Вплив іонизуючого опромінення на тварин

Вплив іонизуючого опромінення на тварин

Реферат із екології тварин студента іншого курсу природничого факультету Заклецького Олександра НаУКМА Київ 1998 р.

План :

Вступ.

Біологічний ефект іонізуючого випромінення Джерела іонізуючого випромінення Варіанти наслідків.

Іонізуюче випромінення як джерело матеріалу для еволюції.

Репарація, як захист від іонізуючого випромінення.

Іонізуюче випромінення та імунна система.

Висновки Список літератури.

Іонізуюче випромінення — невидимі оком випромінення високої енергії, що уявляють із собі потоки елементарних часток (електронів, позитронів, мезонів, протонів та нейтронів), а також более важких багатозарядних іонів (альфа-частки, ядра более важких елементів, чи мають електромагнітну природу (гамата рентгенівські промені). Всіх їхнього об'єднує схожість фізичних властивостей та, перш на — аналогічний характер взаємодії із речовиною. Так, наприклад, кванти гамата рентгенівських променів при зустрічі із атомами речовини віддають їм частку своєї енергії, при цьому електрично нейтральний атом речовини перестає існувати перетворюючись у пару протилежно заряджених іонів. Частка чи квант високої енергії вибиває один із електронів, що переносити із собою із атома один від'ємний заряд, тому атом стає позитивнозарядженим, а електрон приєднується до сусіднього атома утворюючи від'ємний іон .

Інша назва «проникаюча» радіація свідчить про здатність проникати в глибину речовини .

Окрім гамата рентгенівських променів іонізуючими властивостями володіють ультрофіолетові промені, в особливості короткохвильові .

Біологічний ефект випромінення високих енергій може бути дуже значним при загальному несуттєвому рівні переносу енергії. Так, наприклад летальна доза гамчи рентгенівських променів для людини, якщо її перетворити на теплову енергію не вистачить навіть тих, щоб вскіп'ятити склянку води для чаю. У тієї ж годину тварини можуть переносити куди більший рівень інфра-червоного випромінення, це пояснюється тім, що іонізуюче опромінення викликає якісно інші зміни у организмі. Праворуч до того, що тих іони що утворюються мають дуже велику хімічну активність, та можуть породити ланцюг подій, кінцевими стадіями якого може бути променева кісточка, мутації та пухлини .

Іонізуюче опромінення надходить до до нас із всіх боків: смердоті надходять до нас із всесвітнього простіру (так звані «космічні промені») постійно із однаковою інтенсивністю уже мільйони років; смердоті випромінюються природньо-радіоактивним елементами, що входять у склад земної кору, а звідти у вигляді пилку попадають у повітря, чи вимиваються водою у гідросферу. Взагалі будь-яке небесне тіло більш-меньш «пристойних» розмірів має в свойому складі радіоактивний елемент, звичайно й в живих істотах існують радіоактивні елементи .

Можно дійти висновку, що але в землі, а й у всесвіті немає місць вільних від іонізуючої радіації. Можна сказати, що поверхня землі, а також водойми та кулю повітря, тобто вся біосфера постійно знаходиться под впливом іонізуючого опромінення .

Таким чином світло в якому ми живемо є радіоактивним, але й це не є реалією лише сьогодення, так було б на землі завжди із моменту утворення Сонячної системи. Відповідно даним життя зародилося на землі 3.5 млрд. років тому. Процес еволюції, розвитку та формування екосистем проходив на тлі постійного радіаційного фону .

Звичайно, що за такий годину не обійшлося без впливу опромінення на життя .

З одного боці, кванти та частки іонізуючого опромінення природнього фону мають велику енергію, так що при взаємодії із речовиною біологічної системи, особливо із хромосомами клітинного ядра викликає розрив зв’язків між атомами та їхнього перегрупування. Більшість із ціх порушень потім самоліквідується, однак деяка частина не встигає відновитися до моменту дуплікації молекули ДНК, тоді ці зміни передаються клітинам-нащадкам.

