 20 kt każda, spowodowały śmierć 100 tys. osób, a raniły ponad 50 tys. Poszkodowanych w inny sposób było około 500 tys.
Obserwacje poczynione na ofiarach wybuchów bomb jądrowych w Japonii oraz na ofiarach awarii reaktora w Czarnobylu, rozszerzyły znacznie znajomość skutków promieniowania na organizmy żywe. W czasie tych katastrof na świecie zmarła ogromna liczba niewinnych ludzi a ich skutki odczuwalne są do dziś.