Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАФЕДРА ОБЩЕЙ ГИГИЕНЫ, ЭКОЛОГИИ И РАДИАЦИОННОЙ МЕДИЦИНЫ
В.Н. Бортновский, А.А. Лабуда, С.В. Климович
Обсуждено на заседании кафедры Протокол №3 от 05.02.2011 г.
ТЕМА 4
РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ. РАДИАЦИОННЫЕ ПОРАЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА
Время: 4 часа
Рекомендации к практическим занятиям по «Радиационной и экологической медицине» для студентов 2 курса лечебного факультета и факультета по подготовке специалистов для зарубежных стран
Гомель
ГомГМУ
2011
МОТИВАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕМЫ
Знание механизмов радиочувствительности на различных уровнях организации живой материи и особенностей формирования лучевых поражений человека в разных возрастных группах необходимо для дальнейшей практической деятельности врача с целью проведения адекватных лечебно-профилактических мероприятий по снижению повреждающего эффекта ионизирующего излучения.
ОБЩЕЕ ВРЕМЯ ЗАНЯТИЙ: 4 часа
Цель занятия: усвоить особенности формирования лучевых повреждений организма человека.
Задачи занятия:
ТРЕБОВАНИЯ К ИСХОДНОМУ УРОВНЮ ЗНАНИЙ
Для освоения темы занятия необходимо знание основ физики, общей химии, биологии, биохимии, нормальной физиологии, общей гигиены. Полноценное усвоение материала практического занятия возможно при наличии у студентов адекватных представлений о строении клетки, уровнях организации генома, о критических периодах органогенеза, нормальных показателях содержания форменных элементов периферической крови и длительности их жизни, этапах кроветворения.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ИЗ СМЕЖНЫХ ДИСЦИПЛИН
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ
УЧЕБНЫЙ МАТЕРИАЛ
Радиочувствительность — это чувствительность биологических объектов к действию ионизирующих излучений. Синонимом данного понятия служит радиопоражаемость. Альтернативные понятия — радиоустойчивость или радиорезистентность.
Наиболее часто в качестве меры радиочувствительности используется ЛД50 — доза облучения, вызывающая гибель 50 % облученных организмов за различное время после облучения (в зависимости от вида живых организмов).
На клеточном уровне радиочувствительность зависит от ряда факторов:
На тканевом уровне выполняется правило Бергонье-Трибондо: радиочувствительность ткани прямо пропорциональна пролиферативной активности и обратно пропорциональна степени дифференцировки составляющих ее клеток.
На органном уровне радиочувствительность зависит не только от радиочувствительности тканей, составляющих данный орган, но и от его функций.
Особенности поражения организма в целом определяются двумя факторами:
При облучении страдают все органы и ткани, но ведущим для организма является поражение одного или нескольких критических органов.
Критические органы — это жизненно важные органы и системы, которые повреждаются первыми в данном диапазоне доз, что обусловливает гибель организма в определенные сроки после облучения.
В зависимости от критического органа выделяют 3 основных радиационных синдрома:
1. Костномозговой — развивается при облучении в диапазоне доз 1-10 Гр, средняя продолжительность жизни — не более 40 суток, на первый план выступают нарушения гемопоэза.
2. Желудочно-кишечный — развивается при облучении в диапазоне доз 10-80 Гр, средняя продолжительность жизни около 8 суток, ведущим является поражение тонкого кишечника.
3. Церебральный — развивается при облучении в дозах более 80-100 Гр, продолжительность жизни менее 2 суток, развиваются необратимые изменения в ЦНС.
Острая лучевая болезнь (ОЛБ)
Под лучевой болезнью человека понимают комплекс проявлений поражающего действия ионизирующих излучений на организм. Многообразие проявлений зависит от ряда факторов:
Острая лучевая болезнь при однократном внешнем равномерном облучении — наиболее типичный пример радиационного поражения человека. Пороговая доза для проявления ОЛБ — 1 Гр. При внешнем однократном облучении в дозе 0,25 Гр не отмечаются заметные отклонения в состоянии здоровья облученных. Облучение в дозе от 0,25 до 0,5 Гр может вызывать незначительные временные отклонения в составе периферической крови, от 0,5 до 1 Гр — симптомы вегетативной дисрегуляции и нерезко выраженное снижение количества тромбоцитов и лейкоцитов (А.К. Гуськова и др., 1985).
Выделяют четыре основные клинические формы ОЛБ:
Костно-мозговая (доза 1–10 Гр).
Кишечная (доза 10–20 Гр).
Токсемическая (доза 20–80 Гр).
Церебральная (доза более 80 Гр).
