Лекция. Болезнетворное влияние факторов внешней среды (848716)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Болезнетворное влияние факторов внешней среды

На современном этапе развития общества восстановление, сохранение и укрепление здоровья населения является проблемой обеспечения национальной безопасности. В последнее время проявилась тенденция к ухудшению практически всех показателей здоровья, заметно повысился уровень заболеваемости.

Задача медицинской науки состоит в том, чтобы повысить устойчивость организма к экстремальным факторам и сохранить работоспособность человека в экстремальных условиях. Решение этой задачи основывается на знании механизмов развития патологических изменений при воздействии болезнетворного фактора, что позволяет выбрать правильные методы терапии на различных этапах повреждения.

При изучении влияния факторов окружающей среды на здоровье населения принципиально возможны 3 подхода. В недавнем прошлом такие исследования в нашей стране были направлены главным образом на обоснование величины предельно допустимой концентрации или предельно допустимого уровня воздействия патогенных факторов. В настоящее время преобладающим стал другой подход, который заключается в оценке степени риска воздействия на здоровье человека факторов окружающей среды и трудовой деятельности. И ту и другую концепцию объединяет общая методология, рассматривающая организм как «черный ящик», на который «на входе» влияет фактор определенной интенсивности, а на выходе регулируется уровень вызываемых им изменений биологических параметров. Изучение конкретных механизмов действия фактора на организм при этом как бы выносится за скобки в связи с ограниченным набором методов исследования и недостаточным объемом знаний в этой области.

Сейчас успехи молекулярной биологии позволяют последовательно изучить все этапы взаимодействия и превращения фактора в организме, что дает возможность не только оценить величину риска или параметры безопасного уровня воздействия, но и конкретные патогенные механизмы влияния фактора на организм. В свою очередь на этой основе могут быть разработаны специфические методы медико-биологической профилактики, лечения и реабилитации.

Таким образом, в основе патогенетического подхода к изучению влияния факторов окружающей среды на здоровье человека лежит знание механизмов воздействия этих факторов и механизмов защитно-приспособительных реакций организма, что позволяет выбрать новые методы и способы лечения и профилактики заболеваний, вызванных влиянием факторов внешней среды.

Многочисленные факторы внешней среды, с которыми постоянно сталкивается человек, могут стать болезнетворными, если сила из воздействия превосходит адаптационные возможности организма, а также в случае изменения его реактивности.

Среди болезнетворных факторов внешней среды принято выделять несколько групп:

o механические,

o физические,

o химические,

o биологические,

o социальные.

Эти факторы часто действуют вместе и создают сложные комплексные болезнетворные воздействия внешней среды.

Степень болезнетворности любых факторов внешней среды относительна и зависит от конкретных условий существования организма, которые нередко имеют решающее значение в возникновении заболеваний.

Для человека особую роль в формировании комплексных болезнетворных влияний играют социальные факторы (жилище, производственные помещения, контакты людей, водоснабжение, одежда, питание), которые комбинируются со всеми другими болезнетворными факторами и опосредуют, по существу, их вредоносное действие.

ПОВРЕЖДАЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Общая характеристика повреждающего действия ионизирующих излучений

Ионизирующее излучение может действовать на организм как из внешних, так и из внутренних источников облучения.

1. Внешнее облучение: человек подвергается действию ионизирующего излучения в производственных условиях, работая с рентгеновской аппаратурой, на ядерных реакторах и ускорителях заряженных частиц, с радиоактивными изотопами, при добыче и переработке радиоактивных руд. В клинической практике больные принимают курс облучения с лечебными целями. Наконец, облучение может быть следствием применения ядерного оружия и при аварийных выбросах технологических продуктов атомных предприятий в окружающую среду.

2. Внутреннее облучение: источником могут быть радиоактивные вещества, поступающие в организм с пищей, водой, через кожные покровы.

3. Возможно комбинированное действие внешнего и внутреннего облучения.

По природе все ионизирующие излучения подразделяются на:

Ø электромагнитные (рентгеновские излучения и γ-лучи, сопровождающие радиоактивный распад);

Ø корпускулярные (заряженные частицы: ядра гелия – α-лучи, электроны – β-лучи, протоны, π-мезоны, а также нейтроны, не несущие электрического заряда).

Все ионизирующие излучения, обладая способностью вызывать ионизацию атомов и молекул, характеризуются высокой биологической активностью.

