Біологічна дія іонізуючих випромінювань

Кожному біологічному виду властива своя міра чутливості до дії іонізуючої радіації, яка характеризує його радіочутливість. Ступінь радіочутливості сильно варіюється в межах одного виду (індивідуальна радіочутливість), а для певного індивідууму залежить також від віку і статі. Навіть в одному організмі різні клітини і тканини сильно відрізняються за радіочутливістю.

Енергія іонізуючого випромінювання при проходженні через біологічну тканину передається атомам і молекулам. Це приводить до утворення іонів і збуджених молекул. Наступний акт - хімічний етап ураження клітини.

В основі первинних радіаційно-хімічних змін молекул лежать два механізми: 1) прямої дії, коли дана молекула зазнає зміну (іонізацію, збудження) безпосередньо при взаємодії з випромінюванням; 2) непрямої дії, коли молекула безпосередньо не поглинає енергію іонізуючого випромінювання, а отримує її шляхом передачі від іншої молекули.

Оскільки у біологічній тканині міститься 60...70% маси води, суттєву роль в процесі біологічної дії випромінювань грає радіоліз води.

Під дією випромінювань вода розкладається із утворенням радикалів водню (Н') і гідроксилу (ОН'), які мають високу хімічну активність.

В присутності розчиненого у воді кисню утворюються також інші продукти радіолізу: вільний радикал гідроперекису НО₂', перекис водню Н₂О₂' і атомарний кисень.

В клітині організму, особливо якщо поминальними речовинами є великі і багатокомпонентні біологічні молекули, утворюються органічні радикали Д'. які відзначаються високою реакційною здатністю.

Крім того, біологічна дія посилюється за рахунок кисневого ефекту, взаємодії вільного радикалу з киснем і утворення високореакційного продукту ДО₂'.

Отримані в процесі радіолізу води вільні радикали і окисники, маючи високу хімічну активність, вступають в хімічні реакції із молекулами білка, ферментів та інших структурних елементів біологічної тканини, що приводить до зміни біохімічних процесів в організмі. В результаті порушуються обмінні процеси, пригнічується активність ферментних систем, сповільнюється і припиняється ріст тканин, виникають нові хімічні з'єднання, не властиві організму, - токсини. Це сприяє порушенню життєдіяльності окремих систем чи організму в цілому.

Жоден інший вид енергії (теплової, електричної та ін.), поглинутої біологічним об'єктом в тій же кількості, не приводить до таких змін, які викликає іонізуюче випромінювання. Наприклад, смертельна доза іонізуючого випромінювання для ссавців дорівнює 10 Гр, що відповідає поглинутій енергії 10 Дж/кг. Якщо цю енергію підвести у вигляді тепла, то вона нагріла б організм людини лише на 0.001^оС, менше, ніж від склянки випитого чаю.

Щоб уникнути шкідливої дії іонізуючих випромінювань, необхідно створити умови, що виключають опромінення організму дозами вище гранично допустимих і зменшують вміст радіоактивних речовин у повітрі, воді, їжі і т.д. до концентрацій нижче гранично допустимих.