Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 10 §2. Tác hại của tia phóng xạ đối với cơ thể Các chất phóng xạ nguy hiểm hơn rất nhiều so với chất độc nguồn gốc động vật hay thực vật có độc tính cao nhất. Độc tố botulin với liều lượng một phần triệu gam là đủ làm chết người, trong khi một lượng nguyên tố phóng xạ P 32 nhỏ hơn hàng trăm lần hít phải hay ăn phải cũng gây tử vong. CÁC LIỀU NHIỄM XẠ Liều lượng ( R ) Tỷ lệ nhiễm xạ ( % ) Tử vong ( % ) Tác hại 50 100 150 200 300 400 >600 0 0 25 100 100 100 100 0 0 0 0 20 50 100 - Cho đến 100R không có dấu hiệu lâm sàng - Bệnh khởi phát - Bắt đầu có tử vong - Liều gây tử vong 50% - Liều gây tử vong Tác hại của tia phóng xạ còn phụ thuộc vào: - Liều hấp thụ, nghĩa là năng lượng hấp thụ theo từng đơn vị khối lượng tổ chức bị nhiễm xạ. - Thời gian bị nhiễm xạ dài hay ngắn, liên tục hay gián đoạn. - Tính chất các tia bức xạ: X, α, β hay γ… - Tính chất các cơ quan hay tổ chức bị nhiễm xạ. Các tổ chức nhạy c ảm nhất là tổ chức lymphô rồi đến tế bào biểu mô, các nhu mô của tuyến. Còn các tổ chức liên kết, cơ, thần kinh rất kém nhạy cảm Tác hại của bức xạ ion hoá lên cơ thể người thường là: - Nếu tác hại đến tế bào cơ thể người bị nhiễm xạ thì chính người này bị bệnh. - Nếu tác hại đến tế bào sinh dục, ảnh hưởng có thể biểu hi ện đến thế hệ sau. Mỗi liều phóng xạ nhất định không nhất thiết tương ứng với một tác hại nhất định. Toàn bộ liều hấp thụ ở mỗi người được tích luỹ dần và không hồi phục. Các tổn thương chung là ở tế bào: ức chế phân chia kèm theo là sự hoạt hoá bình thường lại hoặc là hoạt hoá lại quá mức dẫn tới sự tăng sinh ác tính, ứ c chế enzym, tổn thương các gien, biến đổi các thể nhiễm sắc. Từ tổn thương tế bào này dẫn đến sự rối loạn chức năng các tổ chức, nhất là các tổ chức phát triển nhanh, giữ vai trò quan trọng trong sự sống như tuỷ xương, tổ chức lymphô, tổ chức ruột, tế bào sinh dục. Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 11 Nói chung, người ta thường chia ra làm hai loại tác hại: tác hại lý hoá và tác hại sinh vật học. 2.1. Tác hại lý hoá 2.1.1. Ảnh hưởng trực tiếp: Ảnh hưởng này đơn thuần là vật lý rất quan trọng và diễn ra rất nhanh (10 11 đến 10 17 giây), những ảnh hưởng này là: - Sự kích thích: đây là tình trạng nguyên tử nhận được một mức năng lượng lớn hơn mức ban đầu. Trong một đại phần tử, năng lượng quá mức này có thể di chuyển tác động vào một số điểm yếu làm đứt chuỗi phân tử (khả năng biến đổi độ quánh, làm mất sự polyme hoá…) - Sự ion hoá: đây là sự hình thành các ion bằng cách thêm vào hay bớt đi các điện tử ở nguyên tử hay phân tử đã bị phân tích, dẫn đến những phản ứng phức tạp hơn. 2.1.2. Ảnh hưởng gián tiếp: Đây là những phản ứng hoá học tiếp theo hiện tượng ion hoá. Trong cơ thể, 75% trọng lượng các tổ chức, cơ quan là nước nên sự ion hoá các phân tử nước có một ý nghĩa rất dặc biệt, tạo nên các gốc tự do. Đáng k ể nhất là các gốc hydro nguyên tử (H), hydroxyl (OH), hydroxyt (H 2 O), hydroperroxyt (H 2 O 2 ). Các gốc này có khả năng tham gia vào phản ứng với các chất oxy hoá hoặc oxy khử mạnh, tác động dễ dàng đến các phân tử hữu cơ, phát sinh những phản ứng mới. Tiếp đó hiệu quả sinh vật của các tia phong xạ phụ thuộc vào hàm lượng oxy (tổ chức nào thiếu oxy không nhạy cảm bằng tổ chức đủ oxy). 