Исследовательская работа Радиация и здоровье человека Ученицы 9 класса Шехоновой Александры учитель биологии



Скачать 462.68 Kb.
страница1/3
Дата09.08.2018
Размер462.68 Kb.
#43352
ТипИсследовательская работа
  1   2   3

МОУ «Общеобразовательная средняя школа №7»

МО г. Сосновый Бор.

Исследовательская работа

Радиация и здоровье человека

Ученицы 9 класса

Шехоновой Александры.
Руководитель:

учитель биологии

Девятова Г.В.

2006 г.


Содержание

Стр.

Введение………………………………………………………………………. .3


1.Сведения из истории……………………………………………………… 4

2.Виды излучений…………………………………………........................... .5


3. Биологическое действие ионизирующих излучений………………....... .6

3.1 Использование знаний о биологическом действии ионизирующих

лучей в разных областях жизни…………………………………..………… 10
4. Использование источников ионизирующих излучений для

диагностики и лечения заболеваний………………………………………10


5. Губительное действие различных видов ионизирующих

излучений………………………………………………………………….. 12


6. Методика работы…………………………………………………………. 15
Выводы…………………………………………………………………….….22

Рекомендации………………………………………………………….…… 22


Список литературы…………………………………………….……………………….23

Введение
Тысячелетия эволюции сформировали инстинкт самосохранения – научились избегать опасностей, сохранять свою жизнь. Но по - прежнему, как и на заре истории, более всего страшит человека неизвестное. Это – радиация. Не видно, не слышно, не больно... Чувства наши, всегда безошибочно подсказывающие, откуда ждать опасность, бессильны здесь. Надеяться остается только на знания.

Большинство из нас доверяет только опыту, только одной логике – логике факта. Факта проверенного, «пощупанного». У нормального человека не вызывают сомнений с детства знакомые проявления законов физики. Тающий снег, кипящий чайник, тормозящая машина – тысячи примеров подтверждающие эти законы. Но чем дальше в глубь клетки, молекулы, ядра проникает взгляд физика, биолога, химика, тем безнадежнее наши – не физиков, не биологов и не химиков – попытки ухватить суть дела. Знания о предметах, подобных радиации, большинству приходится принимать на веру. Потому – то – такова психология человека – информация, собственным чувственным опытом не подтверждения, оказывается способной породить множество мифов и преувеличений. Одновременно и недопустимо пренебрежение к опасности: да существует ли она на самом деле? Случилась беда, но вокруг – то ничего не изменилось.

Так было и в Киеве, и в других местах: кто-то не верил в серьезность опасности, кто-то преувеличивал ее.

Многое из того, что вчера еще входило в круг интересов только узких специалистов, стало живо волновать всех. Это не случайно: ведь невидимая, неслышимая, неуловимая радиация имеет отношения к тому, о чем мы все в той или иной степени печемся, - к нашему здоровью[1].

Меня тоже интересует эта проблема, поэтому мною и была выбрана данная тема для своей исследовательской работы.

Вопросы опасности и безопасности радиации обсуждаются и изучаются, исследуются последствия трагедии в Чернобыле. Несмотря на то, что со дня 26 апреля 1986 г. прошло уже 20 лет, остается очень много вопросов.

У людей из–за недостатка информации и знаний развивается радиофобия.

Радиофобия - повышенный страх перед радиации, увеличение мнительности, необъективности оценке здоровья, немотивированной раздражительности, эмоциональные сдвиги и др., возникшие под влиянием различных катастроф этого рода.
Цель работы: Изучение влияния радиации на здоровье человека.
Задачи:


  1. Изучить виды излучений.

  2. Изучить биологическое действие ионизирующих излучений.

  3. Изучить использование источников ионизирующих излучений для диагностики и лечения заболеваний.

  4. Изучить проявления губительного действия радиоктивных веществ.

  5. Изучить меры защиты от ионизирующих излучений.



Сроки проведения работ:

Сентябрь – февраль 2005 – 2006 гг.


