lecke №2
Lecke №2 közvetlen és közvetett hatásai az ionizáló sugárzás
Közvetlen és közvetett hatás a sugárzás az anyag és a biológiai makromolekulák
Szabad gyökös eljárások besugárzással víz és vizes oldatok
Az arány a közvetlen és közvetett hatásait során ionizáló sugárzás sugárzás inaktiválása sejt
Közvetlen és közvetett hatás a sugárzás az anyag és a biológiai makromolekulák
A fő mechanizmusa a kölcsönhatás az ionizáló sugárzás anyaggal vezet ionizációs az atomok és a molekulák. Ez az úgynevezett közvetlen ionizáló sugárzással. Ennek közvetlen működésének eredményeként egy biológiai objektum felmerülő károkat makromolekulák, például DNS-t, valamint a kialakulását számos termék nagyon reakcióképes vízmolekulák, a fő komponenst (80-90% az anyag) sejtek tömegét.
víz radiolízis termékek reagálnak egymással és a szerves komponenseket a sejt, ami a pusztulását a molekula. Ez az út a sugárzás okozta károsodás létfontosságú sejt struktúrák radiobiológia a neve indirekt sugárzási hatásmechanizmus.
Ábra. 1. közvetlen és közvetett hatásai az ionizáló sugárzás a sejt.
Közvetlen akció megérteni bekövetkező változások eredményeként energiamegkötésen besugárzott molekulák ( „célpontok”).
Közvetett ionizáló sugárzás változások megértésének molekulák az oldatban okozta radioiízisébői termékek a víz és oldott anyagok, nem sugárzás által elnyelt energia molekulákat.
Úgy véljük, hogy a sejtek szintjén közvetett hatásai az ionizáló sugárzás biztosítja 70-90% sugárkárosodás kritikus sejtszerkezet, beleértve a DNS-t.
Ábra. 2. ábra magyarázza a közvetlen és közvetett hatásait az ionizáló sugárzás a megcélzott molekulán
Radiolízis vizet a víz radiolízise molekula ionizált elektron vesztes
Ion radikális H 2O + reakcióba lép a semleges vízmolekula
ezáltal egy nagyon reakcióképes hidroxilgyököt felszabadult a vízmolekulák körülvevő elektron kölcsönhatásba lép a vízmolekulák; így ott izgatott molekula H 2 O *. amelyek disszociál két gyököt képez:
Gyökök felelősek több mint a fele a sugárzás DNS-elváltozások, mint képesek diffundálni egy távolság körülbelül 1 nm. A sugár a kettős spirál DNS-molekulák közel 1 nm, úgy, hogy annak keresztmetszete 3,14 nm 2. A terület, amely elérheti a DNS DNS-molekula 9.42 nm 2 azaz a háromszor nagyobb, mint a keresztmetszeti területe a DNS-molekula. Természetesen rész van kialakítva ebben a gyűrűben gyökök vízmolekulák nem diffundál felé DNS, és nem vesznek részt a veresége.
A oxigén jelenlétében előállított és egyéb termékek a radiolízis víz,
oxidáló tulajdonságokkal rendelkező: hidroperoxid radikális
További oxidációs termékek alatt a víz radiolízise előfordul stabilizált formáját az elektron - hidratált elektron. Azt a nagy reaktivitást, de redukálószerként. Egy másik redukálószer által alkotott radiolízis a víz, az atomos hidrogén.
Technológiai víz radiolízis leegyszerűsítve ábrán látható. 4. primer áramkört fizikokémiai folyamatok úton a ionizációs a biológiai hatást az 5. ábra mutatja.
4. ábra. Termékek víz radiolysis.
Ábra. 5. A primer kör a fiziko-kémiai folyamatok az utat a ionizációs a végső biológiai hatás
Víz radiolízis termékek, elsősorban a szabad gyökök, amely párosítatlan elektront, mutatnak nagyon nagy reakcióképesség, úgy, hogy ezek élettartama 10 -10 másodperc tört része. Ebben az időszakban sem rekombinálódnak egymással, vagy egymás mellé helyezett reagáltatjuk szerves vegyületek. Fő „vágy”, hogy megszabaduljon a radikális páratlan elektron - átadja egy másik molekulához, vagy elvenni tőle a formáció egy elektronpár, egyre ezzel a radikális a „stabil” molekula.