Повреждающее действие различных видов ионизирующей радиации зависит от величины плотности ионизации в тканях и их проникающей способности. Чем короче путь прохождения фотонов и частиц в тканях, тем больше вызванная ими плотность ионизации и сильнее повреждающее действие. Наибольшая ионизирующая способность у α-лучей, имеющих длину пробега в биологических тканях несколько десятков микрометров, наименьшая – у γ-лучей, обладающих большой проникающей способностью.

Биологические эффекты разных видов ионизирующих излучений определяются не только общим количеством поглощенной энергии, но и распределением ее в тканях. Наибольшей биологической эффективностью характеризуются α-излучения, протоны и быстрые нейтроны.

Биологические эффекты определяются видом и величиной поглощенной дозы излучения, а также ее мощностью. Чем больше мощность дозы, тем больше биологическая активность. Повреждающее действие ионизирующей радиации при кратковременном облучении более выражено, чем при длительном облучении в одной и той же дозе. Облучение может быть однократным, дробным и длительным. При дробном (фракционированном) и длительном облучении поражение организма вызывается более высокими суммарными дозами.

Тяжесть поражения ионизирующей радиацией зависит также от площади облучаемой поверхности тела (общее и местное), особенностей индивидуальной реактивности, возраста, пола и функционального состояния организма перед облучением. Считается, что физическая нагрузка, изменение температуры тела и другие воздействия, отражающиеся на метаболизме, оказывают заметное влияние на радиоустойчивость. Молодые и беременные животные более чувствительны к действию ионизирующей радиации.

Даже в одном организме различные клетки и ткани отличаются по радиочувствительности. Наряду с радиочувствительными тканями (кроветворные клетки костного мозга, половые железы, эпителий слизистой тонкого кишечника) имеются устойчивые, радиорезистентные (мышечная, нервная и костная ткань).

Механизмы действия ионизирующей радиации на живые организмы. Общие вопросы патогенеза

Биологическое действие ионизирующей радиации выражается в развитии местных лучевых реакций (ожоги и катаракты) и особого генерализованного процесса – лучевой болезни. В процессе радиационного повреждающего действия условно можно выделить 3 этапа:

a) первичное действие ионизирующего излучения;

b) влияние радиации на клетки;

c) действие радиации на целый организм.

Первичное действие ионизирующего излучения заключается в прямом и опосредованном (через продукты радиолиза воды и радиотоксины) повреждении важнейших биохимических компонентов клетки. В дальнейшем бурно изменяются ферментативные реакции – усиливается ферментативный распад белков и нуклеиновых кислот, снижается синтез ДНК, нарушается биосинтез белков и ферментов.

Радиационное воздействие на ткани и органы человеческого организма осуществляется посредством совокупности процессов, инициируемых взаимодействием излучений с биологическим веществом. Это взаимодействие вызывает прямые и косвенные патологические процессы.

Прямое действие радиации на живую ткань проявляется ионизацией, возбуждением атомов и молекул биологических тканей, разрывом связей по самым слабым местам и отрывом свободных радикалов. Это обусловливает пусковой механизм биологического действия излучений. Мишенью для прямого действия ионизирующих излучений могут служить высокомолекулярные соединения (белки, липиды, ферменты, нуклеиновые кислоты). При этом энергия излучения приводит к разрыву внутриклеточных связей в наиболее уязвимых местах или к деполимеризации (гиалуроновая кислота) и к нарушению конформации (ДНК). Также прямому повреждению подвержены молекулы сложных белков – нуклеопротеиды и липопротеиды.

Непрямое (косвенное) действие ионизирующей радиации связано с радиационно-химическими изменениями в структуре ДНК, ферментов, белков и т.д., вызываемыми продуктами радиолиза воды или растворенных в ней веществ, обладающими высокой биохимической активностью и способными вызывать реакцию окисления по любым связям (радикалы, перекиси, атомарный кислород). Эти превращения идут по типу цепной реакции и очень быстро нарастают.

Наибольшее значение в патогенезе повреждений ионизирующими излучениями играет радиолиз воды, которая является основным растворителем в биологических средах и составляет 65–70% массы тела. Энергия ионизирующих излучений превышает энергию внутримолекулярных и внутриатомных связей. Лучи, проникая в молекулу воды, производят ее ионизацию, возбуждение и разрыв наименее прочных связей. В результате образуются свободные радикалы (ОН^- и Н⁺), которые взаимодействуют с молекулами воды и тканевого кислорода с образованием перекиси водорода, радикала гидропероксида и атомарного кислорода, являющихся сильными окислителями.

