Влияние радиационного излучения на биологические объекты

 Доклад

 На  тему: Влияние радиационного излучения  на биологические объекты 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Африкантов  Фёдор 

11 «А»   класс, гимназия №4

   Радиация  по самой своей природе вредна для жизни. Малые дозы облучения  могут “запустить” не до конца  еще изученную цепь событий, приводящих к раку или генетическим повреждениям. При больших дозах радиация может  разрушать клетки, повреждать ткани  органов и явиться причиной скорой гибели организма. Повреждения, вызываемые большими дозами облучения, обыкновенно  проявляются в течение нескольких часов или дней. Раковые заболевания, однако, проявляются спустя много  лет после облучения, — как  правило, не ранее чем через одно-два  десятилетия. А врожденные пороки развития и другие наследственные болезни, вызываемые повреждением генетического аппарата, по определению проявляются лишь в следующем или последующих  поколениях: это дети, внуки и  более отдаленные потомки индивидуума, подвергшегося облучению.  

Воздействие ионизирующего излучения на ткани организма. Заряженные частицы. Проникающие в ткани организма альфа- и бета-частицы теряют энергию вследствие электрических взаимодействий с электронами тех атомов, близ которых они проходят (Гамма-излучение и рентгеновские лучи передают свою энергию веществу несколькими способами, которые в конечном счете также приводят к электрическим взаимодействиям.

Электрические взаимодействия. За время  порядка десяти триллионных секунды  после того, как проникающее излучение  достигнет соответствующего атома  в ткани организма, от этого атома  отрывается электрон. Последний заряжен отрицательно, поэтому остальная часть исходного нейтрального атома становится положительно заряженной. Этот процесс называется ионизацией. Оторвавшийся электрон может далее ионизировать другие атомы.

Физико-химические изменения. И свободный  электрон, и ионизированный атом обычно не могут долго пребывать в  таком состоянии и в течение  следующих десяти миллиардных долей  секунды участвуют в сложной  цепи реакций, в результате которых  образуются новые молекулы, включая  и такие чрезвычайно реакционноспособные, как "свободные радикалы".

Химические изменения. В течение  следующих миллионных долей секунды  образовавшиеся свободные радикалы реагируют как друг с другом, так  и с другими молекулами и через  цепочку реакций, еще не изученных  до конца, могут вызвать химическую модификацию важных в биологическом  отношении молекул, необходимых  для нормального функционирования клетки.

Биологические эффекты. Биохимические  изменения могут произойти как  через несколько секунд, так и  через десятилетия после облучения  и явиться причиной немедленной  гибели клеток, или такие изменения  в них могут привести к раку. 

Тело человека на 75% состоит из воды. При радиолизе воды происходит сдвиг кислотно-щелочного баланса, изменения в окислительно-восстановительных процессах, приводящие к нарушению обмена веществ в организме. Продукты радиолиза активно вступают в реакцию с белковыми молекулами, часто образуя токсичные соединения. Образовавшиеся исключительно вредные для организма и реакционно-способные перекисные соединения, запускают целую цепь последовательных биохимических реакций и постепенно приводят к разрушению клеточных мембран (стенок клеток и других структур). Это приводит к нарушениям жизнедеятельности отдельных функций или систем организма в целом.

Молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), представляющие главную составную  часть наследственного вещества высших организмов, имеют нитевидную форму в виде двойных спиралей. При облучении нити ДНК резко  скручиваются, образуются водородные мостики между различными нитями ДНК, нарушается спиральное строение молекулы; особенно характерно разрушение двойных  спиралей ДНК, скручивание или внутримолекулярная полимеризация (образование молекулярных сеток), раскрытие двойных спиралей, разветвление и т. п. Молекулярный вес, так же как и радиус спиралей ДНК, изменяется в зависимости от величины дозы облучения, а также в зависимости  от мощности дозы излучения.