Биофизика. (шпаргалка к экзамену)

Непрямое действие при облучении растворов биологических веществ.

При этом непрямой эффект излучения проявляется значительно сильнее, чем прямой. Радиочувствительность при разбавлении возрастает в 100 раз. Повреждение органических молекул в растворе в большой мере связано с продуктами радиолиза воды. Поскольку в растворе молекул воды значительно больше, чем растворённых веществ, вероятность поглощения излучения ими значительно больше.

В процессе прохождения частицы через воду вдоль её пути образуются возбуждённые производные воды: радикал протона, гидроксирадикал, сольватированные электроны, ион гидроксония. Часть образующихся радикалов рекомбинируют с образованием нейтральных продуктов или перекиси, но часть радикалов может взаимодействовать с растворёнными органическими молекулами. В результате образуются свободные органические радикалы, которые могут вступать в дальнейшие реакции, часто имеющие цепной характер.

Изменение условий часто выражается в изменении радиочувствительности, модификации радиочувствительности.

1. Эффект разбавления. Понижение концентрации раствора макромолекул повышает выход инактивированных молекул. Этот эффект связан с непрямым механизмом действия излучения.

2. Кислородный эффект. С ростом концентрации кислорода усиливается радиочувствительность.

3. Температурный эффект. Чувствительность увеличивается с ростом температуры.

4. Эффект молекулярных примесей. Радиосенсибилизация и радиопротекция.

76.

Действие ионизирующего излучения на клеточном уровне.

Действие ионизирующего излучения на клеточном уровне определяется степенью поражения отдельных компонентов клетки. Для большинства клеток летальная доза 1-100Грей. Это связано с усилением повреждающего действия излучения за счёт непрямого действия. Для проявления летального действия достаточно инактивации 0,1% молекул.

Критическими для клетки являются повреждение ДНК, ферментов и липидов мембран. Конечным эффектом является гибель клеток или мутационный процесс при повреждении ДНК.

Существует два типа гибели: интерфазная гибель и репродуктивная гибель.

Оба типа реализуются путём некроза или апоптоза. Некроз характерен при облучении высокими дозами. В этом случае образуются окислительные радиоизотопы, которые повышают проницаемость мембран и инактивируют ионные насосы. Это приводит к изменению осмотического давления и разрушению мембранных структур.

Апоптоз, или запрограммированная гибель, - это механизм избавления организма от функционально неполноценных клеток. Этот механизм является преобладающим при небольших дозах облучения и связан с активацией генов клеточной гибели. Происходит синтез комплекса ферментов, вызывающих активацию эндонуклеаз и разрушение ДНК.

Апоптоз запускается с рецепторов внешней мембраны, с рецепторов мембран митохондрий или при появлении большого числа структурных повреждений ДНК. Апоптоз свойственен биологическим структурам любого уровня.