2.2. Tác hại sinh vật học Đây là những ảnh hưởng thứ phát, thể hiện qua những rối loạn cấu trúc hay cơ năng. Thời gian ảnh hưởng này ở trong khoảng từ một giờ đến trên 30 năm và tuỳ thuộc ở liều nhiễm xạ cũng như liều lưu lượng nhiễm xạ. Người ta thường chia ra nhiều loại tác hại, những tác hại này xuất hiện do hoạt động của các gốc tự do ở trên, phát sinh nhiều loại phản ứ ng sinh hoá như: khử amin, oxy hoá các axit amin, khử carboxyt các axit hữu cơ, oxy hoá các hợp chất có nhóm - SH. Những phản ứng này xảy ra ở các axit nucleic, protein, axit amin và các polysaccarit… là những chất rất cần thiết cho tế bào. Thí dụ như các gốc tự do phản ứng với những gốc hoạt động của hệ thống enzym có nhóm SH, biến chúng thành những nhóm disulfo không hoạt động. Hoạt tính phân giải của hệ thống enzym có gốc SH bị phân huỷ. Một số enzym này lại r ất cần thiết cho sự tổng hợp nucleoprotit và axit nucleic. 2.2.1. Tác hại đến tế bào: - Về hình thái, các ty lạp thể đã đặc biệt nhạy cảm, những nhân tế bào còn nhạy cảm hơn nhiều. Các biến đổi này xảy ra ở hạt nhân (nucleoles) và thể nhiểm sắc. Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 12 - Về cơ năng, các rối loạn ngăn cản sự tổng hợp AND và ARN, các protein và kháng thể, cũng như hoạt tính của hệ thống enzym. Sự phân chia tế bào hoặc bị chậm lại, hoặc bị ức chế. Tiếp đó, tế bào bị chết. 2.2.2. Tác hại đến các cơ quan, tổ chức: - Da bị tổn thương ở biểu bì cũng như chân bì (ban đỏ, hoại tử, sau này dẫn đến ung thư da). - Cơ quan tạo huyết bị tổn thương nghiên trọng. Các tế bào non rất nhạy cảm với tia phóng xạ, còn các tế bào máu tuần hoàn kém nhạy cảm hơn nhiều. Khi các tế bào bị phá huỷ, thấy xuất hiện các dấu hiệu giảm bạch cầu, tiểu cầu. Khi cấu trúc các tế bào bị tổn thương, sự phân chia tế bào bị ảnh hưởng có th ể dẫn đến sự phân chia không bình thường các bạch cầu, phát sinh bệnh tăng bạch cầu. Tổ chức lymphô là một trong những tổ chức nhạy cảm nhất với phóng xạ, nên những dấu hiệu tiếp xúc quá mức biểu hiện phụ thuộc vào số lymphô bào. - Các niêm mạc, đặc biệt niêm mạc ống tiêu hoá cũng bị tổn thương. Rối loạn tiêu hoá là dấu hiệu trong hội chứng nhiễm xạ toàn thân cấp, có thể gây loét, thủng ruột và xuất huyết. - Phổi cũng nhạy cảm với chất phóng xạ nhất là tia α và có thể ung thư. - Xương có thể bị nhiễm xạ, nhất là các tia α, β gây bệnh saccôm, tuỷ xương bị tổn thương nghiêm trọng. - Ở mắt thuỷ tinh thể biến đổi. Các tia X ,γ hay nơtron liệu cao sớm muộn có thể gây chứng đục nhân mắt, rồ i đến tổn thương giác mạc và màng tiếp hợp. - Tuyến sinh dục bị tổn thương ở hai chức phận, liều bức xạ thấp gây tổn