Источником радиоактивности атмосферного воздуха являются космические лучи, проникающие из мирового пространства, и излучения, возникающие при радиоактивном распаде естественных и искусственных радиоактивных элементов. Находясь в основном в почве, особенно в горных породах, естественные радиоизотопы обусловливают природный естественный фон радиоактивности, который не оказывает на человека вредного действия.

При попадании в атмосферу искусственных радиоизотопов в виде радиоактивных отходов атомных реакторов, промышленных предприятий и учреждений, работающих с радиоактивными веществами, а также в результате испытаний атомного оружия природный радиоактивный фон может повыситься. Образующееся при взрывах радиоактивное облако, распространяясь вокруг Земного шара, будет служить на своем пути источником радиоактивного загрязнения воздуха, водоемов и почвы за счет выпадения радиоактивных осадков. Эти осадки, способны накапливаться в растениях, рыбах, поступать в молоко животных и стать потенциально опасными для человека при употреблении пищевых продуктов.

Об уровне опасности радиоактивного загрязнения окружающей среды судят по активности радиоизотопов. Каждый радиоактивный элемент обладает активностью, которая определяется количеством атомов, распадающихся в 1 секунду. Промежуток времени, в течение которого распадается половина ядер атомов, называется периодом полураспада. По этому признаку различают короткоживущйе радиоизотопы (несколько минут, часов, дней) и долгоживущие (до миллионов и более лет). К числу последних относятся уран, торий, радий, кобальт, стронций, цезий и др., которые представляют большую опасность для здоровья человека.

Примерно 80% излучений исходит от природных источников, включая космическое излучение, ультрафиолетовый свет и природныерадионуклиды, особенно газ радон. Остальные 20% возникают из различных произведенных человеком источников: радио- и микроволнового излучения, атомных электростанций и др. Несмотря на то, что патологическое действие высоких доз облучения достоверно доказано; эффект низких доз иногда оказывается прямо-противоположным.

Электромагнитное излучение делится на ионизирующее и неионизирующее.

 К неионизирующим относятся излучения с большой длиной волны и низкой частотой: радиоволны, микроволновое, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, видимый свет.

К ионизирующему излучению относятся рентгеновское, гамма- и космическое излучение.

Доза ионизирующего излучения измеряется в: рентгенах (доза ионизирующего излучения, при действии которого в 1 куб. см воздуха образуются ионы, несущие заряд в одну электростатическую единицу); радах (доза излучения, ири воздействии которой 1 грамм ткани поглощает 100 Эрг); греях(Гр) (доза излучения, при воздействии которой 1 кг ткани поглащает 1 Дж энергии); бэрах (доза излучения, которая производит биологический эффект, равный действию 1 рад рентгеновского или гамма-излучения); зивертах (Зв) (доза излучения, которая производит биологический эффект, равный действию 1 Гр рентгеновского или гамма-излучения).

Острый эффект поражения излучениями может колебаться от выраженного отмирания при больших дозах (>10 Гр), гибели клеток при средних дозах (от 1 до 2 Гр) до доз менее 0,5 Гр. При таких низких дозах происходит повреждение внутриклеточных структур, особенно ДНК. В выживших клетках могут наблюдаться поздние эффекты ионизирующего излучения: мутации, нарушение хромосомного порядка, генетическая нестабильность. Эти генетически поврежденные клетки могут стать основой возникновения злокачественных опухолей. Острая гибель клеток, особенно эндотелиальных, может привести к позднему нарушению функции органов через несколько месяцев и даже лет после воздействия излучения. Острые и поздние эффекты ионизирующего излучения представлены в таблице 4.

Острые нарушения в генетическом аппарате клеток происходят даже при действии небольших доз (менее 0,5 Гр). Свободные радикалы, образующиеся непосредственно или опосредовано под действием ионизирующего излучения, могут приводить к развитию «окислительного стресса», что приводит к усилению синтеза различных белков.

 Важным поздним осложнением при воздействии ионизирующего излучения, обычно в дозах, применяемых для радиотерапии опухолей, является замещение нормальной паренхиматозной ткани фиброзной, что приводит к рубцеванию органа и нарушению его функции. В результате воздействия ионизирующего излучения повышается риск заболевания различными злокачественными опухолями, особенно раком кожи, лейкемией, остеогенными саркомами и раком легких. Заболевание чаще всего развивается через 10-20 лет после облучения. Так у японцев, выживших после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, наблюдалась повышенная заболеваемость всеми видами лейкемий, кроме хронической лимфоцитарной лейкемии. У детей наблюдалась повышенная заболеваемость раком молочной и щитовидной желез и в меньшей степени — раком органов ЖКТ и мочевыделения.

В зависимости от полученной дозы может развиться 4 синдрома: субклинический или продромальный, гематопоэтический, гастроинтестинальный синдромы или синдром поражения центральной нервной системы (таблица 5). Острые симптомы отражают повреждение костного мозга и эпителий желудочно-кишечного тракта. Если больной выживает, то отмершие клетки замещаются новыми, а при невозможности регенерации — соединительной тканью.