hiệu ứng sinh học

HiÖu øng sinh häc I. I. Qu¸ tr×nh ion ho¸: Qu¸ tr×nh ion ho¸:  Tương tác sinh học quan trọng của bức xạ với vật chất là quá trình ion hoá .  Quá trình ion hoá gây ra những phá huỷ sinh học do phá vỡ trực tiếp các màng tế bào của các tế bào nhạy cảm hoặc hình thành gián tiếp các mảnh tế bào có năng lượng (các gốc oxy ), các gốc ô xy này phá vỡ các liên kết tế bào. I. I. Quá trình ion hoá: Quá trình ion hoá: Cơ chế tác dụng trực tiếp: Năng lợng bức xạ đợc truyền trực tiếp cho các phân tử sinh học mà chủ yếu là các phân tử hữu cơ. Năng lợng đã gây nên các tổn thơng về cấu trúc, chức năng và tạo tiền đề cho các tổn thơng khác nhau. Nh vậy, bức xạ có thể tách các nhóm chức hóa học quan trọng ra khỏi cấu trúc phân tử chung, làm thay đổi các cấu trúc không gian của chúng và tạo ra các phân tử mới I. I. Qu¸ tr×nh ion ho¸: Qu¸ tr×nh ion ho¸: Cã thÓ m« h×nh ho¸ c¬ chÕ t¸c dông trùc tiÕp b»ng s¬ ®å sau: AB → AB* → AB + hν AB → AB* → A * + B ’ hoÆc B * + A ’  Đó là hiện tượng kích thích phân tử cấu tạo. Năng lượng tia tới truyền cho phân tử AB và đưa nó về trạng kích thích AB* . No có thể dễ dàng giải phóng năng lượng thu nhận được (hν) để về trạng tháI ban đầu. Cũng có khi phân tử bị kích thích AB* đó tham gia vào các phản ứng hoá học khác hoặc tự phân ly thành các phân tử nhỏ hơn và cũng ở trạng tháI kích thích A *, B * hoặc có động năng nhất định A ’, B ’. Các phân tử đó rất dễ gây nên các phản ứng tiếp theo trong môi trường I. I. Quá trình ion hoá: Quá trình ion hoá: Các phân tử hữu cơ cũng bị ion hoá bởi tia tới theo sơ Các phân tử hữu cơ cũng bị ion hoá bởi tia tới theo sơ đồ sau: đồ sau: h h + AB + AB (AB) (AB) + + + e + e (AB) (AB) + + hoặc hoặc A A , B , B + + và AB + e và AB + e (AB) (AB) - - A A - - , B , B hoặc hoặc A A , B , B - - trong o (AB) + (AB) - A + , B + hoc A - , B - la cac ion, A , B la cac phõn t nho hn va co ụng nng nhõt inh. Cac san phõm mi nay dờ gõy ra cac phan ng hoa hoc mi trong mụi trng. I. I. Quá trình ion hoá: Quá trình ion hoá: Cơ chế tác dụng gián tiếp: Trong tụ chc sinh hoc, nc chiờm mụt ty lờ ln va co vai tro quan trong nờn bc xa ion hoa khi tac dung lờn tụ chc sinh hoc chc chn cung nh ụi vi cac phõn t khac se gõy nờn hiờn tng kich thich va ion hoa phõn t nc tao ra cac san phõm mi. Co thờ tom tt theo cac s ụ sau: h + H 2 O (H 2 O)* H* , OH* h + H 2 O ( (H 2 O ) ) + + + e ( (H 2 O ) ) + + H H + + , OH , OH * * e + H 2 O ( (H 2 O ) ) - - ( (H 2 O ) ) - - H H * * , OH , OH - - Trong đó Trong đó ( (H 2 O ) ) + + , ( , (H 2 O ) ) - - , , H H + + , OH , OH - - là các ion còn là các ion còn H* , OH* là các gốc tự do rất dễ tạo ra các phản ứng và là chất oxy hoá rất mạnh I. I. Qu¸ tr×nh ion ho¸: Qu¸ tr×nh ion ho¸:  Ban đầu các hiện tượng vật lý xảy ra do năng lượng chùm tia hấp thụ vào tổ chức sinh học. Tiếp theo là các phản ứng hoá học, các biến đổi cấu trúc ở các phân tử làm tổn thương các phân tử hữu cơ. Biểu hiện của tổn thương phân tử là:  Giảm hàm lượng của một hợp chất hữu cơ nhất định nào đó sau khi bị chiếu xạ. Trong thực tế người ta theo dõi các men sinh học (các enzim), các protein đặc trưng… Hàm lượng của chúng bị giảm đi vì quá trình tổng hợp và sản xuất có thể bị kìm hãm.  - Hoạt tính sinh học của các phân tử hữu cơ bị suy giảm hoặc mất đi do cấu trúc phân tử bị hư hại hoặc bị phá vỡ.  - Tăng hàm lượng một số chất có sẵn hoặc xuất hiện một số chất lạ trong tổ chức sinh học, thường là chất hại và độc (thí dụ H 2 O 2 )  Một trong các tổn thương phân tử ảnh hưởng đến các chức năng sinh học quan trọng là tổn thương phân tử DNA (AND) I. I. Qu¸ tr×nh ion ho¸: Qu¸ tr×nh ion ho¸:  Trong an toàn bức xạ, ở mức liều thấp người ta thường quan tâm đến phân tử DNA. DNA có hai chức năng quan trọng trong tế bào đó là:  - Gen di truyền đến đời con cháu vì sau khi tế bào phân chia nó sẽ truyền thông tin di truyền trong quá trình trao đổi chất.  - Chức năng liên lạc  DNA dễ tổn thương hơn các thành phần khác của tế bào bởi vì nó là một phân tử rất lớn ( >1m nếu kéo thẳng ra) chiếm một thể tích rất lớn trong nhân tế bào và chỉ có một bản sao trên một tế bào I. I. Qu¸ tr×nh ion ho¸: Qu¸ tr×nh ion ho¸:  DNA có cấu trúc Helix (soắn) kép gồm hai sợi và chứa cùng một thông tin  Có rất nhiều cách bức xạ ion hoá tương tác với phân tử DNA. Có khoảng 20 loại sai hỏng khác nhau đối với phân tử. Chúng phụ thuộc vào mức liều( kể cả suất liều), loại bức xạ cũng như phụ thuộc vào từng giai đoạn phát triển của tế bào [...]... 5Sv: Trạng thái sốc (choáng), tổn thương phổi và hệ thống thần kinh, chết hầu như chắc chắn II Quan hệ liều - hiệu ứng sinh học Liều (Sv) 4 Cơ quan Hiệu ứng Phổi Cht 3 Tuyn giỏp Chng cng tuyờn giap 2 Da Ban 1 Thy tinh th mt c thy tinh th TN THNG DO CHIU X II.Quan hệ liều - hiệu ứng sinh học S hiờu biờt quan hờ liờu-hiờu ng nay rõt quan trong ụi vi thõy thuục trong nhng gi õu tiờn sau tai nan bc... khi s dung bc xa ion hoa II.Quan hệ liều - hiệu ứng sinh học ờ quan ly cac nguy c bc xa, ngi ta phõn biờt hiờu ng sinh hoc cua bc xa tuy thuục vao thờ thc xuõt hiờn: cac hiờu ng tõt nhiờn- la hiờu ng co mụt ngng xuõt hiờn- va cac hiờu ng ngõu nhiờn-la hiờu ng xuõt hiờn mụt cach khụng ụn inh trong mụt nhom dõn c bi chiờu xa II.Quan hệ liều - hiệu ứng sinh học 1 Hiờu ng tõt nhiờn Cac hiờu ng nay do:... bên này ngưỡng xuất hiện các hiệu ứng (chưa đạt ngư ỡng) Khi tôn trọng các ngưỡng này tất cả các cá nhân có một đảm bảo là các hiệu ứng tất nhiên không bao giờ xuất hiện III Ngăn chặn, đề phòng, nguy cơ Hiệu ứng tất nhiên Giới hạn Ngưỡng Liều 150mSv đối với thuỷ tinh thể 500mSv đối với da, tay, chân III Ngăn chặn, đề phòng, nguy cơ 2.2 Đề phòng Khi khoa học còn chưa rõ hiệu ứng của liều thấp và để thiểu... làm là: nếu các hiệu ứng tồn tại ở liều thấp : ta thừa nhận một quan hệ tuyến tính và không có ngưỡng liều giữa liều và hiệu ứng, ngoại suy đối với liều cao xuất phát từ các số liệu đã biết (H.1) III Ngăn chặn, đề phòng, nguy cơ Hiệu ứng liều thấp Hiệu ứng 5% Liều Hình 1 1Sv Hình 2 Liều III Ngăn chặn, đề phòng, nguy cơ 2.3 Nguy c ụi vi liờu thõp, quục tờ a co mụt thoa hiờp ma t o