thương chức phận sinh sản vì các tinh nguyên bào rất nhạy cảm. Liều bức xạ phải cao hơn hẳn mới gây được tổn thương chức phận nội tiết, vì các tế bào kẽ rất ít nhạy cảm với phóng xạ. Chiếu xạ tinh hoàn dẫn đến tình trạng vô tinh trùng tạm thời hay vĩnh viễn, tuỳ liều chiếu xạ. Chiếu xạ buồng trứng làm mất kinh nguyệt, gây chứng mãn kinh nhân tạo tạm thời hay vĩnh viễn. - Hệ thống thần kinh về giải phẩu thì có sức đề kháng, nhưng về chức phận xem ra lại nhạy cảm, do đó cơ thể bị nhiễm xạ, sinh bệnh não tuỷ với biểu hiệ n liệt cứng. - Các tổn thương trên đây dẫn đến tình trạng tổn thương toàn cơ thể 2.2.3. Tác hại đến di truyền: Ảnh hưởng này rất nghiêm trọng vì tác động đến thế hệ sau của người bị nhiễm xạ. Các thể nhiễm sắc ở tế bào mầm bị biến đổi (AND bị biến đổi hoá học). Các tổn thương ở gien không phục hồi. Phần lớ n các đột biến đều tai hại nhưng may mắn lại có tính lép di truyền. Nghiên cứu thế hệ sau của phụ nữ Nhật sau vụ nổ bom nguyên tử Hiroshima thấy có sự lệch hướng giới tính: số lượng con trai giảm hẳn đi. Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 13 Các tác hại kể trên rất đa dạng, không có trường hợp nào đặc hiệu đối với một tác nhân gây bệnh nào cả. Các tổn thương không xuất hiện ngay. Từ khi bị nhiễm xạ đến khi xuất hiện các rối loạn, phải có một thời gian. Phải sau nhiều năm, bệnh đục nhãn mắt mới được phát sinh và sau hàng chục năm mới thấy xuất hiện ung th ư. Các tổn thương thường có dấu hiệu hồi phục nhất khi bị ô nhiễm liều xạ thấp và hiện tượng hồi phục có được là do còn có các tế bào hay tổ chức chưa bị nhiễm xạ. Các rối loạn về máu có thể hết đi nhưng tiến triển của một số tổn thương như hoại tử hay ung thư lại không thể hồi phục. Sau hế t, người ta biết rằng phần lớn các tổn thương tổ chức hay cơ quan hình như xuất hiện bắt đầu từ một "ngưỡng" nào đó, nghĩa là từ một liều bức xạ nào đó mà cơ thể bị nhiễm xạ nhận được. Tính chất này cho thấy tính ưu thế của quá trình phá huỷ so với quá trình hồi phục sau một thời gian dài hoặc ngắn. Sự đột bi ến nhiễm sắc thể có thể quan sát qua kính hiển vi. Nhiễm sắc thể gãy, sự chắp nối không bình thường, gây nên hiện tượng nhiễm sắc thể lạc chỗ. Sự phân bố gien trong không gian và hệ gien có thể biến đổi sâu sắc, có khả năng mất thông tin di truyền. Hiện nay, khó đánh giá tầm quan trọng đúng đắn của sự biến đổi nhiễm sắc thể. . Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 10 2. Tác hại của tia phóng xạ đối với cơ thể Các chất phóng xạ nguy hiểm hơn rất nhiều so với chất độc nguồn gốc động vật hay thực. lượng tổ chức bị nhiễm xạ. - Thời gian bị nhiễm xạ dài hay ngắn, liên tục hay gián đoạn. - Tính chất các tia bức xạ: X, α, β hay γ… - Tính chất các cơ quan hay tổ chức bị nhiễm xạ. Các tổ chức. tế bào sinh dục. Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 11 Nói chung, người ta thường chia ra làm hai loại tác hại: tác hại lý hoá và tác hại sinh vật học. 2. 1. Tác hại lý hoá 2. 1.1. Ảnh hưởng