Клинические формы и степени тяжести острой лучевой болезни
|
Клинические формы |
Степень тяжести |
Доза облучения ±30%, Гр |
Прогноз |
Продолжительность скрытого периода |
Сроки |
||
|
обязательной госпитализации |
лечения в стационаре |
наступления смертельных исходов |
|||||
|
Костномозговая |
I-легкая II-средней тяжести III-тяжелая IV-крайне тяжелая |
1-2 2-4 4-6 6-10 |
Благоприятный Преимущественно благоприятный Сомнительный |
4-5 нед 2-3 нед 1,5 нед |
Обычно не требуется 20-е сут 8-е сут |
— 2-3 мес 3-4 мес |
— 5-я нед 3-4-я нед |
|
Кишечная |
Та же |
10-20 |
Тот же |
1-2 дня |
Те же |
— |
1-1,5-я нед |
|
Токсемическая |
Та же |
20-80 |
Абсолютно неблагоприятный |
— |
Те же |
— |
3-6-й день |
|
Церебральная |
Та же |
80 и более |
Тот же |
— |
Те же |
— |
До 48 ч |
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЗАНЯТИЯ
Типовые задачи и их решение
Задача 1
Рассчитайте ЭД в (мЗв) на красный костный мозг взрослого человека за счет внутреннего облучения при употреблении с пищей молока с удельной активностью по цезию-137 – 370 Бк/кг.
Годовое потребление молока принять равным 399 кг.
Решение:
Расчет проводится по формуле:
Н = А×В×I, где
Н – эквивалентная доза в Зв;
А – удельная активность радионуклида в данном продукте питания в Бк/кг;
В – дозовый коэффициент внутреннего облучения при пероральном пути поступления радионуклида в организм, равный
1,3×10-8 Зв/Бк, где
I – употребление данного продукта питания в кг/год.
Если удельная активность продукта по условию задачи дается в Ки/кг, то ее следует перевести в системные единицы, т.е. в Бк/кг.
Для расчета ЭД (в мЗв/год) умножаем дозовый коэффициент на удельную активность и годовое потребление продукта:
Н = 1,3×10-8 Зв/Бк×370 Бк×399 кг/год = 0,001919 Зв/год = 1,919 мЗв/год
Задача 2
Рассчитайте годовую ЭД (в мЗв) за счет внутреннего облучения для 6-летнего ребенка при употреблении с пищей молока с удельной активностью по цезию-137 – 370 Бк/кг. Годовое употребление молока принять равным 85 кг.
Решение:
Аналогично предыдущей задаче, за исключением того, что надо ввести поправку на кратность превышения доз у ребенка К=2,28 (по табл.), значение дозового коэффициента находим по таблице В = 1,4×10-8 Зв/Бк:
Н = В × К × А × I
Н = 1,4 × 10-8 Зв/Бк × 370 Бк/кг × 85 кг/год × 2,28 = 0,001004 Зв/год или 1,004 мЗв/год
Задача 3
Рассчитайте годовую ЭД (в Зв) на щитовидную железу ребенка в возрасте 10 лет, если среднегодовая объемная активность атмосферного воздуха по йоду-131 равна 3,0 × 10-13 Ки/л (пути поступления – через органы дыхания).
Решение:
Расчет проводится по формуле: H = V × A × B × K, где
H (Зв/год) – эквивалентная доза (или эффективная эквивалентная доза);
A (Бк/м3) – объемная активность радионуклида в воздухе;
B (Зв/Бк) – дозовый коэффициент внутреннего облучения при ингаляционном поступлении радионуклида в организм;
K – коэффициент кратности превышения доз у ребенка 10 лет (3,01).
Объем дыхания 10-летнего ребенка – 15 м3/сут (табл.). Следовательно, V = 5475 м3/год.
Дозовый коэффициент внутреннего облучения при ингаляционном поступлении в организм йода-131 для щитовидной железы B = 2,9 × 10-7 Зв/Бк (табл.).
Переводим объемную активность воздуха в системные единицы.
3,0 × 10-12 Ки/л = 3,0 × 10-12 × 3,7 × 1010 × 103 = 111 Бк/м3.
Рассчитываем годовую ЭД:
H = 5475 м3 × 111 Бк/м3 × 2,9 × 10-7 Зв/Бк × 3,01 = 0,53048 Зв/год
Задача 4
Рассчитайте, во сколько раз превышает основной дозовый предел (ПД) эквивалентная доза на щитовидную железу взрослой женщины, если среднегодовая объемная активность атмосферного воздуха по йоду-131 равна 2,0 × 10-13 Ки/л (путь поступления – через органы дыхания).
