БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
изменения, вызываемые в жизнедеятельности и структуре живых
организмов при воздействии коротковолновых электромагнитных волн (рентгеновского
излучения и гамма-излучения) или потоков заряжённых частиц (альфа-частиц,
бета-излучения, протонов) и нейтронов.
Исследования Б. д. и. и. были начаты сразу
после открытия рентгеновского излучения (1895) и радиоактивности (1896).
В 1896 рус. физиолог И. Р. Тарханов показал, что рентгеновское излучение,
проходя через живые организмы, нарушает их жизнедеятельность. Особенно
интенсивно стали развиваться исследования Б. д. и. и. с началом применения
атомного оружия (1945), а затем и мирного использования атомной энергии
(см. Радиобиология ).
Для Б. д. и. и. характерен ряд общих закономерностей.
1) Глубокие нарушения жизнедеятельности вызываются ничтожно малыми количествами
поглощаемой энергии. Так, энергия, поглощённая телом млекопитающего животного
или человека при облучении смертельной дозой, при превращении в тепловую
привела бы к нагреву тела всего на 0,001 °С. Попытка объяснить "несоответствие"
количества энергии результатам воздействия привела к созданию теории мишени
(см. Мишени теория), согласно к-рой лучевое повреждение развивается
при попадании энергии в особенно радиочувствит. часть клетки - "мишень".
2) Б. д. и. и. не ограничивается подвергнутым облучению организмом, но
может распространяться и на последующие поколения, что объясняется действием
на наследственный аппарат организма. Именно эта особенность очень остро
ставит перед человечеством вопросы изучения Б. д. и. и. и защиты организма
от излучений. 3) Для Б. д. и. и. характерен скрытый (латентный) период,
т. е. развитие лучевого поражения наблюдается не сразу. Продолжительность
латентного периода может варьировать от неск. мин до десятков лет
в зависимости от дозы облучения, радиочувствительности организма и наблюдаемой
функции (рис. 1, 3). Так, при облучении в очень больших дозах (десятки
тыс. рад) можно вызвать "смерть под лучом", длительное же облучение
в малых дозах ведёт к изменению состояния нервной и др. систем, к возникновению
опухолей спустя годы после облучения.
Рис. 1. Влияние дозы облучения на число
(%) и сроки выживания клеток костного мозга крыс.
Радиочувствительность разных видов организмов
различна. Смерть половины облучённых животных (при общем облучении) в течение
30 суш после облучения (летальная доза - ЛД 50/30) вызывается следующими
дозами рентгеновского излучения: морские свинки 250 р, собаки 335
р,
обезьяны
600 р, мыши 550 - 650 р, караси (при 18°С) 1800
р, змеи
8 000-20000 р. Более устойчивы одноклеточные организмы: дрожжи погибают
при дозе 30 000 р, амёбы - 100 000 р,
а инфузории выдерживают
облучение в дозе 300 000 р. Радиочувствительность высших растений
тоже различна: семена лилии полностью теряют всхожесть при дозе облучения
2000 р, на семена капусты не влияет доза в 64 000 р.
Большое значение имеют также возраст (рис.
2), физиол. состояние, интенсивность обменных процессов организма, а также
условия облучения. При этом, помимо дозы облучения организма, играют роль:
мощность, ритм и характер облучения (однократное, многократное, прерывистое,
хроническое, внешнее, общее или частичное, внутреннее), его фи-зич. особенности,
определяющие глубину проникновения энергии в организм (рентгеновское и
гамма-излучение проникает на большую глубину, альфа-частицы до 40 мкм,
бета-частицы
- на неск. мм), плотность вызываемой излучением ионизации (под влиянием
альфа-частиц она больше, чем при действии др. видов излучения). Все эти
особенности воздействующего лучевого агента определяют
относительную
биологическую эффективность излучения. Если источником излучения служат
попавшие в организм радиоактивные изотопы, то огромное значение
для Б. д. и. и., испускаемого этими изотопами, имеет их химич. характеристика,
определяющая участие изотопа в обмене веществ, концентрацию в том или ином
органе, а следовательно, и характер облучения организма.
Рис. 2. Выживаемость облучённых мышей
(ЛД 50/30) в зависимости or возраста.
Первичное действие радиации любого вида
на любой биол. объект начинается с поглощения энергии излучения, что сопровождается
возбуждением молекул и их ионизацией. При ионизации молекул воды (косвенное
действие излучения) в присутствии кислорода возникают активные радикалы
(ОН- и др.), гидратарованные электроны, а также молекулы перекиси
водорода, включающиеся затем в цепь химических реакций в клетке. При ионизации
органич. молекул (прямое действие излучения) возникают свободные радикалы
(см. Радикалы свободные), к-рые, включаясь в протекающие в организме
химич. реакции, нарушают течение обмена веществ и, вызывая появление несвойственных
организму соединений, нарушают процессы жизнедеятельности. При облучении
в дозе 1000 р в клетке средней величины (10
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я