Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Свободнорадикальные процессы
Свободные радикалы – это электрически нейтральные атомы или молекулы с неспаренным электроном на внешней орбите. Свободные радикалы обычно весьма реакционноспособны, так как обладают возможностью связывать неспаренный электрон с аналогичным электроном в другом радикале или вообще удалять электрон из атома. Другими словами, свободные радикалы могут быть акцепторами (окислителями) или донорами (восстановителями) электронов. Живая материя состоит на 70–90% из воды, поэтому важно рассмотреть, что происходит с водой и некоторыми водными растворами при облучении. Под воздействием ионизирующих излучений в воде без примесей идут процессы ионизации с образованием быстрых свободных электронов, обладающих избытком энергии, и положительно заряженных молекул воды: Н2О ® Н2О+ + е– (3.8.) Образовавшийся электрон (е) постепенно теряет в воде энергию в результате разных процессов до тех пор, пока его не захватит другая молекула, которая превратится в отрицательно заряженную молекулу воды: е– + Н2О ® Н2О– (3.9.) Этот процесс – относительно медленный. Кроме того, электрон может стать гидратированным, т.е. окруженным молекулами воды (как, например, магнитик в железных опилках), так что несколько молекул воды превратятся в диполи и будут ориентированы по направлению к электрону, имеющему отрицательный заряд. Гидратированный электрон ē · aq при комнатной температуре достаточно стабилен, но способен к реакции с различными молекулами в растворах. Такие реакции более вероятны при более высоких концентрациях раствора. Поскольку концентрация веществ внутри клетки бывает достаточно высокой, появление в них таких гидратированных электронов имеет для клеток большое значение. Ни Н2О–, ни Н2О+ не являются стабильными молекулами, и каждая из них распадается, образуя ион и свободный радикал: Н2О+ ® Н+ + ОН (3.10) Н2О– ® Н + ОН– (3.11.) (точкой обозначен неспаренный электрон свободного радикала). При каждых 1000 эВ энергии, поглощаемых чистой водой, образуются следующие продукты: 26 гидратированных электронов (ē · aq), 26 гидроксильных радикалов (OH.), 4 атома водорода (H∙) и небольшое количество Н2 и Н2О. Наиболее реакционноспособны ē · aq, ОН∙, H∙, имеющие продолжительность жизни около нескольких миллисекунд, при условии отсутствия других реагентов или ловушек, связанных со структурой самой воды, к исследованию которой сейчас приковано пристальное внимание. Они могут также вступать в реакцию друг с другом или димеризоваться (образовывать пары):
Н + Н ® Н2 (3.12) ОН + ОН ® Н2О2 (3.13) ОН + Н ® Н2О (3.14) или вступать в реакцию с другими молекулами воды, а также реагировать с продуктами предыдущих реакций, в которых участвовали радикалы. Свободные радикалы могут также взаимодействовать с молекулами растворенного кислорода, приводя к появлению перекисных радикалов водорода. Взаимодействие кислорода с гидратированными свободными радикалами, например, H∙ и ē • aq, приводит к появлению относительно стабильных гидроперекисных радикалов и перекиси водорода (см. рис. 21). Однако не важно, прямым или косвенным образом биомолекула стала радикалом, в любом случае она может взаимодействовать с растворенным кислородом следующим образом: R + O2 ® RO2 (3.15) (R – органический перекисный радикал). И этот момент является уже существенным потому, что при большом количестве RH можно получить цепную реакцию: RO2 + RH ® ROH + RO (3.16)
Рис. 21. Схема радиолиза воды.
Такие реакции ведут к появлению новых радикалов. Независимо от своего происхождения свободные радикалы R могут вступать в реакцию с биологическими молекулами и приводить впоследствии к радиобиологическому поражению клеточных структур. О различии прямого и косвенного действия радиации на биологические объекты и величину их влияния на развитие лучевого поражения можно судить по двум феноменам – эффекту разведения и кислородному эффекту. Эффект разведения – это состояние, при котором абсолютное число повреждённых молекул веществ в слабом растворе не зависит от его концентрации и остаётся для данной экспозиционной дозы постоянным, так как в этих конкретных условиях в растворе образуется постоянное количество активированных радикалов. При косвенном действии постоянно абсолютное число поврежденных молекул, а изменяется их соотношение к числу неповреждённых. При прямом действии число инактивированных молекул увеличивается с повышением концентрации раствора, а их соотношение к числу неповреждённых остается постоянным. То есть, если при добавлении растворителя к облучаемой системе радиационный эффект увеличивается, то обуславливается косвенным действием.
В развитии первичных реакций при облучении биообъектов большое значение имеет концентрация кислорода в окружающей среде. С повышением его концентрации в среде и объекте усиливается эффект лучевого поражения, и наоборот, при понижении концентрации кислорода наблюдается уменьшение степени лучевого поражения. Это явление было названо кислородным эффектом. Выраженность кислородного эффекта у разных видов излучений неодинакова и зависит от их линейной потери энергии, с повышением её эффект уменьшается. При действии излучений с малой плотностью ЛПЭ (гамма- и рентгеновские лучи) наблюдается наибольший эффект, а при воздействии альфа-частиц он полностью отсутствует. Кислородный эффект проявляется во всех радиобиологических реакциях – ослаблением или усилением биохимических изменений, мутаций у всех биологических объектов и на всех уровнях их организации. В результате взаимодействия свободных радикалов воды с органическими соединениями и взаимодействия этих веществ с молекулярным кислородом образуются органические перекиси, которые обладают высокой химической активностью и различным временем существования. Они играют основную роль в первичных биохимических реакциях организма при действии излучения. Стохастическая (вероятностная) теория. Эта гипотеза является развитием теории прямого действия излучений первичных радиобиологических процессов. Отличие её от теории попаданий состоит в том, что взаимодействие излучений с определённым участком клетки происходит по принципу вероятности (случайности) и что зависимость дозы- эффекта обуславливается не только мишенью попадания, но и (в большой мере) состоянием биологического объект как динамической системы.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-08; просмотров: 539; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.135.205.146 (0.008 с.) |