V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Proto
se při výkladu mechanismů účinků ionizujícího záření buňky soustředíme především účinky DNA.
Při radiační expozici sice dochází buňkách poškození jiných biochemických molekul -
lipidů, sacharidů, proteinů dalších.2008 12:15:26]
.
Při buněčném dělení DNA schopna přesně reprodukovat samu sebe přenášet tak genetickou informaci na
další generace buněk.6). tento proces je
velmi rychlý, netrvá déle než 10-14-10-10sec.
Základní stádia účinku ionizujícího záření organismus
Proces účinku ionizujícího záření živou tkáň probíhá čtyřech význačných etapách lišících se
svou rychlostí druhem probíhajících procesů (příslušné procesy jsou schématicky zobrazeny obr.1) :
■ Fyzikální stadium
Při interakci kvanta ionizujícího záření hmotou energie záření předávána elektronům atomech
za vzniku ionizace excitace (příslušné procesy jsou popsány §1.5.
Makromolekuly DNA jsou dominantními "terči" pro biologické účinky ionizujícího záření může
zde docházet především zlomům cukro-fosfátového řetězce změnám bazí.10. Např. oxidací
na aminoskupině jako adenin vzniká skupina OH, kterou místo thyminu váže cytosin -
vzniká chyba řazení aminokyselin řetězce. Dále mohou
vznikat poškození purinových pyrimidinových bazí, atypické vazbové "můstky" (cross-linky)
http://astronuklfyzika.
Jelikož poškození DNA vede narušení změně genetických informací buňce, hovoříme
o genotoxických účincích ionizujícího záření jím indukovaných chemických látek buňkách. vody H2O vznikají vodíkové kationty H+
a hydroxylové anionty OH− nestabilní produkty schopné oxidace H2O2, HO2).
■ Fyzikálně-chemické stádium
Zde nastávají sekundární fyzikálně-chemické procesy interakce iontů molekulami, při nichž dochází
k disociaci molekul vzniku volných radikálů (např. Tento primární proces velmi
rychlý (prakticky okamžitý, rychlost kvant rovna nebo blízká rychlosti světla), trvá jen cca 10-16-10-14 sekundy. Těchto molekul však buňkách obsažen velký počet a
výraznější účinek záření nastal při poškození většího procenta těchto molekul; nastává až
při poměrně vysokých dávkách desítky stovky Gy.htm 48) [15.2.cz/RadiacniOchrana.ochranačUllmann Radia
Tato struktura umožňuje replikaci: každému řetězců možno utvořit řetězec nový, zcela totožný původním.
■ Chemické stádium
Vzniklé ionty, radikály, excitované atomy další produkty reagují biologicky důležitými
organickými molekulami ("atakují" molekuly DNA, RNA, enzymů, proteinů) mění jejich složení a
funkci. Typickou poruchou molekulární úrovni jsou zlomy vlákna molekule DNA buď zlom
jen jednoho vlákna cukro-fosfátového řetězce, nebo úplný zlom dvojvlákna DNA. výraznému poškození DNA však dochází při
nižších dávkách (desetiny jednotky Gy), kdy vliv ostatní biochemické molekuly ještě malý
