Биологическое действие ионизирующих излучений

Для понимания биологического действия излучения необходимо знать все его этапы: молекулярный уровень (физические процессы взаимодействия ионизирующего излучения с веществом), клеточный уровень (нарушение биохимии и морфологии клетки, ее генетического аппарата), уровень целостного организма (морфологические и функциональные изменения органов и систем).

Соответствующие сведения излагаются в курсах биофизики, патологической физиологии и патологической анатомии. Здесь мы лишь кратко повторим некоторые сведения, необходимые для уяснения биологических основ лучевой терапии.

На схеме ниже приведены происходящие под влиянием облучения явления и их последовательность.

Смотрите схему — Этапы биологического действия ионизирующих излучений

Поглощение энергии излучения и первичные радиационнохимические реакции

Все начинается с чисто физического процесса — поглощения энергии в биосубстрате. Заряженные частицы, нейтроны и фотоны вступают во взаимодействие с атомами биологического объекта и передают им частично или полностью свою энергию. Все ионизирующие излучения действуют в принципе одинаково: все они передают свою энергию атомам вещества, вызывая их возбуждение или ионизацию.

Задание 1

Можно ли после облучения каким-то образом воздействовать на физический этап — этап поглощения энергии в теле больного?

Смотрите — Ответ к заданию 1

Таким образом, физический процесс поглощения энергии заканчивается образованием ионизированных и возбужденных, т. е. очень активных в химическом отношении, атомов и молекул.

Поглощенная в тканях энергия излучения превращается в другие виды энергии (в тепло, в химическую энергию). Происходит изменение тех молекул, которые поглотили энергию.

Ведущий радиационно-химической реакцией является разрыв химических связей и возникновение активных радикалов.

В радиационно-химических процессах большую роль играет первичная ионизация воды, которая составляет около 70% массы человеческого тела. В воде образуются свободные радикалы Н и ОН, обладающие высокой химической активностью. В результате взаимодействия с ними происходит окисление или восстановление молекул и образование перекисных соединений.

Под действием излучения белки расщепляются на аминокислоты и гистаминоподобные соединения, токсичные для человека. Весьма сложные реакции происходят в липидах, углеводах, нуклеопротеидах.

Возникшие под влиянием ионизации атомов и молекул первичные реакции ведут к изменению структуры молекул, что приводит к нарушению биохимических процессов в органах и тканях. Это выражается в расстройстве тканевого дыхания, изменении действия ферментных систем, извращении синтеза белков и т. д.

Присутствие кислорода в облучаемом объекте сильно увеличивает выход многих радиационно-химических реакций. Ведь органические радикалы, возникающие при действии ионизирующего излучения на молекулы липидов, нуклеопротеидов, белков и других веществ, а также радикалы воды отличаются выраженной способностью соединяться с атомами кислорода.

Недостаток кислорода понижает чувствительность к излучению как нормальных, так и патологически измененных клеток и тканей.

Иначе говоря, степень лучевых реакций зависит от концентрации кислорода в биосубстрате. Это явление известно в радиобиологии под названием кислородного эффекта.

Задание 2

Васкуляризация различных участков злокачественной опухоли обычно неодинакова. Какие участки опухоли более чувствительны к облучению — с лучшим кровоснабжением или с нарушенным кровоснабжением? Разъясните Вашу точку зрения.

Смотрите — Ответ к заданию 2

«Медицинская радиология»,
Л.Д.Линденбратен, Ф.М.Лясс

Популярные статьи раздела