Radiobiologi Molecular

Radiobiologi: en molekylær tilnærming til å studere effekten av stråling på levende organismer.

Introduksjon

Radiokjemi er en vitenskap som studerer kjernefysiske reaksjoner som oppstår når levende celler og vev blir bestrålt med ioniserende stråling. Det er en del av medisinsk fysikk og strålingsbiologi,

Molekylær radiobiologi er en vitenskapelig og teknisk gren av radiobiologien som studerer samspillet mellom ioniserende stråling og biologiske objekter på nivå med molekyler, biomembraner, enzymer, koenzymer, ulike nukleinsyrer osv. På grunn av kompleksiteten til molekylære prosesser, fysiske, fysisk-kjemiske, biokjemiske og biofysiske forskningsmetoder, samt datamodellering ved bruk av datadatabaser (modeller) av objekter til molekylære radiobiologer.

Som tittelen på avsnittet antyder, er studieobjektet samspillet mellom stråling og levende stoff, dens effekt på makromolekylene til celler og andre biologiske systemer som helhet. Samtidig interagerer strålingsmolekyler med en rekke strukturer i den cellulære biopolymeren, og danner et bredt utvalg av ion-molekylære løsninger og produkter; alt dette påvirker funksjonen til cellene og kroppen. Molekylær radiolyse er assosiert med atomære transformasjoner - ionisering, eksitasjon, dissosiasjon. Ioniseringsenergi i størrelsesorden 4-5 eV er typisk for beta-nedbrytningsprodukter. Siden individuelle komponenter av molekyler har ulik effektivitet i nedbrytningsprosessen, kan vi snakke om sannsynligheten for en prosess i et molekyl (ionisk reaksjon) eller om en atomreaksjon - absorpsjon av stråling av et fritt atom eller radikal, en amorf polymer.

Ioniseringsenergien til elektroner under molekylær radiolyse er mye større enn E = 5 eV, den når verdier fra 8-9 til 30 eV, så prosessen er høyenergisk. Sammen med delvis radiolyse av molekyler kan sluttproduktene etter dem være radikaler og frie atomer. Eksiterte molekyler, hvis levetid når størrelsesorden flere pikosekunder, er reaktive stoffer og tillater intramolekylær elektronoverføring i betydelige volumer, på grunn av hvilket de er i stand til å utføre effektive atomreaksjoner gjennom hverandre selv ved lave energier. Eksitasjonsmekanismen er en radiativ omfordeling av energi i molekylet, som ikke er ledsaget av ladningsoverføring og gjør at flere elektroner eksiteres av ett kvante. Et stoff som har gått inn i en eksitert tilstand kan slappe av tilbake gjennom en direkte strålingsovergang langs samme energinivå hvis ingenting forstyrrer det. Overgangen skjer uhindret inntil spekteret av frie orbitaler som vibrasjonstilstanden som er tillatt for overgangen befinner seg på, er oppbrukt og det er nødvendig å bytte til et annet molekyl. Det siste resultatet av adhesjonseffekten er i overgangen til et tilstøtende energinivå. Effekten fører

Radiobiologi er vitenskapen som studerer effekten av ioniserende stråling på levende organismer, spesielt biologiske celler. Det molekylære nivået er et av nivåene for organisering av biologiske systemer, der molekyler og deres interaksjoner i en celle, så vel som molekyler mellom celler, vurderes.

Molekylær radiobiologi er en gren av studiet av effekten av stråling på levende vev på molekylært-cellulært nivå. Forskningsområder inkluderer bruk av ulike radiologiske teknikker for å studere molekyler og atomer i celler, og effekten av endringer i den kjemiske sammensetningen av celler forårsaket av stråling. Målet med molekylær radiobiologi er å forstå de fysiologiske mekanismene som er involvert i celleskade på grunn av eksponering for ioniserende stråling.

Nøkkelprosessene som studeres i molekylær radiobiologi er de cellulære mekanismene som er ansvarlige for dannelsen av strålingsskader, radiostimulering og radiosensitivitet av visse prosesser i celler. Molekylære mekanismer for påvirkning av ioniserende stråling kan inkludere stimulering av oksidasjonsprosesser og dannelse av frie radikaler, aktivering av enzymer og proteiner, modifikasjon av nukleinsyrer, etc.