36. Этапы формирования радиационного поражения клетки. Связь между конечным радиобиологическим эффектом и дозой облучения, лпэ излучений, способностью клетки к репарации повреждений.

Стадии формирования ионизирующих излучений:

1. Физическая стадия — Поглощение энергии излучения облучаемой средой с возбуждением и ионизацией её молекул. Данный процесс практически не зависит от условий окружающей среды.

2. Физико-химическая стадия — Возникновение активных в химическом отношении свободных радикалов, которые взаимодействуют между собой и с органическими молекулами клетки. Данный процесс слабо зависит от условий окружающей среды.

Свободные радикалы — это электрически нейтральные атомы или молекулы с неспаренным электроном на внешней орбитали; они являются весьма реакционноспособными, т. к. имеют тенденцию спаривать свой электрон с аналогичным электроном в другом свободном радикале (окислители, акцепторы), либо удалять его из атома путём электронного излучения (восстановители, доноры).

3. Химическая стадия — появление биохимических повреждений биологически важных макромолекул — белков, нуклеиновых кислот, липидов, углеводов (длительность порядка нескольких секунд). Данный процесс существенно зависит от условий окружающей среды: температуры, фазового состояния и т. д.

4. Биологическая стадия — Формирование повреждений на клеточном, тканевом, органном и организменном уровнях и отдаленных последствий облучения (длительность сильно варьирует — часы, недели, годы — и определяется особенностями протекания патофизиологических процессов в различных органах и тканях; например, для развития опухоли или лучевой катаракты требуется значительно больше времени, чем для развития острой лучевой болезни).

Проявления радиобиологических эффектов строго связаны с дозой облучения. В подавляющем большинстве случаев с ростом дозы поражение усиливается. По мере пролонгирования радиационного воздействия во времени путем снижения мощности дозы или ее фракционирования, эффективность облучения уменьшается благодаря более полной реализации восстановительных процессов.

Соматические (телесные) эффекты - это последствия воздействия облучения на самого облученного, а не на его потомство. Соматические эффекты делят на стохастические (вероятностные) и нестохастические (детерминированные). К нестохастическим соматическим эффектам относят поражение, вероятность возникновения которых и степень тяжести поражения прямо зависит от дозы облучения и для возникновения которых существует дозовый порог. Стохастическими эффектами считаются такие, для которых от дозы зависит только вероятность возникновения, а не их тяжесть, и отсутствует дозовый порог. Пороговые (детерминированные) эффекты возникают, когда число клеток, погибших в результате облучения, потерявших способность воспроизводства или нормального функционирования, достигает критического значения, при котором заметно нарушаются функции пораженных органов.

Для количественной оценки качества излучения введено понятие относительной биологической эффективности (ОБЭ). ОБЭ оценивают сравнением дозы излучения, вызывающей определенный биологический эффект, с дозой стандартного излучения, обуславливающей тот же эффект. ОБЭ вычисляют из соотношения гамма излучения, Гр (стандартное) на дозу изучаемого излучения, Гр. ОБЭ гамма-излучения составляет 0,8-0,9. ОБЭ в первую очередь зависит от ЛПЭ; ОБЭ увеличивается с ростом ЛПЭ, достигая максимума при 100 кэВ/мкм, когда регистрируется наибольший эффект на единицу поглощенной дозы. С дальнейшим ростом ЛПЭ ОБЭ уменьшается из-за «перепоражения», при котором часть энергии, подведенной к чувствительным мишениям, расходуется «вхолостую» из-за ее избыточности для поражения находящейся в микрообъеме мишени.