Radiobiologi Molekylær

Radiobiologi: en molekylær tilgang til at studere virkningerne af stråling på levende organismer.

Introduktion

Radiokemi er en videnskab, der studerer nukleare reaktioner, der opstår, når levende celler og væv bestråles med ioniserende stråling. Det er en del af medicinsk fysik og strålingsbiologi,

Molekylær radiobiologi er en videnskabelig og teknisk gren af ​​radiobiologien, der studerer interaktionen af ​​ioniserende stråling med biologiske objekter på niveau med molekyler, biomembraner, enzymer, coenzymer, forskellige nukleinsyrer osv. På grund af kompleksiteten af ​​molekylære processer, fysiske, fysisk-kemiske, biokemiske og biofysiske forskningsmetoder, samt computermodellering ved hjælp af computerdatabaser (modeller) af objekter fra molekylære radiobiologer.

Som titlen på afsnittet antyder, er genstanden for undersøgelsen interaktionen mellem stråling og levende stof, dens virkning på makromolekylerne i celler og andre biologiske systemer som helhed. Samtidig interagerer strålingsmolekyler med adskillige strukturer af den cellulære biopolymer og danner en lang række ion-molekylære opløsninger og produkter; alt dette påvirker cellernes og kroppens funktion. Molekylær radiolyse er forbundet med atomære transformationer - ionisering, excitation, dissociation. Ioniseringsenergi i størrelsesordenen 4-5 eV er typisk for beta-henfaldsprodukter. Da individuelle komponenter af molekyler har forskellig effektivitet i nedbrydningsprocessen, kan vi tale om sandsynligheden for en proces inden for et molekyle (ionisk reaktion) eller om en atomreaktion - absorption af stråling af et frit atom eller radikal, en amorf polymer.

Ioniseringsenergien af ​​elektroner under molekylær radiolyse er meget større end E = 5 eV, den når værdier fra 8-9 til 30 eV, så processen er højenergisk. Sammen med delvis radiolyse af molekyler kan slutprodukterne efter dem være radikaler og frie atomer. Exciterede molekyler, hvis levetid når størrelsesordenen adskillige picosekunder, er reaktive stoffer og tillader intramolekylær elektronoverførsel i betydelige volumener, på grund af hvilket de er i stand til at udføre effektive atomreaktioner gennem hinanden selv ved lave energier. Excitationsmekanismen er en radiativ omfordeling af energi i molekylet, som ikke er ledsaget af ladningsoverførsel og betyder, at flere elektroner exciteres af et kvante. Et stof, der er gået ind i en ophidset tilstand, kan slappe af tilbage gennem en direkte strålingsovergang langs det samme energiniveau, hvis intet interfererer med det. Overgangen sker uhindret, indtil spektret af frie orbitaler, hvorpå den vibrationstilstand, der er tilladt for overgangen, er placeret, er opbrugt, og det er nødvendigt at skifte til et andet molekyle. Det sidste resultat af adhæsionseffekten er i overgangen til et tilstødende energiniveau. Effekten fører

Radiobiologi er den videnskab, der studerer virkningerne af ioniserende stråling på levende organismer, især biologiske celler. Det molekylære niveau er et af niveauerne for organisering af biologiske systemer, hvor molekyler og deres interaktioner inden for en celle, såvel som molekyler mellem celler, overvejes.

Molekylær radiobiologi er en gren af ​​studiet af strålings virkninger på levende væv på molekylær-cellulært niveau. Forskningsområder omfatter brugen af ​​forskellige radiologiske teknikker til at studere molekyler og atomer i celler, og virkningerne af ændringer i den kemiske sammensætning af celler forårsaget af stråling. Målet med molekylær radiobiologi er at forstå de fysiologiske mekanismer involveret i celleskader på grund af eksponering for ioniserende stråling.

Nøgleprocesserne, der studeres i molekylær radiobiologi, er de cellulære mekanismer, der er ansvarlige for dannelsen af ​​strålingsskader, radiostimulering og radiosensitivitet af visse processer i celler. Molekylære mekanismer for påvirkning af ioniserende stråling kan omfatte stimulering af oxidationsprocesser og dannelse af frie radikaler, aktivering af enzymer og proteiner, modifikation af nukleinsyrer osv.