ДЕЙСТВИЕ НА НЕЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ

СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ

Клетка - основной элемент живой материи, в 1г которой содержится 600 млн. клеток, а в теле взрослого человека 1023. Клетка также включает в себя транспортные молекулы тРНК (рибонуклеиновой кислоты), матричные молекулы мРНК и рибосомных рРНК. Реакция клетки на воздействие ионизирующего излучения также проявляется в задержке деления клетки, которая зависит от дозы облучения и на каждый Грей дозы клетка отвечает задержкой в 1 час.

Впервые действие радиации обнаружил в 1898 году Анри Беккерель. Он получил ожог за счет действия пробирки с радием, которую он носил в кармане жилета. Это дало начало новой отрасли науки – радиационной биологии.

Поступая в живой организм, энергия ионизирующего излучения изменяет протекающие в нем биологические и физиологические процессы, нарушает обмен веществ.

Воздействие ионизирующего излучения на биологические объекты подразделяется на ПЯТЬ ВИДОВ:

1. Физико-химические, вызывающие перераспределение энергии за счет ионизации. Продолжительность – 10-12-10-8с.

2. Химические поврежденияклеток, тканей и образование свободных радикалов, возбужденных молекул. Продолжительность – от 10-7с до нескольких часов.

3. Биомолекулярные повреждения белков, нуклеиновых кислот. Продолжительность – от микросекунд до нескольких часов.

4. Ранние биологические эффекты, приводящие к гибель клеток, органов, всего организма. Данная стадия длится от нескольких часов до нескольких месяцев.

5. Отдаленные биологические эффекты, приводящие к возникновению опухолей, генетическим нарушениям, сокращению продолжительности жизни. Длятся годы, десятилетия и даже столетия.

Клеткасостоит из мембраны, ядра и цитоплазмы. Ядро содержит ядрышко и хроматин, который представляет собой определенный набор нитевидных частиц – хромосом. Вещество хромосом состоит из нуклеиновых кислот (хранителей наследственной информации) и специфичных белков. Индивидуальная особенность каждого типа белка зависит от того, сколько и какие именно аминокислоты составляют его цепь.

Выделяют два пути поражения клеток ионизирующим излучением: прямой и косвенный (непрямой).

Прямой путь поражения клетки характеризуется поглощением энергии излучения молекулами ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), входящими в структуру ядерных хромосом. При этом происходит возбуждение молекул, их ионизация, разрыв химических связей. Разрушаются ферменты и гормоны и, соответственно, в организме осуществляются физико-химические сдвиги. Наблюдается разрушение и гибель хромосом.

При воздействии больших доз излучения нарушается целостность оболочки клетки и составных частей цитоплазмы, ядро уплотняется и клетка погибает. При небольших дозах облучения наиболее опасным является повреждение ядерных ДНК, в которых закодирована структура белков. Повреждение ДНК дает толчок для изменения генетического кода.

Косвенный путь воздействия ионизирующих излучений проявляется в химических реакциях, происходящих в результате разложения или диссоциации воды, из которой организм человека состоит на 90%.

Под воздействием ионизирующего излучения в воде происходят процессы ионизации с образованием быстрых свободных электронов и положительно заряженных ионов воды. Последние в результате химической реакции образуют сначала свободные радикалы, а затем перекись водорода H2O2 , гидропероксид HO2. Пероксидные вещества, обладая сильными окислительными и токсичными свойствами приводят к изменению состава нуклеиновых кислот, нарушению проницаемость клеточных мембран, повышению проницаемости стенок кровеносных сосудов, сопровождающемуся кровотечениями и кровоизлияниями.

Клетки при воздействии небольших дозы облучения способны к репарации, т.е. восстановлению. Репарация ДНК – основа нормального функционирования клетки Различают три вида репараций:

1. Безошибочные репарации, основанные на удалении поврежденного участка ДНК и замене его новыми, что приводит к восстановлению нормальной функции ДНК.

2. Ошибочные репарации, приводящие к потере или изменению части

генетического кода.

3. Неполные репарации, при которых непрерывность нитей ДНК не восстанавливается.

Два последних вида репараций приводят к возникновению мутаций, т.е. видоизменений в клетках. Появление мутаций означает, что клетка содержит генетический материал, отличный от содержащегося в исходных (нормальных) клетках. Мутации могут усиливать, уменьшать или качественно изменять признак, определяемый геном. Ген – единица наследственного материала, ответственная за формирование какого-либо элементарного признака, обычно представляющая собой часть молекулы ДНК.