Giáo trình Sinh học phóng xạ: Phần 2

Phần 2 của giáo trình Sinh học phóng xạ gồm có những nội dung cụ thể sau: Cơ chế tác dụng của bức xạ ion hóa trong hệ thống sinh vật; tác dụng của tia phóng xạ lên phân tử, tế bào và mô; những thay đổi về sinh hóa trong cơ thể sống; tác động của tia phóng xạ lên cơ thể sống; những nguyên tắc về an toàn phóng xạ; sử dụng đồng vị phóng xạ trong Y sinh học
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Sinh học phóng xạ: Phần 2Chương 4Cơ c h ế t á c d ụ n g c ủ a b ứ c x ạ io n h ó atro n g h ệ th ố n g sin h vật4.1T ín h c h ấ t c h u n g c ủ a các loại tiap h ó n g xạ ion h ó a k h i tư ơ n g tá c với v ậ t c h ấ tTia phóng xạ ion hoá khi tác dụng với vật chât có khả năngxuyên sâu, tích luỷ và nghịch lí nảng lượng4.1.1 Khả n ă n g xuyên sâuCác loại bức xạ ion hoá có khả năng tương tác với tất cảnguyên tử, phân tử trên đưòng đi không phân biệt cấu trúc,trạng thái và hản chất nia vật bị chiếu xọ.4.1.2 Khả n ă n g tíc h luỹCác loại bức xạ ion hoá đều có tác dụng tích luỹ đổi với hệthông sống. Ví dụ: liều iượng gây tử vong đổi vối một loài nào tỉólà 800R. Ta không chiếu một lần mà chiếu làm nhiều lần. Lầnthứ nhất chỉ chiếu 200R, hiệu ứng sinh vật trong trường hợpnày rất nhỏ; rồi sau một thời gian lại chiếu thêm 200R nữa,73hiệu ứng sinh vật sè tăng lên và cứ như vậy chiếu lần thứ ba,lần thứ tư, thì mức độ tốn thương sẽ tăng lên và cuối cùng độngvật cũng bị chết. Điều đó chửng lò ràng liều lượng tia phỏng xạkhi xuyên qua cơ thể đều đê lại nhừng biến dôi sâu sắc. Hiệuứng tích luỹ khi chiếu xạ vỏi liêu lượng nhỏ hoặc đưa vào cơ thểcác chất đồng vị phóng xạ đều mang tính di truyền đột biến haykích thích.4.1.3 Hiệu ứng nghịch lý n ăn g lượngHiệu ứng sinh vật rất lớn áối với các tia có năng lượngkhông cao. Ví dụ liều gây tử vong của người và động vật có vú là1000 R. tương đương với 84.000 erg hoặc 0,002 cal/g tính ranhiệt năng thì 1000 R chỉ đủ làm tăng nhiệt độ 1 lít nước lên 1°.V ậ y tạ i sao tia p h ó n g x ạ io n h ó a lạ i có tá c đ ộ n g g h ê gớmđến cơ thế sống như thế. Cơ chế tác dụng ra sao? Có nhiều giảthiết nhưng cho đến nay chưa có giả thiết hoàn thiện giải thíchđược thích đáng cơ chế tác dụng đầu tiên của các tia phóng xạlên cơ thể sông. Hai giả thuyết chínhále được trình bày tóm tắttrong các phần tiếp theo dưới đây.4.2T á c d ụ n g t r ự c tiế p v à t á c d ụ n g g iá n tiế pc ủ a tia p h ó n g x ạ io n h ó a lê n h ệ th ố n gs in h v â tTác dụng của các tia phóng xạ ion hóa lên hệ thống sinhhọc được chia làm hai loại như sau:•Tác d ụ n g trực tiế p : các phân tử hữu cơ trực tiếp hấp thụnàng lượng.74•Tác d ụ n g gián tiếp : các phàn tủ hữu