Благодарю работников ЦМСЧ – 38 за предоставленную информацию по заболеваемости людей, подвергшихся действию ионизирующих излучений.

1. Сведения из истории.
Влияние радиации на человеческий организм, неблагоприятные генетические последствия изучаются давно, с тех пор, как люди начали работать с источниками излучения. Толстые резиновые перчатки, которые стали в свое время защищать свои руки рентгенологи, появились не сразу: профессиональное заболевание – рак кожи – было одним из первых проявлений отдаленного воздействия чрезмерного облучения, которое получал врач, работавший за несовершенным рентгеновским аппаратом. К основным группам людей, наблюдение за которыми позволило установить связь облучения с онкологическими заболеваниями, относятся, скажем, шахтеры урановых рудников или некоторая часть населения Хиросимы и Нагасаки.

Во время взрыва атомных бомб в японских городах от восьми до десяти процентов населения подверглось облучению в дозе, превышающей 200 рад. Еще некоторая часть населения получила дозу, превышающую 100 рад. Именно на этих группах людей сказались все тяжелые последствия атомных взрывов. Что касается упомянутых уже врачей – рентгенологов, то и среди них заболевали далеко не все. Лишь те, кто начал работать до тридцатых годов, когда сами аппараты были примитивны.

В те времена, кроме того, не существовало еще установленных норм допустимого облучения. Позже, когда улучшились условия труда, с введением нормы допустимого излучения (она составляет около 5 бэр в год), количество онкологических заболеваний среди рентгенологов стало таким же, как и среди любых других групп населения.

Длительные (20 – 30 лет) наблюдения в самых разных странах за людьми, работающими с источниками излучения с соблюдением допустимых норм, показали, что зловещих изменений по сравнению с другими группами населения у этих профессионалов нет.

Хотя медицинская радиология располагает сегодня значительным опытом, специалисты в своих оценках все–таки осторожны и не дают сразу категорических заключений. И все же некоторые данные уже известны.

Так, проявление отдаленных последствий облучения – онкологические заболевания и генетические нарушения – считается бесспорным для облучения, превышающие 100 бэр.

Лучевая болезнь может возникнуть при разовой дозе, превышающей 75 – 100 бэр. При всей осторожности, с которой делаются прогнозы последствий чернобыльской аварии, риск проявления отдаленных последствий облучения на больших группах населения признается ничтожно малым .

2. Виды излучений.

Влияние радиации на здоровье изучает такая наука как радиология. Радиология это медицинская научная дисциплина, предмет изучения которой — теория и практика использования источников ионизирующих излучений для диагностики и лечения заболеваний, а также биологическое действие ионизирующих излучений или потоков заряженных частиц (альфа - частиц, бета - излучений, протонов) и нейтронов[1].



Виды излучений.

1.Гамма-излучение - коротковолновое электромагнитное излучение. На шкале электромагнитных волн оно граничит с жёстким рентгеновским излучением, занимая область более высоких частот.

2льфа-частицы - ядра атомов гелия, испускаемые некоторыми радиоактивными элементами. А.-ч. являются также продуктами некоторых ядерных реакций, протекающих под действием нейтронов или заряженных частиц, например, при бомбардировке азота протонами (р).

3.Бета-излучение - поток электронов или позитронов (b-частиц), испускаемых при бета-распаде радиоактивных изотопов. Действие на организм Б.-и. приводит к развитию всех признаков лучевого поражения вплоть до гибели клеток, тканей и всего организма. Действие Б.-и. сходно с Биологическое действие ионизирующих излучений др. видов. При внешнем облучении организмов Б.-и. поражает лишь поверхностные ткани, т.к. проникающая способность b-частиц не превышает нескольких миллиметров.

