Биологическое действие ионизирующего излучения

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ФГБОУ ВПО «Дагестанский ГАУ им. »

ФГБОУ ВПО «Дагестанская ГМА», г. Махачкала

В основе действия ионизирующего излучения лежит его взаимодействие с веществом, т. е. передача энергии излучения атомам и молекулам среды (эффект возбуждения и ионизации). При этом биологические изменения, происходящие в организме велики, а поражения тяжелы. Это связано с тем, что вслед за чисто физическим явлением (первичные эффекты – возбуждение и ионизация), протекающим в момент контакта, развивается вторичный эффект, т. е. полученные продукты ведут ряд химических и биохимических процессов, которые в совокупности превращаются в биологическую реакцию организма на излучение.

Первичные реакции, вызываемые излучением в организме, развиваются в водной фазе, которая является основной частью в количественном отношении всех организмов; в ней растворены все органические и неорганические вещества и интенсивно идут процессы обмена веществ.

При взаимодействии излучения с нейтральной молекулой воды из нее выбывает е - и превращается в «+» ион, а е - присоединяется с нейтральной молекулой воды и становится отрицательным ионом молекулы воды (H2O-).

Н2О+ + е-;         е - + Н2О→Н2О-.

Ионы H2O+, H2O - неустойчивы и расщепляются на свободные радикалы:

H2O+→Н++ОН● (окислитель);

H2O-→Н●+ОН - (восстановитель).

Они (радикалы: Н● и ОН●) за 10-5сек образуют:

Н●→+Н→Н2;

Н●→+ОН→Н2О;

Н●→ - е - →Н+.

Подобно Н● неустойчив и ОН●.

Первой ступенью преобразования энергии излучения в энергию химических реакций является образования радикала НО2 (гидроперексид); это осуществляется при наличии в водной среде растворенного О2:

Н●+ О2→НО2

Н2О + О2 →ОН● + НО2;

НО2 + НО2→Н2О2 + О2.

В воде с растворенными НО2 в силу своих окисляющих свойств отнимает е - у другого соединения и превращается в НО2-, а затем НО2- + Н+ → Н2О2.

Н2О2 образуется в воде и без О2, если облучатель обладает большой плотностью ионизации (б - частица) и радикалы ОН● находятся в непосредственной близости – ОН● + ОН● → Н2О2.

Радикалы образуются и в органической среде

RH → R● + H● (в течении 10-11 – 10-12 сек); в дальнейшем они образуют:

H2, Н2О2, О, НО2, О2, Н2О4  (высший перексид).

Отсюда прогнозирование и учет свободных радикалов получаемых при расщеплении ионов («+», «-») воды под воздействием излучения крайне необходимо при работе с излучением и угрозе воздействия его на организм.