cơ không trực tiếp hấpt h ụ n ă n g lượng mà n a n g lượng cửa tia được tru y ề n đênp h â n tử nghiên cửu q ua p h ả n tử t r u n g gian (dung môi), ơtrong hệ sinh vặt qui định dưng mỏi là nước.Cơ chế nào là cơ chế chủ yếu gây tổn thương? Đảy là vấn đểthen chốt của phóng xạ sinh vật học, nhưng cho tới nay vẫnchưa được giải quyết thỏa đáng.Sau đây ta xem xét một số phương pháp nghiên cứu nhằmphát hiện cấc loại cổ chê đó.4.2.1 H iệu ứng p h a ỉoảngDưới tác đụng của một tia phóng xạ bất kỳ, trong dung dịchsẽ hình thành một sôgốc tự do nhất định nào đó.•Nếu là tác đụng gián tiếp thì sô phân tử nghiên cứu bị khửsẽ tỷ lệ với số gốc tự do được hình thành từ dung môi. Trừtrường hợp quá loãng, các gốc tự do lại tương tác vối nhau.•Nếu là tác dụng trực tiếp thì sô phân tủ bị khử sẽ tỷ lệ vốinồng độ chất bị chiếu xạ trong dung dịch.Thông thường trong các thí nghiệm người ta biểu thị sôphản tử bị khử theo số phần trăm (%).Hiệu ứng pha loãng giữ vai trò quyết định trong việc xácminh ca chế tác dụng của tia ion hóa. Nếu khi cho thêm dungmỏi mà hiệu ửng phóng xạ tăng lên thì chứng tỏ là tác dụnggián tiếp. Phương pháp này rât chính xác khi nghiên cứu invitro (ví dụ trên dung dịch enzym và virut hoặc nhất là các hệhóa lý), song không thể áp dụng cho ỉn vỉưo , ngay cả trên tế bàovì khi pha loãng ta chỉ làm thay đổi lượng nưốc giữa các tế bàochứ không làm loăng nội bào. Các gốc tự do hình thành ở ngoàitế bào sẽ xâm nhập vào trong bỏi vì trước đó chúng rất dễ tươngtác với nhau. Như vậy, khi pha loãng thì hiộu ứng phóng xạkhông giảm xuống.754.2.2 H iệu ứng oxyKhi nồng độ oxy trong môi trường dang chiếu xạ tàng lên(hay giảm đi) thì hiệu ứng phóng xạ cũng tăng lên (hay giámđi), có khi tới 2, 3 lần. Đặc biệt là hiệu ứng chỉ thể hiện khi oxycó mặt ngay trong lúc chiếu xạ.Nếu giảm nồng độ oxy trong không khí từ 21% đến 5% rồichiếu xạ chuột bạch ỏ điểu kiện đó với liều 1200 R thì chuột sẽsông 100%. Trong khi đó ỏ lô đối chửng, chiếu ỏ điểu kiện bìnhthường, chuột bị chết hết:Ngoài oxy, oxytnitơ (NO) cũng có khả nàng là™ tâng dộnhạy cảm phóng xạ. Trong khi đó. N20 và một số khí trơ lại làmgiảm độ nhạy cảm phóng xạ.•Nếu nồng độ oxv tăng quá 20% so với nồng độ bìnhthường thì độ nhạy cảm phóng xạ khỏng tăng nữa.•Hiệu ứng oxy thường chỉ thể hiện rõ dổi với các loại tia X;y, p nhanh, còn không thể hiện rõ như khi chiếu xạ hằngcác loại tia có mật độ ion hóa cao như tia a, proton.Gray (1954) làngười đầu tiên dưa ragiả thuyết chorànghiệu ứng này lả kết quả của cơ chê tác dụng gián tiếp của Liaphóng xạ. Theo ông, các gốc tự do (H*, OH*) dược hình thànhtrong quá trình chiếu xạ nước khi có oxv sè chuyên sang dạngcấu t ...