4.Нейтронное излучение - это поток нейтральных частиц. Эти частицы вылетают из ядер атомов при некоторых ядерных реакциях, в частности, при реакциях деления ядер урана и плутония. Вследствие того, что нейтроны не имеют электрического заряда, нейтронное излучение обладает большой проникающей способностью. В зависимости от кинетической энергии нейтроны условно делятся на быстрые, сверхбыстрые, промежуточные, медленные и тепловые. Нейтронное излучение возникает при работе ускорителей заряженных частиц и реакторов, образующих мощные потоки быстрых и тепловых нейтронов. Отличительной особенностью нейтронного излучения является способность превращать атомы стабильных элементов в их радиоактивные изотопы, что резко повышает опасность нейтронного облучения.

5. Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитное излучение высокой частоты и с короткой длиной волны, возникающее при бомбардировке вещества потоком электронов. Важнейшим свойством рентгеновского излучения является его большая проникающая способность. Рентгеновские лучи могут возникать в рентгеновских трубках, электронных микроскопах, мощных генераторах, выпрямительных лампах, электронно-лучевых трубках и др.

В таблице 1. представлены типы источников облучения по происхождению.

Таблица 1. Типы источников облучения по происхождению.



Облучение по происхождению источника бывает

Естественное

Искусственное

Под естественным радиационным фоном понимают дозу облучения, получаемую от естественных источников радиоактивного излучения (космического излучения и излучения естественных, природных, радиоактивных элементов, таких как уран или радон).

  • Естественный фон

  • Радионуклиды

  • Радоновое излучение

  • Гамма-фон




Источниками ИИ могут быть природные и искусственные радиоактивные вещества, различного рода ядерно-технические установки, медицинские препараты, многочисленные контрольно-измерительные устройства (дефектоскопия металлов, контроль качества сварных соединений). Они используются также в сельском хозяйстве, геологической разведке, при борьбе со статическим электричеством и др.




3. Биологическое действие ионизирующих излучений.
Биологическое действие ионизирующих излучений (Б.д.и.и) - изменения, вызываемые в жизнедеятельности и структуре живых организмов при воздействии коротковолновых электромагнитных волн (рентгеновского излучения и гамма-излучения).

Исследования Б. д. и. и. были начаты сразу после открытия рентгеновского излучения (1895 г.) и радиоактивности (1896 г.). В 1896 г. русский физиолог И. Р. Тарханов показал, что рентгеновское излучение, проходя через живые организмы, нарушает их жизнедеятельность. Особенно интенсивно стали развиваться исследования Б. д. и. и. с началом применения атомного оружия (1945 г.), а затем и мирного использования атомной энергии[2].



Для Б. д. и. и. характерен ряд общих закономерностей:

1) Глубокие нарушения жизнедеятельности вызываются ничтожно малыми количествами поглощаемой энергии. Так, энергия, поглощённая телом млекопитающего животного или человека при облучении смертельной дозой, при превращении в тепловую привела бы к нагреву тела всего на 0,001°С. Попытка объяснить «несоответствие» количества энергии результатам воздействия привела к созданию теории мишени. Согласно теории мишени лучевое повреждение развивается при попадании энергии в особенно радиочувствительную часть клетки — «мишень».



Теория мишени (т.м.) - принцип (радиобиологический), одна из первых теорий биологического действия ионизирующих лучей сформулирована в 20—30-х гг. 20 века. Согласно т.м., в биологических объектах имеются особо чувствительные объёмы — «мишени», поражение которых приводит к поражению всего объекта. Дискретная природа излучений и их взаимодействий с веществом позволяет, особенно в случае ионизирующих излучений, исходить из представлений об «обстреле» вещества частицами различных энергий (фотоны, быстрые электроны или другие частицы), а в связи с этим — из принципа попадания и «мишени». Клетки и ткани состоят из огромного числа макромолекул, мицелл, фибрилл, мембран и других структур различного строения и величины. При применяемых в радиобиологии дозах облучения вероятность попадания частицы или фотона в редкую, но жизненно важную внутриклеточную «мишень» (макромолекулярную и биологически активную структуру) невелика. Однако в результате редких попаданий в такую «мишень» даже небольшие дозы ионизирующих излучений могут вызвать гибель клетки или какие-либо редкие специфические реакции в ней, например, мутации (Мутации (от лат. mutatio — изменение, перемена) - внезапно возникающие естественные (спонтанные) или вызываемые искусственно (индуцированные) стойкие изменения наследственных структур живой материи, ответственных за хранение и передачу генетической информации. Способность давать мутации. — мутировать — универсальное свойство всех форм жизни от вирусов и микроорганизмов до высших растений, животных и человека; оно лежит в основе наследственной изменчивости в живой природе. Мутации, возникающие в половых клетках или спорах (генеративные мутации), передаются по наследству; мутации, возникающие в клетках, не участвующих в половом размножении (соматические мутации) приводят к генетическому мозаицизму: часть организма состоит из мутантных клеток, другая — из немутантных. В этих случаях мутации могут наследоваться только при вегетативном размножении с участием мутантных соматических частей организма (почек, черенков, клубней и т.п.)

