Radiobiologi Molecular

Radiobiologi: en molekylär metod för att studera effekterna av strålning på levande organismer.

Introduktion

Radiokemi är en vetenskap som studerar kärnreaktioner som uppstår när levande celler och vävnader bestrålas med joniserande strålning. Det är en del av medicinsk fysik och strålningsbiologi,

Molekylär radiobiologi är en vetenskaplig och teknisk gren inom radiobiologin som studerar interaktionen av joniserande strålning med biologiska objekt på nivån molekyler, biomembran, enzymer, koenzymer, olika nukleinsyror etc. På grund av komplexiteten i molekylära processer, fysikaliska, fysikalisk-kemiska, biokemiska och biofysiska forskningsmetoder, samt datormodellering med hjälp av datordatabaser (modeller) av objekt från molekylära radiobiologer.

Som rubriken på avsnittet antyder är studieobjektet strålningens interaktion med levande materia, dess effekt på makromolekylerna i celler och andra biologiska system som helhet. Samtidigt interagerar strålningsmolekyler med ett flertal strukturer i den cellulära biopolymeren och bildar en mängd olika jonmolekylära lösningar och produkter; allt detta påverkar cellernas och kroppens funktion. Molekylär radiolys är associerad med atomära transformationer - jonisering, excitation, dissociation. Joniseringsenergi i storleksordningen 4-5 eV är typisk för beta-sönderfallsprodukter. Eftersom enskilda komponenter i molekyler har olika effektivitet i nedbrytningsprocessen kan vi prata om sannolikheten för en process inom en molekyl (jonisk reaktion) eller om en atomreaktion - absorptionen av strålning av en fri atom eller radikal, en amorf polymer.

Joniseringsenergin hos elektroner under molekylär radiolys är mycket större än E = 5 eV, den når värden från 8-9 till 30 eV, så processen är högenergisk. Tillsammans med partiell radiolys av molekyler kan slutprodukterna efter dem vara radikaler och fria atomer. Exciterade molekyler, vars livslängder når storleksordningen flera pikosekunder, är reaktiva ämnen och tillåter intramolekylär elektronöverföring i betydande volymer, på grund av vilka de kan genomföra effektiva atomreaktioner genom varandra även vid låga energier. Excitationsmekanismen är en strålande omfördelning av energi i molekylen, som inte åtföljs av laddningsöverföring och innebär att flera elektroner exciteras av ett kvantum. Ett ämne som har gått in i ett exciterat tillstånd kan slappna av genom en direkt strålningsövergång längs samma energinivå om inget stör det. Övergången sker obehindrat tills spektrumet av fria orbitaler där det vibrationstillstånd som tillåts för övergången är beläget är uttömt och det är nödvändigt att byta till en annan molekyl. Det sista resultatet av vidhäftningseffekten är i övergången till en intilliggande energinivå. Effekten leder

Radiobiologi är vetenskapen som studerar effekterna av joniserande strålning på levande organismer, särskilt biologiska celler. Den molekylära nivån är en av organiseringsnivåerna för biologiska system, där molekyler och deras interaktioner inom en cell, såväl som molekyler mellan celler, beaktas.

Molekylär radiobiologi är en gren av studiet av strålningens effekter på levande vävnad på molekylär-cellulär nivå. Forskningsområden inkluderar användningen av olika radiologiska tekniker för att studera molekyler och atomer i celler, och effekterna av förändringar i cellers kemiska sammansättning orsakade av strålning. Målet med molekylär radiobiologi är att förstå de fysiologiska mekanismer som är involverade i cellskador på grund av exponering för joniserande strålning.

De nyckelprocesser som studeras inom molekylär radiobiologi är de cellulära mekanismer som är ansvariga för bildandet av strålskador, radiostimulering och strålkänslighet hos vissa processer i celler. Molekylära mekanismer för påverkan av joniserande strålning kan innefatta stimulering av oxidationsprocesser och bildning av fria radikaler, aktivering av enzymer och proteiner, modifiering av nukleinsyror, etc.