
- •Лекция 1. Ионизирующее излучение. Понятие, природа, свойства.
- •Лекция 2. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом.
- •Рентгеновское излучение.
- •Лекция 3. Радиобиологические процессы.
- •Лекция 4. Свободные радикалы в биологических процессах.
- •Мощности действующего на вещество излучения
- •Поглощённой веществом энергии
- •Лекция 5. Физические основы применения ионизирующего излучения в медицине.
- •Гамма-излучение
- •Альфа-излучение
- •Элементы квантовой биофизики.
- •Излучение и поглощение света атомами и молекулами.
- •Энергетические уровни атома. Квантовые числа.
- •Виды стационарных состояний.
- •Принцип устройства и работы лазеров.
- •Понятие и стадии фотобиологических процессов.
- •Виды фотобиологических процессов.
- •Сенсибилизированные фотобиологические процессы.
- •Биофизический механизм зрения.
- •Действие уф – излучения на живые организмы.
Виды фотобиологических процессов.
Световое излучение разной длины волны поглощается разными молекулами, поэтому однотипные первичные реакции развиваются в разных субстратах и приводят к различному биологическому эффекту.
Выделяют три группы фотобиологических процессов:
Фотосинтетические – создание новой, обычно более сложной структуры. Примеры – фотосинтез растений, образование витамина Д из провитамина и синтез пигмента меланина у животных.
Процессы фоторецепции – получение информации об окружающей среде через посредство светового излучения. Пример – зрение позвоночных.
Фотодеструктивные – поражение, разрушение структуры (под влиянием больших порций световой структуры).
Сенсибилизированные фотобиологические процессы.
Фотобиологические процессы, протекающие с участием веществ, резко повышающих чувствительность системы к свету – сенсибилизированные фотобиологические процессы. Вещества, повышающие чувствительность системы к свету – фотосенсибилизаторы.
Классификация фотосенсибилизаторов:
По происхождению:
Экзогенные (вводятся в организм извне)
Эндогенные (присутствуют в организме постоянно, но как фотосенсибилизаторы проявляют себя лишь в случае резкого возрастания концентрации – при патологии). Пример – порфирины и их производные.
По механизму действия:
Вещества, сами химически изменяющиеся под влиянием света. Их действие не зависит от присутствия кислорода. Пример – псоралены (фототерапия конных болезней), ПУФА (PUVA) (воздействие ведёт к излечиванию псориаза). Предположительный механизм: псорален по структуре близок к азотистым основаниям ДНК; на свету образует ковалентные связи с 1-2 остатками Тимина, в результате чего образуется бессмысленное слово: или ковалентно соединяются 2 цепочки в спирали ДНК, и считывание информации становится невозможным. Общий итог: нарушение биосинтеза макромолекул на стадии репликации. Нужна срочная репарация – восстановление повреждений, но клетки тканей псориазных бляшек живут в очень быстром темпе, следовательно механизмы репарации не успевают срабатывать, следовательно, больные клетки повреждаются и разрушаются, и наступает выздоровление.
Соединения, которые под действием света сами химически не изменяются, а лишь переходят в возбуждённое, триплетное состояние; после чего отдают энергию возбуждения кислороду. Конечный результат процесса связан с изменением состояния кислорода и его последующим окислительным действием. Действие этих фотосенсибилизаторов – фотодинамический эффект, включающий три основных компонента: свет, хромофор (фотосенсибилизатор), кислород. Фотодинамическая терапия применяется в онкологии: в кровь вводят производные гематопорфирина, они избирательно поглощаются клетками раковой опухоли и делают последние чувствительными к низкоинтенсивному красному излучению лазера, следовательно, при облучении клетки разрушаются. Механизм действия: ПГП + hv → ПГПS; ПГПS → ПГПT; ПГПТ + О2 (Т) → ПГП + О2 (S). Кислород в возбуждённом синглетном состоянии приблизительно в 100 раз лучший окислитель, чем обычный кислород. Этот кислород вызывает избирательное повреждение опухолевых клеток. Аналогичная цепочка при нарушении биосинтеза порфиринов, когда в организме накапливается протопорфирин. Синглетный кислород начинает уничтожать здоровые клетки. Лечение – приём бета-каротина, инактивирующего синглетный кислород.