2) Б. д. и. и. не ограничивается подвергнутым облучению организмом, но может распространяться и на последующие поколения, что объясняется действием на наследственный аппарат организма. Именно эта особенность очень остро ставит перед человечеством вопросы изучения Б. д. и. и. и защиты организма от излучений.

3) Для Б. д. и. и. характерен скрытый (латентный) период, то есть развитие лучевого поражения наблюдается не сразу. Продолжительность латентного периода может варьировать от нескольких минут до десятков лет в зависимости от дозы облучения, радиочувствительности организма и наблюдаемой функции. Так, при облучении в очень больших дозах (десятки тыс. рад) можно вызвать «смерть под лучом», длительное же облучение в малых дозах ведёт к изменению состояния нервной и других систем, к возникновению опухолей спустя годы после облучения.

Резистентность разных видов организмов различна. Смерть половины облученных животных (при общем облучении) в течение 30 суток после облучения (летальная доза — ЛД 50/30) вызывается следующими дозами рентгеновского излучения: морские свинки 250 рад, собаки 335 рад, обезьяны 600 рад, мыши 550—650 рад, караси (при 18°С) 1800 рад, змеи 8000—20000 р. Более устойчивы одноклеточные организмы: дрожжи погибают при дозе 30000 рад, амёбы — 100000 рад, а инфузории выдерживают облучение в дозе 300000 р. Резистентность высших растений тоже различна: семена лилии полностью теряют всхожесть при дозе облучения 2000 рад, на семена капусты не влияет доза в 64000 рад.

  Большое значение имеют также возраст, физиологическое состояние, интенсивность обменных процессов организма, а также условия облучения. При этом, помимо дозы облучения организма, играют роль: мощность, ритм и характер облучения (однократное, многократное, прерывистое, хроническое, внешнее, общее или частичное, внутреннее), его физические особенности, определяющие глубину проникновения энергии в организм (рентгеновское и гамма-излучение проникает на большую глубину, альфа-частицы до 40 мкм, бета-частицы — на несколько мм), плотность вызываемой излучением ионизации (под влиянием альфа-частиц она больше, чем при действии других видов излучения). Все эти особенности воздействующего лучевого агента определяют Относительную биологическую эффективность излучений - показатель, с помощью которого определяют, во сколько раз биологическое действие ионизирующих лучей данного типа (например, альфа- , бета - лучи, нейтроны и т.д.) больше или меньше действия на тот же биологический объект стандартного излучения (жесткие рентгеновские или гамма - лучи). Если источником излучения служат попавшие в организм радиоактивные изотопы, то огромное значение для Б. д. и. и. испускаемого этими изотопами, имеет их химическая характеристика, определяющая участие изотопа в обмене веществ, концентрацию в том или ином органе, а, следовательно, и характер облучения организма.

