Biološki efekti zračenja

Pri prolasku kroz tkivo, zračenje vrši jonizaciju atoma i molekula, koji tom prilikom mogu biti oštećeni, nakon čega prestaju sa obavljanjem bioloških funkcija.

Delovanje jonizujućeg zračenja na organizam

Video čas

Šta je jonizujuće zračenje?

Jonizujuće zračenje je svako zračenje koje ima dovoljno energije da izbije elektrone iz atoma, izazivajući jonizaciju. Jonizovani atom menja hemijska svojstva, veze pucaju, a struktura molekula se narušava. Ako se to desi u ćelijama, može doći do ozbiljnih posledica.

Direktno dejstvo zračenja

Ako jonizacija pogodi vitalni deo ćelije, na primer DNK lanac, posledice mogu biti:

Ćelija nastavlja da živi bez značajnih promena.
Ćelija umire ako su narušene vitalne funkcije.
Ćelija mutira, što može dovesti do raka (malignog oboljenja).

Posebno opasna mutacija je ona koja menja životni ciklus ćelije, pa ona počinje nekontrolisano da se razmnožava.

Indirektno dejstvo zračenja

Ako zračenje jonizuje molekul vode u ćeliji: $ \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{H} + \text{OH} $

Dve OH grupe mogu formirati: $ \text{OH} + \text{OH} \longrightarrow \text{H}_2\text{O}_2 $

Nastaje vodonik peroksid (H₂O₂) – snažan oksidans koji razara ćelijske membrane i uništava ćelije. Ovo je indirektno dejstvo zračenja.

Akutni radijacioni sindromi

Ako organizam primi veliku dozu zračenja u kratkom vremenu:

Koštana srž strada prva (doze > 0,7 Gy).
Smrtonosna doza za 50% ozračenih:
$ D_{50} = 2,5 \text{ do } 5 , \text{Gy} $
Gastrointestinalni sindrom: simptomi pri dozama > 6 Gy.
Kardiovaskularni sindrom: pri dozama > 50 Gy (letalno).

Prag smrtnosti: $ D_{\text{prag}} \approx 1,5 , \text{Gy} $

100% letalna doza: $ D_{\text{letalna}} > 10 , \text{Gy} $

Hronične posledice

Male doze zračenja tokom dužeg perioda mogu izazvati:

Genetske posledice – mutacije polnih ćelija, prenose se na potomstvo.
Somatske posledice – mutacije drugih ćelija, najčešće dovode do raka.

Svaka primljena doza povećava verovatnoću ovih posledica.

ALARA princip

U medicini se koristi princip: $ \text{ALARA} = \text{As Low As Reasonably Achievable} $ Cilj: postići dijagnostičke i terapijske rezultate uz minimalnu dozu zračenja.