sinh ra nguyờn tc... hệ liều - hiệu ứng sinh học 2 Hiờu ng ngõu nhiờn Cac hiờu ng nay a c nghiờn cu khi iờu tra dich tờ trờn dõn c bi chiờu xa: ngi sụng sot sau tham hoa Hiroshima va Nagasaki, cụng nhõn hõm mo uran, nhng ngi chiờu X-quang õu thờ ky 20 Hiờu ng ngõu nhiờn bao gụm cac ung th va bờnh bach cõu, nhng bờnh xuõt hiờn muụn: vai nm sau hoc chuc nm sau khi bi chiờu xa II Quan hệ liều - hiệu ứng sinh học Cac... cung vi liờu II Quan hệ liều - hiệu ứng sinh học Nhng hiờu biờt hiờn nay vờ hiờu ng cua liờu thõp chi cho phep o thụng kờ trong mụt nhom dõn c 100 ngi, mụi ngi trong nhom a nhõn mụt liờu 1Sv tich luy trong ca mụt i ngi, ngi ta anh gia la sụ ngi bi ung th se la t 25 ờn 30, khụng co thờ phõn biờt c 5 trng hp do cam ng bc xa bụ sung : 25 t nhiờn +5 cam ng bc xa Hiệu ứng ngẫu nhiên do bức xạ trong thời... xac inh (khoang 1Sv) mụt cach sm Liờu ln hn 1Sv, cung cõp trong vai gi, gõy ra mụt cach hờ thụng tõt ca moi ngi bi chiờu xa cac hiờu ng ma ụ trõm trong cua chung tng vi liờu II Quan hệ liều - hiệu ứng sinh học Thí dụ đối với một sự chiếu xạ toàn thân: -Từ 1đến 2Sv: 6 giờ sau: buồn nôn, nôn mửa,nhức đầu,rối loạn làm thay i công thức máu, thường khỏi bệnh mà không cần điều trị -Từ 2 đến 5Sv: 2 giờ sau:... vi ụng võt T 3 thang sau khi thu thai dng nh bc xa co thờ gõy ra cac hiờu ng ngõu nhiờn trong tre s sinh ICRP cho rng hờ sụ sac xuõt t vong danh inh ln hn vai lõn so vi sac xuõt o ụi vi dõn chung ụi vi tre sinh ra do bi chiờu vao da con Hiroshima va Nagasaki co hai phat hiờn c ban inh lng sau : Hiệu ứng ngẫu nhiên do bức xạ trong thời kỳ mang thai - Giam 30 iờm thụng minh (30IQ) trờn mụt Sv ụi vi... tuõn õu sau khi thu thai dng nh khụng gõy ra cac hiờu ng tõt inh va ngõu nhiờn ụi vi tre s sinh mc du hờ thõn kinh trung tõm va tim bt õu phat triờn trong tuõn th 3 Trong thi gian con lai, bt õu t tuõn th 3 tr i sau khi thu thai, quai thai co thờ xuõt hiờn trong cac c quan ang phat triờn thi iờm bi chiờu Hiệu ứng ngẫu nhiên do bức xạ trong thời kỳ mang thai Cac hiờu ng nay la hiờu ng tõt inh do ban... th 2 la mụi tng quan vi liờu, tõn xuõt tre em c phõn loai thanh nhom chõm phat triờn nghiờm trong Sụ lng cac trng hp xay ra nho, nhng sụ liờu chi ra sac xuõt chõm phat triờn tri tuờ vao c 0,4 -1Sv Hiệu ứng ngẫu nhiên do bức xạ trong thời kỳ mang thai Tất cả các nghiên cứu về IQ và sác xuất chậm phát triển trí tuệ liên quan tới liều cao và xuất liều lớn và chúng được sử dụng trực tiếp để đánh giá cao . xạ các hiệu ứng mà độ trầm trọng của chúng tăng với liều. II. Quan hệ liều - hiệu ứng sinh học Thí dụ đối với một sự chiếu xạ toàn thân: -Từ 1đến 2Sv: 6 giờ sau: buồn nôn, nôn mửa,nhức. trình ion hoá: Cơ chế tác dụng trực tiếp: Năng lợng bức xạ đợc truyền trực tiếp cho các phân tử sinh học mà chủ yếu là các phân tử hữu cơ. Năng lợng đã gây nên các tổn thơng về cấu trúc, chức. hoá: Cơ chế tác dụng gián tiếp: Trong tụ chc sinh hoc, nc chiờm mụt ty lờ ln va co vai tro quan trong nờn bc xa ion hoa khi tac dung lờn tụ chc sinh hoc chc chn cung nh ụi vi cac phõn t khac