  Первичное действие радиации любого вида на любой биологический объект начинается с поглощения энергии излучения, что сопровождается возбуждением молекул и их ионизацией. При ионизации молекул воды (косвенное действие излучения) в присутствии кислорода возникают активные радикалы (ОН - и др.), гидратированные электроны, а также молекулы перекиси водорода, включающиеся затем в цепь химических реакций в клетке. При ионизации органических молекул (прямое действие излучения) возникают свободные радикалы, которые, включаясь в протекающие в организме химические реакции, нарушают течение обмена веществ и, вызывая появление несвойственных организму соединений, нарушают процессы жизнедеятельности. При облучении в дозе 1000 рад в клетке средней величины (10-9 г) возникает около 1 млн. таких радикалов, каждый из которых в присутствии кислорода воздуха может дать начало цепным реакциям окисления, во много раз увеличивающим количество измененных молекул в клетке и вызывающим дальнейшее изменение надмолекулярных (субмикроскопических) структур. Выяснение большой роли свободного кислорода в цепных реакциях, ведущих к лучевому поражению, т.н. кислородного эффекта, способствовало разработке ряда эффективных радиозащитных веществ, вызывающих искусственную гипоксию в тканях организма. ( Гипоксия (от гипо. и лат. oxygenium — кислород), кислородное голодание, кислородная недостаточность, понижение содержания кислорода в тканях.) Возникающее при гипоксии патологическое состояние обусловливается тем, что поступление кислорода к тканям (при снижении его содержания в крови — гипоксемии) или способность тканей использовать кислород оказывается ниже, чем их потребность в нём. Вследствие этого в жизненно важных органах развиваются необратимые изменения. Наиболее чувствительны к кислородной недостаточности центральная нервная система, мышца сердца, ткани почек, печени. Большое значение имеет и миграция энергии (Миграция энергии - перенос энергии, самопроизвольный переход энергии с одной частицы — донора (атома или молекулы) на другую — акцептор) по молекулам биополимеров, в результате которой поглощение энергии, происшедшее в любом месте макромолекулы, приводит к поражению её активного центра. Физические и физико-химические процессы, лежащие в основе Б. д. и. и., то есть поглощение энергии и ионизация молекул, занимают доли секунд.

Последующие биохимические процессы лучевого повреждения развиваются медленнее. Образовавшиеся активные радикалы нарушают нормальные ферментативные процессы в клетке, что ведёт к уменьшению количества богатых энергией (макроэргических) соединений. Особенно чувствителен к облучению синтез ДНК в интенсивно делящихся клетках Т. о., в результате цепных реакций, возникающих при поглощении энергии излучения, изменяются многие компоненты клетки, в том числе макромолекулы (ДНК, ферменты и др.) и сравнительно малые молекулы (аденозинтрифосфорная кислота, коферменты и др.). Это приводит к нарушению ферментативных реакций, физиологических процессов и клеточных структур.

Воздействие ионизирующего излучения вызывает повреждение клеток. Наиболее важно нарушение клеточного деления - митоза. При облучении в сравнительно малых дозах наблюдается временная остановка митоза. Большие дозы могут вызвать полное прекращение деления или гибель клеток. Нарушение нормального хода митоза сопровождается хромосомными перестройками (Хромосомные перестройки, хромосомные мутации, структурные изменения хромосом, возникающие вследствие разрывов в них, сопровождающихся в большинстве случаев воссоединением образовавшихся кусков в иных сочетаниях, чем в исходных хромосомах.) возникновением мутаций, ведущими к сдвигам в генетическом аппарате клетки, а следовательно, к изменению последующих клеточных поколений (цитогенетический эффект.) При облучении половых клеток многоклеточных организмов нарушение генетического аппарата ведёт к изменению наследственных свойств развивающихся из них организмов. При облучении в больших дозах происходит набухание и пикноз ( Пикноз - сморщивание клеточного ядра) ядра (уплотнение хроматина), затем структура ядра исчезает. В цитоплазме при облучении в дозах 10 000—20 000 рад наблюдаются изменение вязкости, набухание протоплазматических структур, образование вакуолей, повышение проницаемости. Всё это резко нарушает жизнедеятельность клетки.



