ГУО В«Мозирськийдержавний університет ім. І.П. Шамякіна В»
Реферат по темі
Біологічна діярадіоактивних випромінювань
Підготувала
Миколаєва А.Н.
Мозир, 2010
Дослідження біологічногодії радіоактивних випромінювань були розпочаті одразу після відкриттярентгенівського випромінювання (1895) і радіоактивності (1896). У 1896 російськийфізіолог І.Р. Тарханов показав, що рентгенівське випромінювання, проходячи черезживі організми, порушує їх життєдіяльність. Особливо інтенсивно сталирозвиватися дослідження біологічної дії радіоактивних випромінювань зпочатком застосування атомної зброї (1945), а потім і мирного використанняатомної енергії. Для біологічної дії радіоактивних випромінювань характернийряд загальних закономірностей:
1) Глибокі порушенняжиттєдіяльності викликаються мізерно малими кількостями поглинається енергії.Так, енергія, поглинена тілом ссавця, тварини або людини при опроміненнісмертельною дозою, при перетворенні на теплову привела б до нагріву тіла всьогона 0,001 В° С. Спроба пояснити В«невідповідністьВ» кількості енергіїрезультатами впливу призвела до створення теорії мішені, згідно з якоюпроменеве пошкодження розвивається при попаданні енергії в особливоРадіочутливість частина клітини - "мішень".
2) Біологічна діярадіоактивних випромінювань не обмежується підданим опроміненню організмом, алеможе поширюватися і на наступні покоління, що пояснюється дією наспадковий апарат організму. Саме ця особливість дуже гостро ставитьперед людством питання вивчення біологічної дії радіоактивнихвипромінювань і захисту організму від випромінювань.
3) Для біологічної діїрадіоактивних випромінювань характерний прихований (латентний) період, тобто розвитокпроменевого ураження спостерігається не відразу. Тривалість латентного періодуможе варіювати від декількох хвилин до десятків років залежно від дозиопромінення, радіочутливості організму і спостережуваної функції. Так, приопроміненні в дуже великих дозах (десятки тис. радий ) можна викликати"Смерть під променем", тривалий ж опромінення в малих дозах веде дозміни стану нервової та інших систем, до виникнення пухлин черезроки після опромінення.
Радіочутливість різнихвидів організмів різна. Смерть половини опромінених тварин (при загальномуопроміненні) протягом 30 діб після опромінення (летальна доза - ЛД 50 / 30 )викликається наступними дозами рентгенівського випромінювання: морські свинки 250 р, собаки 335 р, мавпи 600 р, миші 550-650 р, карасі (при18 В° С) 1800 р, змії 8000-20000 р. Більш стійкі одноклітинніорганізми: дріжджі гинуть при дозі 30000 р, амеби - 100000 р, аінфузорії витримують опромінення в дозі 300000 р. Радіочутливістьвищих рослин теж різна: насіння лілії повністю втрачають схожість при дозіопромінення 2000 р, на насіння капусти не впливає доза в 64000 р.
