เซลล์ ผลกระทบของการแผ่รังสีไอออไนซ์ต่อเซลล์

เซลล์ ความเสียหายต่อโมเลกุลขนาดใหญ่ ที่มีความสำคัญทางชีววิทยาไม่ได้อธิบายความเสียหาย ที่เกิดกับเซลล์อย่างครบถ้วน เซลล์เป็นระบบไดนามิกที่มีการประสานงานกันอย่างดี ของโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีความสำคัญทางชีววิทยา ซึ่งจัดอยู่ในรูปแบบย่อยของเซลล์ที่ทำหน้าที่ทางสรีรวิทยาบางอย่าง ดังนั้น ผลของการกระทำของแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์ จึงสามารถเข้าใจได้โดยคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลง ที่เกิดขึ้นทั้งในออร์แกเนลล์ของเซลล์เอง

ในความสัมพันธ์ระหว่างพวกมัน นิวเคลียสและไมโตคอนเดรียเป็นออร์แกเนลล์ที่ไวที่สุด ของเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมต่อการฉายรังสี ความเสียหาย ผลกระทบของโครงสร้างเหล่านี้เกิดขึ้นในปริมาณที่น้อย และปรากฏขึ้นโดยเร็วที่สุด ดังนั้น เมื่อไมโทคอนเดรียของเซลล์น้ำเหลืองถูกฉายรังสีด้วยขนาด 0.5 เกรย์หรือมากกว่า กระบวนการของออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชัน จะถูกยับยั้งในชั่วโมงถัดไปของการฉายรังสี ในเวลาเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติทางเคมี

กายภาพของสารเชิงซ้อนของนิวคลีโอโปรตีนจะถูกตรวจพบ อันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพใน DNA เกิดขึ้น และกระบวนการสังเคราะห์ DNA-RNA-โปรตีนจะไม่สัมพันธ์กัน ในนิวเคลียสของเซลล์กัมมันตภาพรังสี เกือบจะในทันทีหลังจากการฉายรังสี กระบวนการพลังงานจะถูกยับยั้ง โซเดียมและโพแทสเซียมไอออนจะถูกปล่อยสู่ไซโตพลาสซึม และการทำงานปกติของเยื่อหุ้มเซลล์จะถูกรบกวน

ในเวลาเดียวกันอาจมีการแตกของโครโมโซม ตรวจพบระหว่างการแบ่งเซลล์ความผิดปกติของโครโมโซม และการกลายพันธุ์ของจุดซึ่งเป็นผลมาจากการสร้างโปรตีน สูญเสียกิจกรรมทางชีวภาพตามปกติ ไมโทคอนเดรียมีความไวต่อรังสีมากกว่านิวเคลียส ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในโครงสร้างของไมโตคอนเดรีย ของเซลล์น้ำเหลืองของม้ามจะถูกตรวจพบได้เร็วถึง 1 ชั่วโมงหลังจากการฉายรังสีด้วยขนาด 1 เกรย์ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้แสดงออก

โดยการบวมของไมโตคอนเดรีย การทำลายคริสเตและการล้างเมทริกซ์ ในหลายกรณีมีการบันทึกความเสียหายของเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรีย ซึ่งปรากฏชัดเป็นหลักในการยับยั้ง กระบวนการออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชันที่คมชัด ในเนื้อเยื่อที่ไวต่อรังสี ความผิดปกตินี้ตรวจพบแล้วที่ปริมาณรังสีโฟตอน 0.5 ถึง 1 เกรย์ ผลกระทบของการแผ่รังสีไอออไนซ์ต่อ เซลล์ เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อนซึ่งสัมพันธ์กัน ความเสียหายจากรังสีต่อเซลล์เกิดขึ้นในสามขั้นตอน

ในระยะแรกการแผ่รังสีส่งผลกระทบ ต่อการก่อตัวโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ซับซ้อน ทำให้แตกตัวเป็นไอออนและกระตุ้นพวกมัน ที่ปริมาณรังสีโฟตอนที่ดูดซึม 10 เกรย์ โมเลกุลที่แตกตัวเป็นไอออนและตื่นเต้นมากถึง 3 คูณ 106 จะก่อตัวขึ้นในเซลล์ ในกรณีนี้ศูนย์แอคทีฟประมาณ 9 คูณ 105 ควรปรากฏในนิวเคลียส 900 ศูนย์ในแต่ละไมโตคอนเดรีย 4.5 คูณ 105 ในเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม และศูนย์แอคทีฟประมาณ 200 จุดในแต่ละไลโซโซม

