nhanh. Nú khụng thể hiện với cỏc loại tia ion hoỏ cao như tia α, tia proton.
Cơ chế của hiệu ứng oxy: Grõy cho là do tỏc dụng giỏn tiếp của tia phúng xạ với hệ sinh vật. Các gốc tự do hỡnh thành khi chiếu xạ nước là H* và OH* khi cú oxy sẽ thay đổi :
H* + O2 → HO*
2 tham gia vào phản ứng với phõn tử sinh vật rất cao khi H* ,OH*, HO2 tương tỏc với cỏc phõn tử hữu cơ tạo ra cỏc gốc hữu cơ. Cỏc gốc hữu cơ khi cú oxy sẽ tạo ra peroxit hữu cơ.
RH +OH* → R* + H2O R* + O2→ RO2
Alecxander (1954) giải thớch theo cơ chế tỏc dụng trực tiếp, chứng minh bằng thực nghiệm khi chiếu xạ cỏc phõn tử sinh vật (enzym, protein ở dạng tinh thể hay cỏc hạt ngũ cốc) đều thấy thể hiện hiệu ứng oxy. Vỡ khi chiếu xạ cỏc phõn tử hữu cơ hỡnh thành cỏc gốc hữu cơ. Nếu cú sẽ tạo ra Peroxit hữu cơ RO2
là loại chất độc, làm tăng mức độ tổn thương của cơ thể.
3. Hiệu ứng bảo vệ phúng xạ
Đõyli (1942) nghiờn cứu tỏc dụng của tia Rơnghen tới cỏc loại enzym đó phỏt hiện thấy rằng enzym + thioure, lưu huỳnh khi chiếu xạ thỡ phõn tử enzym bị khử hoạt tớnh giảm xuống.
Baron (1949) cũng thấy khả năng bảo vệ phúng xạ của axit amin xistein chứa cỏc nhúm SH. Khi nghiờn cứu khả năngbảo vệ của xistein ở chuột thấy rằng: nếu tiờm xistein cho chuột 5’ trước khi chiếu xạ 950 ữ 1200 mg/kg ở liều 800R thỡ trong 15 con được tiờm chỉ cú 2 con chết, cũn ở lụ đối chứng khụng được tiờm thỡ 15 con chỉ cũn sống 2 con. Sau này người ta thấy cú nhiều chất bảo vệ khụng chứa nhúm SH. Đến nay đó tỡm ra khoảng hơn 3000 chất bảo vệ phúng xạ.
Để đỏnh giỏ tỏc dụng bảo vệ phúng xạ của cỏc chất người ta thường dựng đại lượng yếu tố giảm liều lượng, viết tắt là YTGLL. Đại lượng này được xỏc định như tỷ số của liều lượng tia phúng xạ gõy tử vong 50% số động vật bị chiếu xạ sau 30 ngày khi chỳng được tiờm một liều chất bảo vệ phúng xạ (LD50/30 bảo vệ ) trờn liều lượng tia phúng xạ gõy 50% số tử vong ở động vật khụng được tiờm chất bảo vệ (LD50/30 chuẩn ) sau 30 ngày:
50 / 3050 / 30 50 / 30 LD có chất b ả o vệ YGLL LD không có chất b ả o vệ =
Qua những số liệu được cụng bố, người ta thấy rằng giỏ trị đại lượng yếu tố giảm liều lượng của cỏc chất bảo vệ phúng xạ tốt nhất hiện nay cũng chỉ sấp xỉ 2. Vấn đề tỡm cỏc chất bảo vệ phúng xạ cú khả năng tạo YTGLL lớn hơn là vấn đề trọng tõm của ngành phúng xạ sinh học. Muốn làm được việc đú người ta phải hiểu cơ chế bảo vệ của cỏc chất đó biết. Về cơ chế bảo vệ cú nhiều quan điểm khỏc nhau.
Đứng trờn quan điểm cơ chế tỏc dụng giỏn tiếp, cỏc nhà bỏc học cho rằng cơ chế bảo vệ của cỏc chất đú gắn liền với cỏc gốc tự do của nước. Cỏc gốc tự do
được hỡnh thành khi chiếu xạ dung dịch dễ tham gia vào cỏc phản ứng với cỏc chất bảo vệ phúng xạ hơn so với các chất hoà tan khỏc. Núi một cỏch khỏc, cỏc chất bảo vệ phúng xạ cú ỏi lực húa học với cỏc gốc tự do cao hơn, và như vậy sẽ xảy ra quỏ trỡnh cạnh tranh cỏc gốc tự do với phõn tử hoà tan.
