17. Biologické účinky ionizujícího záření · Působení ionizujícího záření na buňku: (buňka je chápána jako vodný roztok solí a nízkomolekulárních látek, v němž jsou dispergovány látky makromolekulární Přímý účinek · je dán přímým zásahem makromolekuly ionizující částicí nebo sekundárním elektronem při ozařování  nebo rtg zářením · ·zvláště nebezpečný je zásah nukleových kyselin v jádře, kde dochází k jejich degradaci · Nepřímý účinek · je dán především radiolýzou vody a chápou se tak účinky produktů této radiolýzy na obsah buňky ·jsou studovány od počátku 20. století od doby, kdy bylo zjištěno, že záření (i rtg) poškozuje kůži · ·obecně lze konstatovat, že účinky jsou nepříznivé, v některých případech je však i pozitivní · ·vliv záření je rozdílný podle druhu organismu [USEMAP] [USEMAP] 1 Účinek záření na molekulární úrovni ·projevuje se především ve změně struktury DNA · · negativně to ovlivňuje tvorbu enzymů včetně těch, které řídí tvorbu samotné DNA · · chybně syntetizované enzymy nemohou správně vykonávat svou funkci, jsou pro buňku cizí a působí toxicky · vyšší dávky způsobují změny v propustnosti membrán · · vliv záření se tedy projeví jako poruchy dělení buňky, poruchy ve struktuře chromozomů, příp. dojde po několika děleních ke smrti buňky · · vliv ionizujícího záření je tím výraznější, čím větší schopnost má buňka rozmnožovat se a čím je méně diferencovaná · ·organismy jsou proto nejcitlivější vůči záření v raném stadiu svého vývoje (dělení vajíčka) · buňky, které se nerozmnožují, vydrží podstatně vyšší dávky · · extrémně vysoké dávky záření (> 103 Gy) vedou již během ozařování ke štěpení vnitrobuněčných bílkovin (molekulární smrt) [USEMAP] 2 Biologické účinky ovlivňuje · dávka záření (celková energie sdělená organismu) – buňky však mají schopnost poškození enzymaticky opravit. Tyto opravné mechanismy se však mohou uplatnit tehdy, není-li přísun energie do organismu příliš rychlý  rozhoduje rychlost ozařování tzv. · ·dávkový příkon, tj. rychlost s jakou je energie hmotě předávána. Prakticky to znamená, že při určité dávce je poškození organismu menší, je-li tato dávka rozdělena rovnoměrně na delší dobu nebo je rozdělena do několika menších dávek s časovými prodlevami (frakcionace dávky – využívá se při terapeutickém ozařování) – udává se v Gy/s, apod. · ·druh ionizujícího záření (rozdílná lineární ionizace) · ·poškození je tím závažnější, čím je větší lineární ionizace. · Q je bezrozměrný koeficient, D je fyzikální dávka (v Gy) H = Q.D Dávkový ekvivalent H jednotkou je Sv (Sievert) J.kg-1 je definován jako součin jakostního faktoru Q (souvisí s lineárním přenosem energie a zpravidla tato hodnota není známa) a dávky v uvažovaném bodě tkáně [USEMAP] [USEMAP] 3 Ekvivalentní dávka HT se používá pro praktické hodnocení vlivu druhu záření Jednotkou je J.kg-1 = Sv (Sievert) DT je dávka záření v orgánu nebo tkáni WR je radiační váhový faktor Příkon dávkového ekvivalentu, resp. ekvivalentní dávky (Sv.s-1) – přírůstek dávky za časovou jednotku · Dávkový úvazek (resp. úvazek ekvivalentní dávky) se definuje jako celková dávka, kterou člověk obdrží za delší časové období (zpravidla 50 let u dospělých, za 70 let u dětí). HT = wRDT Þ srovnávacím zářením je záření o wR = 1, tj. fotony a elektrony · např. pro ozáření zářením  (wR = 20) plyne, že je-li velikost ozáření fyzikálně 1 Gy, pak účinek tohoto ozáření je stejný jakoby byl objekt ozářen gama zářením o dávce 20 Gy 4 [USEMAP] Pravděpodobnost poškození orgánů při stejné dávce je různá  zavádí se proto tkáňový váhový faktor wT Efektivní dávka = součet ekvivalentních dávek vážených s ohledem na radiační citlivost orgánů pro všechny ozářené orgány a tkáně. Orgán wT gonády 0,20 žaludek, červená kostní dřeň, tlusté střevo 0,12 štítná žláza, játra 0,05 kůže 0,01 5 [USEMAP]