กระบวนการดำเนินการโดยตรงเหล่านี้ใช้พลังงานมากถึง 80 เปอร์เซ็นต์ที่ดูดซับ นอกจากนี้จาก 25 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ของอนุมูลที่เกิดขึ้นจากการสลายกัมมันตภาพรังสีในน้ำ ทำปฏิกิริยากับโมเลกุลขนาดใหญ่ของเซลล์ พลังงานที่ดูดซับสามารถเคลื่อนผ่านโมเลกุลขนาดใหญ่ โดยจะรับรู้ได้ในจุดอ่อนในโปรตีน สิ่งเหล่านี้อาจเป็นกลุ่ม SH ใน DNA กลุ่มโครโมฟอร์ของไทมีนในไขมันพันธะไม่อิ่มตัว ขั้นตอนของความเสียหายนี้สามารถเรียกได้ว่า เป็นขั้นตอนทางกายภาพ

การได้รับรังสีสู่เซลล์ ขั้นตอนที่สองคือการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่สอดคล้องกับ กระบวนการปฏิสัมพันธ์ของอนุมูลโปรตีน กรดนิวคลีอิกและไขมันกับน้ำ ออกซิเจน อนุมูลจากน้ำและชีวโมเลกุล ตลอดจนการเกิดขึ้นของสารอินทรีย์เปอร์ออกไซด์ ที่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันอย่างรวดเร็ว ซึ่งนำไปสู่การปรากฏตัวของหลายชนิด โมเลกุลที่เปลี่ยนแปลงไปเป็นผลให้เอฟเฟกต์เริ่มต้นได้รับการปรับปรุงอย่างมาก อนุมูลที่ปรากฏในชั้นของโมเลกุลโปรตีนที่ได้รับคำสั่ง

ซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับการก่อตัวของการเชื่อมขวาง ซึ่งเป็นผลมาจากการที่โครงสร้างของเยื่อหุ้มชีวภาพถูกรบกวน ความเสียหายของเมมเบรนนำไปสู่การปลดปล่อยเอนไซม์จำนวนหนึ่ง ความเสียหายต่อเยื่อไลโซโซมจะเพิ่มการทำงานของ DNase RNase คาเธพซิน ฟอสฟาเตสและเอนไซม์อื่นๆอีกจำนวนหนึ่ง ความผิดปกติที่เกิดขึ้นจากการปล่อยเอนไซม์ จากออร์แกเนลล์ของเซลล์และการเปลี่ยนแปลง ในการทำงานของพวกมันนั้นสอดคล้อง กับระยะที่สามของความเสียหาย

จากการแผ่รังสีของเซลล์ ทางชีวเคมี เอนไซม์ที่ปล่อยออกมาจะไปถึงเซลล์ออร์แกเนลล์ โดยการแพร่กระจายและแทรกซึมเข้าไปได้ง่าย เนื่องจากการซึมผ่านของเมมเบรนที่เพิ่มขึ้น ภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์เหล่านี้ การสลายตัวของส่วนประกอบโมเลกุลสูงของเซลล์ รวมทั้งกรดนิวคลีอิกและโปรตีนเกิดขึ้น จะเป็นการผิดที่จะแยกแยะการรบกวนทางชีวเคมีที่เกิดขึ้น ในกรณีนี้เนื่องจากผลกระทบจากการแผ่รังสีเกิดขึ้น จากความเสียหายที่หลากหลายมากมาย

กลไกที่สมดุลอย่างประณีตของปฏิกิริยาทางชีวเคมี ในเวลาเดียวกัน เมื่อพิจารณาถึงผลกระทบของรังสีต่อเซลล์ เราสามารถพูดถึงความเสียหายชั้นนำที่นำไปสู่การละเมิดหน้าที่เฉพาะ ดังนั้น การรบกวนในกระบวนการออกซิเดชั่นฟอสโฟรีเลชั่น จึงสัมพันธ์กับความเสียหายต่อโครงสร้างของไมโตคอนเดรีย ในเวลาเดียวกันความผิดปกติเหล่านี้อาจเกิดขึ้น จากความเสียหายต่อไลโซโซมและการปล่อยเอนไซม์ไฮโดรไลติกจากพวกมัน การเปลี่ยนแปลงในนิวเคลียสของเซลล์