Решение:
Расчет проводится по формуле: Н = V × A × B, где
H (Зв/год) – эквивалентная доза;
V (м3/год) – годовой объем дыхания;
A (Бк/м3) – объемная активность радионуклида в воздухе;
B (Зв/Бк) – дозовый коэффициент внутреннего облучения при ингаляционном поступлении радионуклида в организм.
Объем дыхания взрослой женщины – 21 м3/сут (табл.). Следовательно, за год V = 21 × 365 = 7665 м3/год.
Переводим объемную активность воздуха в системные единицы:
2,0 × 10-13 Ки/л = 7,4 Бк/м3
По таблице находим дозовый коэффициент внутреннего облучения при ингаляционном поступлении I-131 для щитовидной железы,
B = 7,2 × 10-8 Зв/Бк
Для расчета H умножаем количество прошедшего через лёгкие воздуха (V) на дозовый коэффициент (В) и на объемную активность воздуха (А):
H = 7.2 × 10-8 Зв/Бк × 7665 м3 × 7,4 Бк/м3
Ситуационные задачи для самостоятельного решения
Задача № 1
Рассчитайте годовую эффективную дозу (мкЗв), получаемую юношей 17 лет при употреблении картофеля с удельной активностью по Sr90 равной 2,1×10-10 Ки/кг. Годовое потребление картофеля 80кг.
Задача № 2
Определить эффективный период полувыведения йода-131 из организма взрослого человека.
Задача № 3
Определить эффективный период полувыведения стронция-90 из организма взрослого человека.
Задача № 4
Определить эффективный период полувыведения цезия-137 из организма: а) взрослого человека; б) подростка; в) новорожденного.
Задача № 5
Определить эффективный период полувыведения цезия-134 из организма взрослого человека. Учесть, что скорость биологического выведения различных изотопов одного и того же химического элемента одинакова.
Задача № 6
Рассчитайте годовую эффективную дозу (мкЗв), получаемую ребенком 14 лет за счет внутреннего облучения, если средняя объемная активность атмосферного воздуха по Cs137 равна 2,8×10-14 Ки/л (путь поступления Cs137 – ингаляционный).
Задача № 7
Рассчитайте годовую эффективную дозу (мкЗв), получаемую взрослым человеком при употреблении молока с удельной активностью по I131 равной 2,5×10-11Ки/кг. Годовое потребление молока – 150кг.
Задача № 8
Рассчитайте годовую эффективную дозу (мкЗв), получаемую взрослым человеком при употреблении картофеля с удельной активностью по Cs137 равной 1,8×10-10Ки/кг. Годовое потребление картофеля – 80кг.
Задача № 9
Рассчитайте ЭД (в мЗв) на красный костный мозг взрослого человека за счет внутреннего облучения при употреблении с пищей молока с удельной активностью по цезию-137 – 370 Бк/кг.
Годовое потребление молока принять равным 399 кг.
Задача № 10
Рассчитайте годовую эффективную дозу (бэр), сформированную на организм ребенка 3 лет за счет внутреннего облучения, если средняя объемная активность атмосферного воздуха по I131 равна 2,5×10-14 Ки/л (путь поступления I131 – ингаляционный).
Задача № 11
Рассчитайте годовую эффективную дозу (мЗв), получаемую юношей 16 лет за счет внутреннего облучения, если средняя объемная активность атмосферного воздуха по Cs137 равна 4,7×10-14 Ки/л (путь поступления Cs137 - ингаляционный).
Задача № 12
Рассчитайте, во сколько раз превышает основной дозовый предел доза, полученная взрослым человеком, если объемная активность атмосферного воздуха по Sr90 равна 9,0×10-14 Ки/л (путь поступления Sr90 - ингаляционный).
Задача № 13
Рассчитайте, во сколько раз превышает основной дозовый предел доза, полученная взрослым человеком, если объемная активность атмосферного воздуха по I131 равна 9,0×10-14 Ки/л (путь поступления I131 - ингаляционный).
Задача № 14
Рассчитайте, во сколько раз превышает основной дозовый предел доза, полученная взрослым человеком, если объемная активность атмосферного воздуха по Cs137 равна 1,2×10-12 Ки/л (путь поступления Cs137 - ингаляционный).
Задача № 15
Рассчитайте, во сколько раз превышает основной дозовый предел доза, сформированная на организм ребенка 7 лет, если средняя удельная активность молока по цезию-137 – 2,1×10-8 Ки/кг. Годовое потребление молока – 180 кг.
