Современные представления о механизме биологического действия ионизирующего излучения

 

ФГБОУ ВПО  «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ВЕТЕРИНАРНОЙ  МЕДИЦИНЫ»

Кафедра радиобиологии и БЖЧС

 

 

 

Реферат на тему:

 

«Современные представления о механизме биологического действия ионизирующего излучения»

 

 

 

 

Выполнила: студентка 3 курса 10 группы

Юстус Виктория Вадимовна

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2013 год.

Основными факторами первичного взаимодействия ионизирующих излучений  с живым веществом являются особенности живого организма, релятивистские скорости взаимодействия ионизирующих частиц, их высокая энергия, ее квантованность и квантованность структур организма человека и животных.

К особенностям живого организма  относится прежде всего содержание воды. Если принять средний вес человека 70 кг, возраст 25 лет, то его тело содержит 72,6% воды, 49,1% кислорода, 7,3% водорода, 6,7% гидроксилапатита. На белки, жиры и углеводы и на все остальные ингредиенты приходится всего 7,1% от массы тела. Можно считать что основная масса взаимодействий ионизирующих частиц приходится на воду. Вода в организме представлена жидкой водой.

Особо важна структурно связанная  вода, передающая информацию от физических структур клеток и их информационно-энергетическим аналогам. Её разрушение приводит к нарушению электрической проводимости мембраны клеток, снижению разности между внешним и внутренним потенциалом клеток. Защита слоя структурно связанной воды – один из эффективных путей профилактики лучевой болезни.

Ионизирующие частицы влетают во внутренние среды со скоростями: гамма-кванты, бэтта-частицы, протоны, альфа-частицы, эти скорости названы релятивистскими, так как с увеличением скорости движения возрастает масса этих частиц. Энергия ионизирующих частиц колеблется от 0,02 МэВ – у трития, от 3 до 10 МэВ – у некоторых осколков ядерного деления. Солнечные нейтроны и быстрые нейтроны ядерных реакторов имеют энергию 15 млн. электрон-вольт. Расчет энергии ведется на одну частицу.

Энергия ионизирующих частиц квантована, то есть энергия передается другому телу квантами-порциями в  соответствии с формулой Планка.

Если разделить время  поражения организма на физический, биохимический, морфологический и клинический периоды, то условно можно выделить интервалы…В указанные интервалы вписываются все изменения в облученном организме. Изученным следует считать интервалы от 10 в -9 до 10 в 1 с; и далее часы, дни, то есть биохимический, клин6ический, морфологический. Самый скоростной фермент – лизоцим, он функционирует за время 3х10-11 – интервал релаксации воды. Продолжая эту шкалу до интервала скоростей диффузии радикалов, найдем величину 0,00007 в долях единицы, то есть всего 0,00007% известного нам как первичный механизм лучевой болезни. В этом и заключается радиационный парадокс; не знаем первичный механизм, но утверждаем что знаем.

Привнесение энергии ионизирующими частицами в организм с высокими релятивистскими скоростями приводит к проявлению плазменного эффекта в треках частиц и гамма-квантов а в треках и в их окрестностях к проявлению гидродинамического эффекта. Низкоэнергетические кванты энергии возбуждают кислород до его перевозбужденного состояния, радикалов воды, радикалов биомолекул, гидротированных электронов и других токсических продуктов высокотемпературного гидролиза.

Гидродинамический удар

Возникает в жидкой среде  организма при проникновении  внутрь ионизирующих частиц и гамма-квантов. Во фронте ударной волны создается давление 17866 кг/кв.см. Близость величин, полученных двумя независимыми методами подтверждают феномен. Радиус распространения ударной волны от осевой линии трека соответствуют 171,8А. Известно, что давление во фронте ударной волны 2,5 кг/кв.см приводит к дезинтерграции человеческого тела. Следовательно, 100 А от осевой линии трека сверху и снизу можно считать зоной разрушения биомолекул и искажения тетраэдра молекул воды.

Синглентный кислород образуется при воздействии гамма-радиации на внутренние среды организма, где образуется короткоживущие продукты радиолиза и в их числе синглентный кислород в двух энергетических состояниях. Чем жестче излучения тем сильные смещается равновесие в сторону образования перевозбужденной формы синглентного кислорода. Для образования синглентного кислорода нужны три условия: наличие субстрата, наличие достаточно мощного сенсибилизатора и лучевой энергии. При взаимодействии сенсибилизатора высокой энергии триплетного состояния образуется преимущественно Е.

Повреждения вызываемые в организме синглентным кислородом, напоминают аналогичные повреждения, возникающие при лучевой болезни. Квантовый выход продуктов деструкции возрастает с увеличением концентрации белка. Синглентный кислород является абсолютным ядом для всех живых организмов.

Для эффективной борьбы с  лучевыми повреждениями есть три  пути: профилактические введение в  непрерывном режиме защитных и антитоксических  средств с переходом в лечение до истечения 12-14 суток после облучения. При этом в число защитных средств необходимо включить препараты, защищающие мембраны клеток от расслоения; введение противолучевой сыворотки и предварительная вакцинация противолучевой вакциной; защита клеток организма тонкими энергиями.