ซึ่งสามารถนำไปสู่การสังเคราะห์เอนไซม์ ที่มีการเปลี่ยนแปลงหรือสูญเสียกิจกรรม การกระทำของพลังงานที่ถูกดูดซับเพียงเล็กน้อย กลายเป็นอันตรายต่อเซลล์เนื่องจากทางกายภาพ เคมีและชีวภาพ การขยายทางเคมีของผลกระทบของรังสี และบทบาทหลักในการพัฒนาผลกระทบนี้เกิดจากความเสียหาย ต่อโครงสร้างซูเปอร์โมเลกุลที่มีความไวแสงสูง ขึ้นอยู่กับจำนวนของโครงสร้างเหล่านี้ในเซลล์ ความไวของรังสียังเปลี่ยนแปลงในระดับหนึ่ง

ดังนั้นเมื่อปริมาณ DNA ในเซลล์เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า เนื้อหาของ DNA บางส่วนในรูปแบบที่ไม่เสียหายจะเพิ่มขึ้นในระหว่างการฉายรังสี ดังนั้น เซลล์ดิพลอยด์จึงมีความเสถียรมากกว่าเซลล์เดี่ยว การลดจำนวนของไมโตคอนเดรียจะเพิ่มระดับความเสียหายให้กับแต่ละไมโตคอนเดรีย ส่งผลให้มีความไวต่อรังสีเพิ่มขึ้น ความไวต่อรังสีของเซลล์ส่วนใหญ่ ขึ้นอยู่กับอัตราของกระบวนการเผาผลาญที่เกิดขึ้นในเซลล์ เซลล์มีลักษณะเฉพาะด้วยกระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพที่เข้มข้น

ระดับของออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชันในระดับสูง และอัตราการเติบโตที่สำคัญมีความไวต่อรังสี สูงกว่าเซลล์ในระยะนิ่งสุดท้ายควรเน้นว่าผลสุดท้ายของการฉายรังสี ไม่เพียงแต่เป็นผลจากความเสียหายของเซลล์ปฐมภูมิเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกระบวนการซ่อมแซมที่ตามมาด้วย สันนิษฐานว่าส่วนสำคัญของความเสียหายหลัก ในเซลล์เกิดขึ้นในรูปแบบของความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นได้ ซึ่งสามารถรับรู้ได้หากไม่มีกระบวนการกู้คืน การดำเนินการตามกระบวนการเหล่านี้

อำนวยความสะดวกโดยกระบวนการสังเคราะห์โปรตีนและกรดนิวคลีอิก จนกว่าความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นจะเกิดขึ้น เซลล์สามารถกู้คืนได้ การลดลงนี้คิดว่าเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของเอนไซม์ และถูกขับเคลื่อนโดยเมแทบอลิซึมของพลังงาน เป็นที่เชื่อกันว่า ปรากฏการณ์นี้ขึ้นอยู่กับกิจกรรมของระบบ ที่ควบคุมความเข้มของกระบวนการกลายพันธุ์ตามธรรมชาติภายใต้สภาวะปกติ นี่เป็นมุมมองที่ทันสมัยเกี่ยวกับกลไก การพัฒนาความเสียหายของเซลล์ที่เกิดขึ้น

ภายใต้การกระทำของรังสีไอออไนซ์ หากเราใช้การเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยา เป็นเกณฑ์สำหรับความไวต่อการแผ่รังสี เนื้อเยื่อและอวัยวะของมนุษย์สามารถจัดเรียงตามลำดับต่อไปนี้ ตามระดับของการลดความไว อวัยวะสืบพันธุ์และไขกระดูกแดง ลำไส้ใหญ่ปอดและกระเพาะอาหาร กระเพาะปัสสาวะ ต่อมน้ำนม ตับ หลอดอาหาร ต่อมไทรอยด์ ผิวหนังและเซลล์ของผิวกระดูก อวัยวะและเนื้อเยื่ออื่นๆ

อ่านต่อได้ที่ >>  ระเหย การควบคุมความร้อนสำหรับเครื่องระเหย