Действие ионизирующих излучений на биомолекулы. клетки, органы, организм в целом

Ядерные излучения оказывают сильное поражающее действие на все живые существа от вирусов и бактерий до млекопитающих.

Первичным действием излучения является ионизация макромолекул нуклеиновых кислот и белков. Существует два механизма повреждения биомолекул: в прямом механизме ядерная частица непосредственно воздействует на сами макромолекулы, которые поглощают энергию излучения. В косвенном механизме излучение производит радиолиз воды, продукты которого свободные радикалы ОН^-, Н^-, НО₂, Н_{2 ,}О₂ вступают с химические реакции с макромолекулами. При поглощенной дозе в 1 рад в каждой клетке осуществляются сотни тысяч актов ионизации в клеточных структурах.

Под действием первичных процессов в макромолекулах в клетках возникают функциональные изменения. Некоторые клетки или одноклеточные организмы, например кишечная палочка гибнут от единичного акта ионизации. Внутри клетки ядро и митохондрии гораздо чувствительнее цитоплазмы. Радиационное поражение клетки происходит в три этапа:

физический, с образованием активных центров (ионизированные молекулы и радикалы),

химический, в виде взаимодействия радикалов белков, нуклеиновых кислот с водой, кислородом, биомолекулами с образованием органических перекисей и различных реакций окисления,

биохимический, состоящий в том, что освобожденые ферменты из клеточных органелл проникают через биологические мембраны, в которых увеличена их проницаемость, из-за перекисного окисление липидов, и приводят к распаду нуклеиновых кислот и белков клетки.

Наиболее важные изменения в клетках: повреждение механизма деления и хромосомного аапарата клетки, блокирование процессов обновления и дифференцирования клетки, блокирование процессов размножения клеток и последующей физиологической регенерации тканей.

У человека наиболее чувствительны к облучению кроветворные органы (костный мозг,селезенка, лимфатические железы), эпителий половых желез и слизистая оболочка кишечника.

Кислородный эффект- увеличение поражения макромолекул. клеток и организма в целом в три раза при повышении концентрации кислорода от 0 до 30%.