Так при окислении свободными радикалами ферментов происходит повреждение наиболее чувствительной части молекул – функциональных групп, что приводит к инактивации фермента. При окислении ненасыщенных жирных кислот и фенолов образуются липидные (перекиси, эпоксиды, альдегиды, кетоны) и хиноновые первичные радиотоксины, угнетающие синтез нуклеиновых кислот, подавляющие активность различных ферментов, повышающие проницаемость биологических мембран и изменяющие диффузионные процессы в клетке. В результате этого возникают нарушения процессов обмена, функциональные и структурные повреждения клеток, органов и систем организма. Свободные радикалы и перекиси способны изменять химическое строение ДНК, хранящей наследственную информацию.

Действие ионизирующей радиации на клетки

Ионизирующие излучения вызывают различные реакции клеток – от временной задержки размножения до их гибели.

Радиочувствительность ткани пропорциональна пролиферативной активности и обратно пропорциональна степени дифференцированности составляющих ее клеток. Кроме того, радиочувствительность клеток зависит от:

v объема генетического материала;

v активности энергообеспечивающих систем;

v интенсивности метаболизма;

v активности и соотношения ферментов, обеспечивающих репарацию клетки;

v устойчивости биологических мембран и их репарируемости;

v наличия в клетке предшественников радиотоксинов.

Считается, что радиочувствительность ядра значительно выше, нежели цитоплазмы. Кроме того, нарушение ядерных структур более существенно сказывается на жизнеспособности и жизнедеятельности клеток. Это и играет решающую роль в исходе облучения ткани. Поэтому самой высокой радиочувствительностью обладают те ткани, в которых процессы деления клеток выражены более интенсивно. По радиочувствительности клеток ткани можно расположить в следующем порядке по убывающей: лимфоидные органы (лимфатические узлы, селезенка, зобная железа), костный мозг, слизистая оболочка желудочно-кишечного тракта, половых желез, эпителий кожи, эндотелий сосудов. Значительно меньшей радиочувствительностью обладают хрящевая, костная и мышечная ткань. Нервные клетки не имеют способности к делению, поэтому при прямом облучении погибают в последнюю очередь.

В основе радиационного поражения клеток лежат нарушения ультраструктуры органелл и генетического аппарата (генные мутации и хромосомные аберрации) и связанные с этим изменения обмена веществ.

Малые дозы ионизирующего излучения вызывают обратимые, нелетальные изменения клетки. Они появляются сразу или через несколько минут после облучения и с течением времени исчезают. К ним относятся: ингибирование нуклеинового обмена, изменение проницаемости клеточных мембран, возникновение липкости хромосом, образование зерен и глыбок в ядерном веществе, задержка митозов.

При больших дозах облучения в клетках наступают летальные изменения, приводящие к их гибели либо до вступления в митоз (интерфазная гибель), либо в момент митотического деления (митотическая, или репродуктивная, гибель). Интерфазной гибели предшествует изменение проницаемости ядерной, митохондриальной и цитоплазматической мембран. Изменение мембран лизосом приводит к освобождению и активации ДНК-азы, РНК-азы, катепсинов, фосфатазы, ферментов гидролиза мукополисахаридов и др. ферментов, обладающих повреждающим действием на нуклеиновые кислоты, цитоплазматические и ядерные белки. Наблюдается деградация дезоксирибонуклеинового комплекса в ядре. В мембранах митохондрий нарушается окислительное фосфорилирование, угнетается клеточное дыхание, нарушается энергетический обмен клетки, что является одной из наиболее вероятных причин остановки синтеза нуклеиновых кислот и ядерных белков, торможении. Основной причиной репродуктивной гибели клеток являются структурные повреждения хромосом (структурные аберрации), возникающие под влиянием облучения.

Гибель клеток ведет к опустошению тканей, нарушению их структуры и функции, что сказывается на жизнедеятельности организма в целом.

Действие ионизирующей радиации на организм

Нарушение функций организма и основные симптомокомплексы определяются поглощенной дозой облучения.

Даже при облучении людей малыми дозами (например, в терапевтических целях) ионизирующее излучение оказывает определенные эффекты.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций