Эффект больших доз

Эффект больших доз вызывает лучевую болезнь, но не следует рассматривать его только, как отрицательный, поскольку он применяется в медицине. Он используется при локальном облучении, в частности, при радиотерапии различных заболеваний.

Биологическое действие ионизирующей радиации на организм

Ионизирующие частицы, пронизывающие высокоорганизованную структуру живой клетки передают часть своей энергии отдельным молекулам. Эти молекулы переходят в возбуждённые состояния, часть которых заканчивается ионизацией. В облучённой клетке не существует структур, испытывающих преимущественное поглощение энергии, т. е. возбуждёнными и ионизированными могут в равной степени оказаться белки, нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы, молекулы воды и различные низкомолекулярные органические соединения.

Это первая или физическая стадия действия излучения на клетку. Её продолжительность — 10^-13с. Её результатом служит возникновение ионизированных и возбуждённых молекул.

Во время второй физико-химической стадии происходит перераспределение энергии внутри биомолекул и образование свободных радикалов. Эта стадия длится 10^-14-10^-10с.

Во время первой и второй стадий происходит радиолиз воды с образование гидроксилов, активного кислорода, перекиси водорода. Все эти вещества обладают сильными окислительными свойствами.

В течение третьей химической стадии образуется широкий спектр молекул с изменёнными свойствами. Взаимодействие биорадикалов друг с другом и с окружающими молекулами приводит к возникновению стойких молекулярных изменений — разнообразных повреждений в структуре молекул, составляющих клетку. Длительность стадии 10^-6с.

На четвёртой биологической стадии происходит поражение на всех уровнях организации: ферменты могут утратить каталитическую активность, субстратную специфичность, чувствительность к соответствующим активаторам и ингибиторам или аллостерические свойства. Различные типы инактивации имеют неодинаковые последствия для клеточного гомеостаза — одни ферменты окажутся исключенными из метаболических реакций, другие — будут нарабатывать токсические продукты, третьи перестанут регулироваться соответствующими эффекторами.

При поглощенной дозе 1 Гр происходит 1.000 одноцепочных разрывов ДНК. При увеличении дозы до 20 Гр перестаёт работать система репарации. Кроме разрывов ДНК происходят различные мутации.

Продукты радиолиза воды оказывают сильное действие на липиды мембран путём перекисного окисления.

Чем выше поглощённая доза радиации, тем больше первичных повреждений, тем меньше возможность восстановления.