A felfedezések története a közvetett hatás a sugárzás
Az első vizsgálatok a közvetett hatásai a sugárzás végeztük 30-es években a múlt század G.Fikke (tanulmányozták oldatok szervetlen és egyszerű szerves vegyületek) és W. Dale (kutatott enzim oldatok). Ezek a paradox tényt, hogy a több módosított molekulák besugárzással nem közvetlenül kapcsolódik a teljes mennyiségű oldatot (koncentráció) azonosították. Így volt a spekuláció, hogy a nagyobb molekulák az anyagban, annál nagyobb a valószínűsége a károk besugárzással, és a nagyobb számú sérült molekulák elutasították. Megmagyarázni ezt a paradoxont előadott elmélet közvetett hatása a sugárzás, ami azt jelzi, hogy kár a molekulákkal tanulmány nem csak a miatt közvetlen ionizáló sugárzásnak való kitettség, hanem a diffúzió neki vizet radiolysis termékeket. Mivel a víz tölti ki a teljes besugárzott térfogat, a száma kitett radiolízis vízmolekulák egy adott dózis besugárzási állandó, és csak annyi, hogy elpusztítsa egy bizonyos molekulák száma a vizsgált anyag. Növekvő koncentrációban a vizsgált anyag több mint egy bizonyos érték ilyen körülmények között nem kíséri arányos számának növekedése az érintett molekulák.
Így a közvetett hatás a sugárzás, függetlenül a hígító oldattal, abszolút száma sérült molekulák állandó marad, és az aránya a teljes száma fordítottan arányos a koncentrációjukkal.
Ábra. 6. A függetlenségét az abszolút sugárzási kimenete az oldott anyag koncentrációját.
Például a kísérletek besugárzásával Fricke 1 liter hangyasavat dózisban 100 Gy különítettek 25 mikromól hidrogén függetlenül attól, hogy a besugárzott térfogat tartalmazott 10 -4 mol (fekete körök), vagy 10 -1 mól (fehér körök) sav Ennélfogva, az azonos száma törött molekulák hangyasav - ebben az esetben 25 mikromol - volt egy gyenge megoldás a 25% -a teljes összeg az oldott savak, és
azonban egy töményebb - 0,025%. Csak nagyon erős hígításban gyökök része elkezd kölcsönhatásba lépnek egymással, és kisebb mértékben, hogy reagáljon az oldott anyag, és ezért növeli a sugárzási dózis szükséges, hogy károsítja a azonos számú molekulát.
Ellentétben a közvetlen vagy közvetett hatás a sugárzás inaktivált a molekulák száma egy adott sugárzási dózis arányosan nő a koncentrációja az oldat, és ezek aránya az összes molekulák száma állandó marad (7. ábra)
Ábra. 7. A függőség az enzim-inaktiválás vagy vírus annak koncentrációja az oldatban a közvetlen (1) és a közvetett (2) a hatás a sugárzás
Kérdések az ellenőrzési
1. Adja meg a koncepciót a közvetlen cselekvés ionizáló sugárzás?
2. Milyen folyamatok hátterében a közvetett cselekvés ionizáló sugárzás?
3. A Can azonos makromolekula, mint például a DNS Mob ergnutsya közvetlen és közvetett hatásai az ionizáló sugárzás?
4. List bizonyos molekulák működhet hírvivő molekulák
5. Hogyan számolom, hogy a keresztmetszete a DNS-spirál túl korai 3,14 nm 2?
6. Magyarázza meg, miért a terület, amely alkalmas lehet DNS-molekula víz egyenlő 9,42 nm 2?
7. Sorolja kialakított víz radioiízisébői oxidáló
8. Sorolja képződött víz radioiízisébői csökkentése
9. indirekt sugárzási elmélet már magyarázatára egy paradoxon?
10. Miért Fricke kísérletek az ionizáló sugárzás ítéltük a keletkezett hidrogén mennyiségétől?
11. Hogy a molekulák számát inaktivált közvetlen hatás a sugárzás egy dózis-függő?