Слайд 1Особенности взаимодействия ионизирующих излучений
с биологическим веществом
Слайд 2Радиочувствительность
степень восприимчивости биологического объекта (клетки, ткани, органа, организма) к воздействию
ионизирующей радиации.
Мерой радиочувствительности служит доза излучения, вызывающая определённый уровень
гибели облучаемых объектов
Для молекул используется термин радиопоражаемость
Слайд 3Радиобиологический парадокс
несоответствие между энергией излучения поглощенной биологическим объектом и последствиями,
к которым приводит облучение
Слайд 4Теория мишени
Принцип попадания
характеризует дискретность поглощения энергии излучения и вероятностный характер
«попадания»
Принцип мишени
характеризует важную особенность облучаемого объекта — биологического вещества,
его высокую структурированность и гетерогенность в морфологическом и функциональном отношениях.
Слайд 5Ионизирующие излучение
поток заряженных или нейтральных частиц вызывающий ионизацию воздуха.
Ионизация
эндотермический
процесс образования ионов из нейтральных атомов или молекул.
(отрыв электрона от
атома)
Слайд 6Прямая ионизация
возникает при кулоновском взаимодействии заряженной ионизирующей частицы с электронами
атомов среды
Прямоионизирующие излучения:
альфа, бета и др. виды ИИ, состоящие
из заряженных частиц
Слайд 7Косвенная ионизация
происходит при взаимодействии незаряженных частиц с веществом.
Ионизацию производят
вторичные (заряженные) частицы, образующиеся в этом взаимодействии.
Косвеноионизирующие излучения:
гамма, рентгеновское,
нейтронное,
т.е. состоящие из незаряженных частиц
Слайд 8Косв.И.И.
Прям.И.И
Взаимодействие И.И. с веществом
Слайд 9Шпоры
Структура трека электрона
Блоб
Разветвленный трек
Короткий трек
Трек
- путь частицы в веществе,
маркированный ионизациями (ионизационный след)
Разветвленный трек
Образуется при энергии вторичных электронов от
5000 эВ.
Его структура похожа на структуру основного трека
Шпора (рой ионов, шпур)
сфера размером 1-2 нм, содержащая в среднем 2-3 иона и столько же возбужденных молекул.
Расстояние между шпорами около 100 нм (в среднем для электронов)
Шпора образуется при передачи энергии в среднем около 60 эВ
Блоб
сферическая область, состоящая из нескольких тесно расположенных шпор. Содержит около 20 ионов.
Образуется в результате вторичной, третичной и т.д. ионизации при энергии вторичных электронов
100-500 эВ.
Короткий трек
цилиндрическая область, состоящая из близко расположенных шпор.
Образуется при энергии вторичных электронов 500-5000 эВ.
Слайд 10Шпоры
Структура трека ТЗЧ
Блоб
Разветвленный трек
Короткий трек
КОЛОНЧАТАЯ ИОНИЗАЦИЯ
Слайд 11Линейная плотность ионизации (ЛПИ)
Среднее число ионов образованных на единицу пути
[мкм -1]
ЛПИ * 34 эВ = ЛПЭ
Слайд 12Линейная передача энергии
(ЛПЭ, LET)
Средние ионизационные потери энергии на единицу
пути ионизирующей частицы в пределах объема ее трека
Единица измерения
кэВ/мкм
Слайд 13редкоионизирующие излучения ЛПЭ < 10 кэВ/мкм.
плотноионизирующие излучения ЛПЭ >10
кэВ/мкм.
Слайд 15Отрезки треков ЗЧ с различной ЛПЭ
Слайд 16Относительная биологическая эффективность
ОБЭ = Dэ/Dх
в качестве стандартного выбрано рентгеновское излучение
с Е=180- 200 кэВ, которое образует примерно 100 пар ионов
на 1 мкм пути в воде. Для такого излучения ОБЭ принимают равной единице
Слайд 17Коэффициенты относительной
биологической эффективности (коэффициенты качества)
Слайд 19Отрезки треков ЗЧ с различной ЛПЭ
Слайд 21Теория мишени
Принцип попадания
характеризует дискретность поглощения энергии излучения и вероятностный характер
«попадания»
Принцип мишени
характеризует важную особенность облучаемого объекта — биологического вещества,
его высокую структурированность и гетерогенность в морфологическом и функциональном отношениях.
Слайд 22Индукционная поляризация
Р = *Е , где
Р - поляризация молекулы,
Е - напряженность электрического поля,
- поляризуемость молекулы,
= D2/ ε , где
D=q*l – дипольный момент,
l - длина связи, ε – энергия связи, т.о.
Р = (q * l )2 Е / ε
Слайд 23Сечение поглощения энергии излучения
~ r0/(Е + ε ),
где
- сечение поглощения ,
r0 - размер мишени
,
Е - энергия частицы;
ε - энергия связи в системе, поглощающей энергию
Слайд 25Радиобиологические эффекты
Детерминированные (нестохастические, пороговые)
ближайшие
(ОЛБ, ХЛБ; локальные
лучевые повреждения и др.)
отдаленные
(радиосклеротические процессы, радиоканцерогенез,
радиокатарактогенез и прочие
Слайд 26Радиобиологические эффекты
Недетерминированные
(стохастические, беспороговые)
соматико-стохастические
(лейкозы и опухоли различной
локализации),
генетические
(генные мутации и хромосомные аберрации)
тератогенные
(умственная
отсталость, уродства)
Слайд 27Радиобиологические эффекты
Этапы формирования
Радиационно-физический этап. Поглощение
энергии излучения структурами и молекулами клетки; миграция, диссипация и трансформация
этой энергии.
Образование возбужденных, ионизиро-ванных молекул и свободных радикалов.
Возможна обратимость процессов.
Длительность этапа 10-18-10-8 сек.
Слайд 28Радиобиологические эффекты
Этапы формирования
Радиационно-химический этап. Радикальные
реакции и цепные процессы, образование радиотоксинов, «химическое усиление» действия радиации.
Первичные радиобиологические про-цессы, начальные изменения биологически важных макромолекул, надмолекулярных клеточных структур.
Возможна обратимость процессов Длительность этапа 10-1 4-10-4сек.
Слайд 29Радиобиологические эффекты
Этапы формирования
Радиационно-биохимический этап. Изменения
метаболизма и энергетики клетки. Опосредованное действие радиации на ДНК. Нарушения
координации действия ферментных систем и процессов клеточного деления.
Возможна обратимость процессов за счет действия неспецифических регуляторных систем клетки и репарации.
Длительность этапа 10-4-106 сек.
Слайд 30Радиобиологические эффекты
Этапы формирования
Радиационно-генетический этап. Фиксация
радиационных изменений в генетических, мембранных и биохимических регуляторных системах клетки
Морфологическое и функциональное формирование радиобиологического эффекта.
Процессы необратимы.
Длительность этапа 102-1012 сек.
![Линейная плотность ионизации (ЛПИ)Среднее число ионов образованных на единицу пути [мкм -1]ЛПИ * 34 эВ = ЛПЭ](/img/thumbs/b1c065e535e857ad288e5629dad89a22-800x.jpg "Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом Линейная плотность ионизации (ЛПИ)Среднее число ионов образованных на единицу пути [мкм")