Một số nhà khoa học khác lại giải thớch cơ chế bảo vệ của cỏc chất trờn cơ sở tỏc dụng trực tiếp của tia phúng xạ. Nhiều số lượng thực nghiệm cho thấy cỏc chất bảo vệ phúng xạ cũng thể hiện tỏc dụng của chỳng khi chiếu xạ ở điều kiện hoàn toàn khụng cú nước hoặc rất ớt nước. Vỡ vậy một số tỏc giả cho rằng cơ chế bảo vệ của cỏc chất cú thể được thực hiện bằng cỏch:
- Năng lượng do phõn tử nghiờn cứu hấp thụ khi bị chiếu cú thể được truyền cho cỏc phõn tử bảo vệ. Như vậy cỏc phõn tử nghiờn cứu sẽ khụng bị tổn thương.
- Sự phục hồi cấu trỳc phõn tử của cỏc phõn tử sinh vật cũng cú thể xảy ra sau khi chỳng hấp thụ năng lượng của tia phúng xạ. Trong điều kiện đú năng lượng sẽ chuyển cho cỏc phõn tử bảo vệ, cũn phõn tử sinh vật sẽ chuyển về trạng thỏi ban đầu. Nếu phõn tử sinh vật đó hấp thụ năng lượng của tia, nhưng khụng tương tỏc với cỏc chất bảo vệ phúng xạ thỡ chỳng sẽ bị thay đổi bất thuận nghịch. - Cỏc chất bảo vệ phúng xạ cú khả năng tham gia vào phản ứng cạnh tranh với cỏc gốc tự do hữu cơ, được hỡnh thành trong hệ bị chiếu xạ và khử hoạt tớnh của chỳng. Một số chất bảo vệ phúng xạ co khả năng làm thay đổi phản ứng của cơ thể đối với tỏc dụng của tia phúng xạ chẳng hạn như gõy co động mạch, giảm ỏp xuất của oxy bờn trong cơ thể hoặc giải phúng những chất bảo vệ sẵn cú trong cơ thể.
Như vậy hiệu ứng bảo vệ phúng xạ thể hiện ở cả trong điều kiện cơ chế tỏc dụng trực tiếp cũng như giỏn tiếp của tia phúng xạ.
IV. Các yếu tố ảnh hởng đến tác dụng của bức xạ ion hóa lên cơ thể sống
1. Phụ thuộc bản chất và năng lượng tia
Tỏc dụng sinh học của chựm tia phụ thuộc vào số lượng cỏc cặp ion được tạo ra trong tổ chức sinh hoc khi tương tỏc. Khả năng ion hoỏ đú tuỳ thuộc vào loại tia và vào năng lượng của tia. Trong vật lý học, đại lượng hệ số truyền năng lượng LET càng lớn thỡ số ion được tạo ra càng nhiều, tỏc dụng sinh học của tia càng lớn.
Ngoài ra cỏc tia phúng xạ khỏc nhau, lại cú khả năng xuyờn sõu qua tổ chức khỏc nhau. Tia gamma và tia X cú thể tỏc dụng vào cỏc tổ chức sõu trong lỳc đú tia bờta, alpha chỉ cú tỏ dụng ở cỏc tổ chức nụng.
2. Phụ thuộc vào liều lượng, suất liều, tốc độ chiếu và yếu tố thời gian
Rừ ràng là hiệu xuất sinh học của chựm tia phụ thuộc vào năng lượng tổ chức hấp thụ được từ chựm tia. Như vậy liều lượng là yếu tố rất quan trọng quyết định tớnh chất và mức độ tổn thương.
Tuy vậy phối hợp với ảnh hưởng của liều lượng, yếu tố thời gian cũng cú một vai trũ quan trọng. Thưc nghiệm cho thấy: nếu chiếu toàn thõn chuột một liều 25R ta khụng quan sỏt thấy tổn thương gỡ. Nếu liều đú chiếu liờn tục trong 10 ngày thỡ đến ngày cuối cựng xuất hiện cỏc triệu chứng như chiếu 1 lần với liều 250R. Nếu giảm suất liều xuống 5R mỗi lần thỡ phải sau 60 lần chiếu mới thấy tổn thương đú. Như vậy là cú hiện tượng tớch luỹ liều trong cơ thể chuột để cuối cựng tổn thương xuất hiện do một liều tổng cộng. Hiện tượng tớch luỹ liều rất quan trọng trong phúng xạ sinh học.
