Биологические факторы, определяющие радиобиологические эффекты

Основные биологические факторы, определяющие радиобиологические эффекты: вид живого организма, возраст (стадия развития), пол. Понятие радиочувствительности.

Ионизирующее излучение— любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков. Оно представляет собой поток заряженных и (или) незаряженных частиц. Ионизирующее излучение наблюдается как среди корпускулярных излучений (альфа-, бэта-излучения, протонное, нейтронное), так и среди электромагнитных (рентгеновское и гамма-излучение). Среди электромагнитных есть и неионизирующие излучения (видимое, инфракрасное, микроволновое, радиочастотное). УФ-излучение можно отнести и к ионизирующим, и к неионизирующим (см. далее). 12,5 эВ – граница между ионизирующим и неионизирующим ЭМИ (соответствует энергии кванта, необходимой для ионизации молекулы H₂O). Значению энергии кванта 12,5 эВ соответствует длина волны l ≈ 100 нм: (13.2.1)

(c – скорость света (3 · 10⁸ м/с), h – постоянная Планка (6,626 · 10^-34 Дж · с; 1 Дж = 6,24 · 10¹⁸ эВ). УФ-излучение — это электромагнитное излучение в диапазоне от 10 нм до 400 нм. Низковолновую область УФ-излучения (10-100 нм) можно отнести к ионизирующим излучениям.

Ионизирующее излучение вызывает в биологических объектах различные патологические изменения, крайним проявлением которых является гибель облученных организмов. Степень и характер проявления радиобиологических эффектов зависят от различных радиационных факторов, характеризующих условия облучения, и от биологическихфакторов, характеризующих объект облучения. К радиационным факторам (вопрос 10.2) относятся: 1)место расположения источника излучения по отношению к облучаемому организму; 2)вид ионизирующего излучения; 3)пространственное распределение дозы ионизирующего излучения в организме; 4)временнóе распределение дозы ионизирующего излучения; 5)доза облучения. К биологическим факторам относятся: вид живого организма; возраст; пол; физиологическое состояние; используемая пища и т.д.

Биологические факторы, определяющие радиобиологические эффекты

1. Вид живого организма.Величина радиобиологического эффекта (при одной и той же дозе облучения) существенно зависит от вида облучаемого биологического эффекта. То есть биологические объекты обладают различной радиочувствительностью.

Термин радиочувствительность широко используется в радиобиологии и означает поражаемость биологических объектов (клеток, тканей, органов или организма в целом) ионизирующим излучением. Синоним — радиопоражаемость, антоним — радиоустойчивость, или радиорезистентность. Сравнение радиочувствительности обычно проводят по величине полулетальной дозы ЛД₅₀. Чем выше значение ЛД₅₀, тем ниже радиочувствительность и наоборот.

В приведенной таблице ориентировочные значения ЛД₅₀ для различных биологических объектов, подвергнутых внешнему, общему, острому γ- или рентгеновскому облучению. (13.2.2)

Как видно из этой таблицы, наиболее радиочувствительными являются млекопитающие. Напротив, наиболее высокой радиоустойчивостью обладают простейшие, бактерии и вирусы. Таким образом в целом по мере усложнения биологической организации радиочувствительность существенно повышается. Однако, встречаются и исключения, когда среди низших - радиочувствительность может быть очень высока. Для низших филогенетических групп характерна значительно большая вариабельность радиочувствительности. Наиболее радиоустойчивым из известных биологических объектов является бактерия Micrococcus radiodurans (Микрококк радиоустойчивый), обнаруженная в воде охлаждающего канала американского ядерного реактора, где мощность дозы составляла 100 тысяч Гр/сут. В таких суровых условиях эти бактерии не погибали, размножались. Значительные колебания радиочувствительности могут наблюдаться даже для различных штаммов, линий, сортов одного и того же вида биологического объекта.