Велике значення мають такожвік, фізіологічний стан, інтенсивність обмінних процесів організму,а також умови опромінення. При цьому, крім дози опромінення організму, граютьроль: потужність, ритм і характер опромінення (однократне, багаторазове,переривчасте, хронічне, зовнішнє, загальне або часткове, внутрішнє), йогофізичні особливості, що визначають глибину проникнення енергії в організм(Рентгенівське і гамма-випромінювання проникає на велику глибину, альфа-частинки до40 мкм, бета-частинки - на кілька мм ) , щільністьспричиненої випромінюванням іонізації (під впливом альфа-частинок вона більше, ніж придії інших видів випромінювання). Всі ці особливості впливаючого променевогоагента визначають відносну біологічну ефективність випромінювання. Якщоджерелом випромінювання служать потрапили в організм радіоактивні ізотопи, товеличезне значення для біологічної дії радіоактивних випромінювань випускаєтьсяцими ізотопами, має їх хімічна характеристика, що визначає участьізотопу в обміні речовин, концентрацію в тому чи іншому органі, а отже,і характер опромінення організму. Первинне дію радіації будь-якого виду набудь-який біологічний об'єкт починається з поглинання енергії випромінювання, щосупроводжується порушенням молекул і їх іонізацією. При іонізації молекул води(Побічна дія випромінювання) в присутності кисню виникають активнірадикали (ОН-і ін), гідратовані електрони, а також молекули перекисуводню, що включаються потім в ланцюг хімічних реакцій в клітині. При іонізаціїорганічних молекул (пряма дія випромінювання) виникають вільні радикали,які, включаючись в протікають в організмі хімічні реакції, порушуютьПротягом обміну речовин і, викликаючи появу невластивих організмуз'єднань, порушують процеси життєдіяльності. При опроміненні в дозі 1000 р в клітці середньої величини (10 -9 г )виникає близько 1 млн. таких радикалів, кожний з яких у присутностікисню повітря може дати початок ланцюговим реакціям окислення, у багато разівзбільшує кількість змінених молекул в клітці і зухвалою подальшезміна надмолекулярних (субмікроскопічних) структур. З'ясування великийролі вільного кисню в ланцюгових реакціях, ведучих до променевого ураження, т.з.кисневого ефекту, сприяло розробці ряду ефективних радіозахиснихречовин, що викликають штучну гіпоксію в тканинах організму. Велике значеннямає і міграція енергії по молекулам біополімерів, в результаті якоїпоглинання енергії, що відбулася у будь-якому місці макромолекули, приводить допоразці її активного центру (наприклад, до інактивації білка-ферменту).Фізичні і фізико-хімічні процеси, що лежать в основі біологічногодії радіоактивних випромінювань, тобто поглинання енергії і іонізація молекул,займають частки секунди. Подальші біохімічні процеси променевого пошкодженнярозвиваються повільніше. Утворилися активні радикали порушують нормальніферментативні процеси в клітці, що веде до зменшення кількості багатихенергією (макроергічних) з'єднань. Особливо чутливий до опромінення синтездезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) в інтенсивно діляться клітинах. Т. о., ВВнаслідок ланцюгових реакцій, що виникають при поглинанні енергії випромінювання,змінюються багато компоненти клітини, в тому числі макромолекули (ДНК, ферменти іін) і порівняно малі молекули (аденозинтрифосфорная кислота, коферменти таін.) Це призводить до порушення ферментативних реакцій, фізіологічних процесіві клітинних структур. Вплив іонізуючого випромінювання викликає пошкодженняклітин. Найбільш важливо порушення клітинного поділу - мітозу. При опроміненні впорівняно малих дозах спостерігається тимчасова зупинка мітозу. Великі дозиможуть викликати повне припинення ділення або загибель клітин. Порушеннянормального ходу мітозу супроводжується хромосомними перебудовами,виникненням мутацій, ведучими до зрушень в генетичному апараті клітини, аотже, до зміни подальших клітинних поколінь (цитогенетичнийефект.) При опроміненні статевих клітин багатоклітинних організмів порушеннягенетичного апарату веде до зміни спадкових властивостей розвиваютьсяз них організмів . При опроміненні у великих дозах відбувається набухання і пікнозядра (ущільнення хроматину), потім структура ядра зникає. У цитоплазмі приопроміненні в дозах 10 000-20 000 р спостерігаються зміна в'язкості,набухання протоплазматических структур, утворення вакуолей, підвищенняпроникності. Все це різко порушує життєдіяльність клітки. Порівняльневивчення радіочутливості ядра і цитоплазми показало, що в більшостівипадків чутливо до опромінення ядро ​​(наприклад, опромінення ядер серцевоїм'язи тритона в дозі декількох протонів на ядро ​​викликало типові деструктивнізміни; доза в декілька тисяч разів більша не пошкодила цитоплазми).Численні дані показують, що клітини найбільш радіочутливі вперіод ділення і диференціювання: при опроміненні приголомшуються, перш за все,зростаючі тканини. Це робить опромінення найбільш небезпечним для дітей і вагіт...