Nhưng nếu giảm suất liều xuống mỗi lần chiếu 3R thỡ khụng thấy tổn thương xuất hiện dự liều tổng cộng vẫn lờn tới 250R- 300R. Như vậy với cựng một liều lượng, nhưng nếu chia nhỏ ra và rải ra trong một thời gian dài thỡ tỏc dụng sinh học giảm đi. Đú là ảnh hưởng của thời gian hay cũn gọi là yếu tố thời gian. Người ta cho rằng thời gian giữa cỏc suất liều đó tạo cơ hội cho cỏc tổ chức sinh học hồi phục trở lại. Suất liều càng nhỏ, thời gian giữa cỏc lần chiếu càng dài thỡ tổn thương càng ớt và khả năng phục hồi càng lớn cú thể sẽ khụng xuất hiện những tổn thương đó cú hoặc chỉ xuất hiện sau một tổng liều lớn hơn.
Ngoài ra cỏc yếu tố ảnh hưởng đến sự phõn bố liều trong khụng gian, khả năng xuyờn sõu v.v… cũng ảnh hưởng đến tỏc dụng sinh học.
Triệu chứng lõm sàng xuất hiện trờn cơ thể khụng chỉ là tổng hợp của cỏc tổn thương cơ bản, tổn thương nhỏ gộp lại mà cũn là kết quả của hàng loạt quỏ trỡnh biến đổi khỏc. Sự biến đổ đú cú khi chưa cú biểu hiện ra ngoài để quan sỏt được. Thời gian đú gọi là thời kỳ tiềm tàng. Cú thể lỳc đầu chỉ là cỏc triệu chứng nhẹ và ngày càng nặng dần, kể cả cỏc biểu hiện về di truyền cú thể chỉ ngắn ngủi trong mấy giờ và cũng cú thể kộo dài trong nhiều năm nhất là đối với tổn thương ung thư.
Qua thực nghiệm, người ta biết tỏc dụng sinh học của tia phúng xạ phụ thuộc rất nhiều vào (nồng độ) độ linh động của cỏc phõn tử, hàm lượng nước và một số chất khỏc. Sở dĩ như vậy vỡ cỏc yếu tố đú ảnh hưởng đến khả năng truyền năng lượng cho vật chất của chựm tia, sự lan truyền năng lượng trong mụi trường, xỏc xuất tương tỏc và khả năng ion hoỏ vật chất cỏc gốc tự do. Vỡ vậy mụi trường vật chất được chiếu ảnh hưởng trực tiếp đến số lượng cỏc ion đươc tạo ra, đến tốc độ và khả năng phản ứng hoỏ học xảy ra trong mụi trường từ cỏc gốc tự do và từ cỏc sản phẩm mới tạo thành. Từ đú ảnh hưởng đến tỏc dụng của chựm tia lờn tổ chức sinh học.
tài liệu tham khảo (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1. Lơng Duyên Bình (chủ biên). Vật lý đại cơng T.1. NXB GD, Hà Nội - 2002.
2. Lơng Duyên Bình, D Trí Công, Nguyễn Hữu Hồ. Vật lý đại cơng T.2. NXB GD, Hà Nội - 2001.
3. Lơng Duyên Bình (chủ biên), Ngô Phú An, Lê Băng Sơng, Nguyễn Hữu Tăng. Vật lý đại cơng T.3. NXB GD, Hà Nội - 1997.
4. Lơng Duyên Bình (chủ biên). Bài tập vật lý đại cơng T.1, 2, 3. NXB GD, Hà Nội - 1999, 2000, 2001.
5. Đàm Trung Đồn, Nguyễn Viết Kính. Vật lý đại cơng, tập II - Vật lý phân
tử và nhiệt học. NXB ĐH&THCN, Hà Nội, 1895.
6. Bùi Trọng Tuân. Vật lý phân tử và nhiệt học (tủ sách Cao đẳng S phạm). NXB GD, Hà Nội, 2001.
7. Nguyễn Xuân Chánh, Lê Băng Sơng. Vật lý với khoa học và công nghệ
hiện đại. NXB GD, Hà Nội, 2003.
8. Nguyễn Văn ánh, Hoàng Văn Việt. Giáo trình vật lý đại cơng (Sách dự án đào tạo giáo viên THCS). NXB Đại học S phạm, 2004.
9. Lê Trọng Tờng, Nguyễn Thị Thanh Hơng. Cơ học (Sách dự án đào tạo giáo viên THCS). NXB Đại học S phạm, 2004.
10. David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker. Cơ sở vật lý T.1, 2, 3, 4, 5, 6. NXB GD, Hà Nội, 1998.