Задача № 16
Активность йода-131, инкорпорированного в щитовидной железе взрослого человека на момент его эвакуации 15 мая 1986 года в «чистую» зону после аварии на ЧАЭС, составила 2,8 МБк. Рассчитать эквивалентную дозу внутреннего облучения щитовидной железы этого человека йодом-131, после эвакуации за последующие 10 дней; 20 дней; 60 дней; 1 год; 5 лет.
Задача № 17
Максимальная поглощенная доза внутреннего облучения йодом-131 щитовидной железы ребенка при его постоянном проживании в «чистой» зоне после эвакуации из Наровлянского района Гомельской области составила 10 Гр. Найти массу и активность йода-131, инкорпорированного в щитовидной железе ребенка на момент его эвакуации из загрязненного в результате аварии на ЧАЭС района. (Масса щитовидной железы ребенка 15 грамм).
Тесты для самоконтроля усвоения темы:
1) Правило Бергонье-Трибондо формулируется следующим образом…
a)радиочувствительность ткани прямо пропорциональна пролиферативной активности и обратно пропорциональна степени дифференцировки составляющих ее элементов;
б) радиочувствительность ткани прямо пропорциональна степени дифференцировки ее элементов и обратно пропорциональна их пролиферативной активности;
в) радиочувствительность ткани прямо пропорциональна пролиферативной активности и степени дифференцировки ее элементов.
2) Высокой радиочувствительностью обладает...
a) эндокринная система;
б) костная ткань;
в) печень;
г) красный костный мозг;
д) центральная нервная система.
3) Наиболее подвержены действию ионизирующих излучений…
a) ткани, имеющие резерв активно размножающихся клеток;
б) ткани, содержащие малодифференцированные клетки;
в) ткани, содержащие высокодифференцированные клетки.
4) На радиочувствительность клетки влияет…
a) пролиферативная активность;
б) степень дифференцировки;
в) содержание антиоксидантов в клетке;
г) содержание ионов натрия в клетке;
д) величина генома в клетке.
5) Исключением из правила Бергонье-Трибондо являются…
a) лейкоциты;
б) нервная клетки;
в) лимфоциты;
г) эритроциты;
д) тромбоциты.
6) Радиационный блок митоза проявляется в увеличении длительности…
a) M стадии клеточного цикла;
б) S стадии клеточного цикла;
в) G1 стадии клеточного цикла;
г) G2 стадии клеточного цикла.
7) Воздействие радиации наиболее вероятно приведет к митотической гибели клеток во время…
a) G1 и S стадий клеточного цикла;
б) S и G2 стадий клеточного цикла;
в) G2 и M стадий клеточного цикла;
г) M и G1 стадий клеточного цикла.
8) Наиболее интенсивно процессы репарации ДНК при повреждении ее ионизирующей радиацией идут в…
а) G1 стадию клеточного цикла;
б) M стадию клеточного цикла;
в) S стадию клеточного цикла;
г) G2 стадию клеточного цикла.
9) Интерфазная гибель клетки (апоптоз) запускается…
a) во время метафазы;
б) в конце стадии G2;
в) в стадию G1;
г) вместо стадии S.
10) Продолжительность стадий клеточного цикла в часах: M-G1-S-G2:
a) 1-6-8-вариабельна;
б) 1-вариабельна-8-2;
в) вариабельна-6-8-2;
г) 1-6-вариабельна-2.
11) После радиационного повреждения тканей эпителий кишечника может регенерироваться за счет…
a) клеток переживших блок митоза;
б) клеток смежных здоровых участков эпителия не переживших радиационное воздействие;
в) клеток продолжающих делиться несмотря на хромосомные аберрации возникшие в стадию G2.
12) Трансмутационный эффект связан с…
а) образованием тиминовых димеров;
б) превращением в нуклеиновых основаниях C-14 в стабильный азот;
в) распадом радиоактивного йода в щитовидной железе;
г) распадом радиоактивного стронция в костной ткани.
13) Радиационное воздействие в предимплантационный период (1-я неделя) создает высокий риск…
a) смерти эмбриона;
б) тератогенеза;
в) умственного отставания в развитии ребенка.
14) Радиационное воздействие в период эмбриогенеза (2-8 недели) создает высокий риск…
a) смерти эмбриона;
б) тератогенеза;
в) умственного отставания в развитии ребенка;
г) отставания роста плода;
д) канцерогенеза.
15) Радиационное воздействие в фетальный период эмбриогенеза (8-40 недель) создает высокий риск…
a) смерти эмбриона;
б) тератогенеза;
в) умственного отставания в развитии ребенка;
г) отставания роста плода;
д) канцерогенеза.