Ko starojums nodara dzīvām šūnām?

Radiācijas ietekme uz dzīvām šūnām atšķiras atkarībā no veida, iedarbības intensitātes un šūnas. Mūsu vajadzībām “starojums” attiecas uz jonizējošās enerģijas, piemēram, neitronu, fotonu un augstas enerģijas lādētu daļiņu, piemēram, gamma staru, emisiju. Ir vairāki dažādi veidi, tostarp kosmiskais starojums no kosmosa, zemes starojums, ko izstaro radioaktīvie elementi zemē, un cilvēka radītais starojums, piemēram, tas, ko izdala atombumbas detonācija.

Dzīvās šūnas faktiski tiek galā ar diezgan lielu starojuma daudzumu; Apmēram 360 miliremi gadā, piemēram, ASV. Starp citu, miliremi ir devas vienības; tos izmanto, lai aprēķinātu iedarbības rezultātus no tādām lietām kā rentgenstari slimnīcās. Nāvējošās iedarbības līmenis dažādiem indivīdiem ir atšķirīgs, un tas ir atkarīgs no iedarbības veida; vienreizēja iedarbība ir nāvējoša, piemēram, aptuveni 300,000 XNUMX miliremu, savukārt lielākas devas var pieļaut, ja tās rodas ilgstošas ​​iedarbības rezultātā.

Zemā līmenī radiācijas bojājumus var novērst dzīvas šūnas bez kaitīgām sekām. Lielākas devas var izraisīt šūnas sterilitāti vai arī traucēt šūnas spēju pareizi vairoties, izraisot mutācijas. Piemēram, daudzi vēža veidi ir saistīti ar starojuma iedarbību, kas sajauc šūnas, izraisot to mutāciju un ātru vairošanos. Ļoti lielās devās starojums izraisa šūnu nāvi, izmantojot procesu, ko sauc par termizāciju, kas būtībā pagatavo šūnu no iekšpuses.

Iedarbība var izraisīt šūnu bojājumus divos dažādos veidos. Pirmajā nozīmē tieša starojuma darbība, tā tieši kaitē molekulai; piemēram, kad starojums traucē DNS molekulai, izraisot šūnu bojājumus. Tas var izraisīt arī netiešus bojājumus, jonizējot molekulas, pārvēršot tās potenciāli toksiskos savienojumos, kas mijiedarbojas ar veselām molekulām un izraisa bojājumus. Skābeklis, ūdeņradis, slāpeklis un ogleklis ir ļoti neaizsargāti pret jonizāciju; diemžēl dzīvām šūnām šie elementi veido lielu daļu no dzīvā organisma.

Ļoti lielās devās starojums izraisīs masīvus orgānu un audu bojājumus, kas ir pārāk plaši, lai organisms tos nevarētu labot. Tas izraisa akūtu radiācijas sindromu, kas pazīstams arī kā staru slimība. Šis stāvoklis bieži ir ārkārtīgi sāpīgs un nepatīkams, un tas izraisa nāvi. Lietojot mazākas devas, radītie bojājumi var būt smalkākā līmenī, un tie var izpausties kā vēzis vai iedzimti defekti, ko izraisa reproduktīvo audu bojājumi vēlākā dzīvē. Dažas šūnas ir īpaši neaizsargātas pret bojājumiem, īpaši šūnas, kas ātri vairojas; tāpēc grūtniecēm ir jābūt uzmanīgām starojuma avotu tuvumā, jo tas var sabojāt augļa attīstību.

Viens no bīstamākajiem radiācijas cēloņiem ir radioaktīvie izotopi, jo šie izotopi uzkrājas organismā un izstaro starojumu, atšķirībā no vienreizējas radioaktīvo daļiņu iedarbības, piemēram, rentgena staros. Šī iemesla dēļ cilvēkiem, kuri strādā ar radioaktīvajiem izotopiem, jābūt ļoti uzmanīgiem, un tiem, ko izmanto tādās procedūrās kā medicīniskā attēlveidošana, ir ļoti īss pussabrukšanas periods, kas nozīmē, ka tie ātri sadalās un tiek izdalīti organismā.