Понятие, стадии и особенности радиобиологических процессов

Радиобиологические процессы – процессы взаимодействия с живой системой ионизирующих излучений, приводящие к изменению их структуры и функций.

Первичные стадии:

1. радиофизические

2. радиохимические

Различие фото- и радиобиологических процессов связано с много большей энергией ионизирующих излучений:

1. При взаимодействии ионизированных молекул с молекулами вещества, оно сразу ионизируется (без возбуждения).

2. Свет селективен, а ионизированными называют все типы молекул, т.е. селективность отсутствует.

3. Свободно-радикальные процессы развиваются по цепному механизму, т.е. происходит самоусиление.

Биофизические основы действия ионизирующего излучения.

Все жизненно-важные биологические соединения функционируют в водном окружении, следовательно, ионизации подвергаются и органические молекулы, и молекулы воды.

H₂O + hv → H₂O⁺ + e^-

Различают прямое и косвенное действие ионизирующего излучения.

Прямое действие – на радиохимической стадии непосредственно преобразуются сразу органические молекулы.

Непрямое действие (через воду) – на радиохимической стадии сначала преобразуются ионизированные молекулы воды, а продукт преобразования вступает в реакции с органическими молекулами.

Разложение ионизированных молекул воды под действием ионизирующего излучения – радиолиз воды:

H₂O⁺ → H⁺ + OH^* (свободный радикал)

H₂O + e^- → H₂O^-

H₂O^- → OH^- + H^* (свободный радикал)

H₂O⁺ + e^- → H₂O^* → H^* + OH^*

В присутствии кислорода:

H^* + O₂ → ^*HO₂ (гидроперекисный радикал)

^*HO₂ + ^*HO₂ → H₂O₂ + 2O (продукты – очень сильные окислители)

Все эти ионы и свободные радикалы вызовут повреждение мембраны и отделение биологически важных молекул. Если механизмы репарации не успевают всё исправить, то развивается лучевая болезнь.

Лекция 4. Свободные радикалы в биологических процессах.

1. Понятие и виды свободных радикалов.

2. Свойства свободных радикалов. Свободные радикалы в организме человека.

3. Методы обнаружения свободных радикалов в тканях организма.

Понятие и виды свободных радикалов.

Свободные радикалы – молекула или её часть (атом, ион), обладающие неспаренными электронами. Если частица имеет 1 электрон - монорадикал (Н^*, ОН^*). Если частица имеет 2 электрона – бирадикал (О^** + все триплетно возбуждённые молекулы).

Свободный радикал может быть нейтральным и заряженным (ион-радикал), например (^*RH)⁺.