Сравнительное изучение радиочувствительности ядра и цитоплазмы показало, что в большинстве случаев чувствительно к облучению ядро (например, облучение ядер сердечной мышцы тритона в дозе нескольких протонов на ядро вызвало типичные деструктивные изменения; доза в несколько тысяч раз большая не повредила цитоплазмы). Многочисленные данные показывают, что клетки наиболее резистентны в период деления и дифференцировки: при облучении поражаются прежде всего растущие ткани. Это делает облучение наиболее опасным для детей и беременных женщин. На этом же основана и радиотерапия опухолей — растущая ткань опухоли погибает при облучении в дозах, которые меньше повреждают окружающие нормальные ткани.

Возникающие в облучаемых клетках изменения ведут к нарушениям в тканях, органах и жизнедеятельности всего организма. Особенно выражена реакция тканей, в которых отдельные клетки живут сравнительно недолго. Это слизистая оболочка желудка и кишечника, которая после облучения воспаляется, покрывается язвами, что ведёт к нарушению пищеварения и всасывания, а затем к истощению организма, отравлению его продуктами распада клеток (токсемия) и проникновению бактерий, живущих в кишечнике, в кровь (Бактериемия - присутствие в крови бактерий. Бактерии проникают в кровь человека и животных через повреждения кожи, слизистых оболочек, а также при патологических изменениях лимфатических узлов, сосудистой системы и др. Б. сопровождает многие инфекционные заболевания - лептоспирозы, сыпной и возвратный тифы, туляремию; особенно характерна Б. для кишечных инфекций (брюшной тиф, паратифы и другие сальмонеллёзы, бруцеллёз и др.), при которых она обусловливает генерализацию патологического процесса. Наиболее выражена Б. востром (генерализованном) периоде болезни. Б. развивается при действии средних и больших доз ионизирующей радиации в результате нарушения естественного иммунитета, уменьшения выработки антител, падения количества лейкоцтов и их фагоцитарной активности, а также изменения проницаемости тканевых барьеров и ряда других факторов. Б. — характерное осложнение лучевой болезни. По мере преодоления организмом болезни (активизация фагоцитарной функции лейкоцитов, накопление антител и др.) Б. уменьшается вплоть до полного исчезновения. Сильно повреждается кроветворная система, что ведёт к резкому уменьшению числа лейкоцитов в периферической крови и к снижению её защитных свойств. Одновременно падает и выработка антител, что ещё больше ослабляет защитные силы организма. (Уменьшение способности облученного организма вырабатывать антитела и тем самым противостоять внедрению чужеродного белка используется при пересадке органов и тканей — перед операцией пациента облучают.) Уменьшается и количество эритроцитов, с чем связано нарушение дыхательной функции крови. Б. д. и. и. обусловливает нарушение половой функции и образования половых клеток вплоть до полного бесплодия (стерильности) облученных организмов. Важную роль в развитии лучевого поражения животных и человека играет нервная система. Так, у кроликов смертельный исход при облучении в дозе 1000 рад часто определяется нарушениями в центральной нервной системе, вызывающими остановку сердечной деятельности и паралич дыхания. Исследования биоэлектрических потенциалов мозга облученных животных и людей, подвергающихся лучевой терапии, показали, что нервная система раньше других систем организма реагирует на радиационное воздействие. Облучение собак в дозе 5—20 рад и хроническое облучение в дозе 0,05 рад при достижении дозы в 3 рад ведёт к изменению условных рефлексов. Большую роль в развитии лучевой болезни играют и нарушения деятельности желёз внутренней секреции[3].

Для Б. д. и. и. характерно последействие, которое может быть очень длительным, т.к. по окончании облучения цепь биохимических и физиологических реакций, начавшихся с поглощения энергии излучения, продолжается долгое время. К отдалённым последствиям облучения относятся изменения крови (уменьшение числа лейкоцитов и эритроцитов),нефросклероз, циррозы печени изменения мышечных оболочек сосудов, раннее старение, появление опухолей. Эти процессы связаны с нарушением обмена веществ и нейроэндокринной системы, а также повреждением генетического аппарата клеток тела.




Скачать 462.68 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2023
обратиться к администрации

    Главная страница