Якщо порушена структура молекули ДНК так змінена, що клітина є нежиттєспроможною вона відмирає. Для організму зазагибель однієї клітини суттєвого значення не відіграє, томущо клітини, що вижили в процесі розмноження заповнюють цей дефект. Ті ж саме можна сказати й про окремі одноклітинні організми в популяції .

Якщо ж клітина не помирає, то вона може набути нових властивостей, яких раніш не було б, чи навпаки загублює раніш властиві властивості. Так, наприклад, на 1 мільйон клітин одна є мутантною внаслідок природнього радіаційного фону .

При отриманні чи втраті ознаки організм може чи отримати пріоритет, чи навпаки статі аутсайдером чи не отримати нітого не іншого у своїй боротьбі за виживання та продовження роду. Якщо ознака корисний—організм залишає понад нащадків, якщо навпаки—залишає менше чи не залишає взагалі. Таким чином нова корисна мутація за годину стає набуттям всього роду, чи його нової гілки, шкідлива ж мутація зникає .

І так іонізоване опромінення це природний мутагенний агент, якій має важливе місце у постачанні мутацій у природу, котрі є «сировиною» для природнього відбору. Тобто природній радіоактивний фон використовується життям в своїх інтересах, в якості постійних мутагенних чинників, до які життя адоптувалося й має досить непогане процентне співвідношення корисних мутацій. Якщо ж іонізоване опромінення якщо вище норми то мутації будуть проіндуковані, але й клітини при цьому будуть матір майже самі «негативні» мутації .

Зрозуміле, що кількість шкідливих мутацій набагато більша ніж корисних, тому кожний крок вперед супроводжується загибеллю великої кількості меньш пристосованих особин. Причому при руху від меньш складних организмів до более складних відсоток шкідливих мутацій збільшується, в цьому немає нічого чудового, бо чим складнійша система, тім простійше її зламати та тім складнійше удосконаліти .

У високоорганізованої тварини, до того числі у людини, позитивні мутації—дуже рідкісний випадок. Більша частина мутацій шкідливі, чи нейтральні, багато із них стають причиною спадкових хвороб. Звичайно, що і іонізуюча радіація теж робити внесок у цей процес .

Друга важлива рису, на якій бі я хотів наголосити це необхідність захисту від черезмірної мутагенної небезпеки. Тому живі організми виробили спеціальний механізм, який із одного боці зберігає набуту мутацію, а із іншого зводить до мінімуму вірогидність утворення нових мутацій; це система репарації ДНК. Всі інші органели та компоненти клітини не мають таких систем, бо не відіграють такого суттєвого значення. На мою думку саме іонізуюче опромінення примусило створити цю систему, бо под годину зародження життя на землі природний фон був вище. Про це свідчить і ферментативна система репарації пірімідінових дімерів, котра може використвувати ультрафіолетову радіацію .

І, нарешті, третя рису. Якщо доза опромінення на скільки сильна, що репаративні ферменти не можуть своєчасно «відремонтувати» ДНК, то може виникнути стійка мутація, що може призвести до утворення пухлини в организмі. Саме тому був створена ще одна система захисту—імунну систему, що не лише захищає організм від бактерій, хворотворних грибків та вірусів, а і відшукують у организмі трансформовані клітини із хибною інформацією та «вбивають їхнього» .

Одже іонізуюче випромінення має такий вплив: стимулювання мутацій организмів, в результаті чого постачається новий матеріал для еволюції; пряма дія на організм, в результаті якої може виникнути пухлина у тварини із слабким імунітетом, таким чином іонізуюче випромінення допомогає популяції «здихатися» особин зі слабким імунітетом; саме іонізуюче випромінення стимулювало розвиток технології репарації в клітині та стимулювало розвиток імунної системи у тварин .

Список литературы

«Популярная радио-биология» В. А. Барабой, Київ, Наукова Думка 1988 г Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор, «Біологія», Москва, 1990 г А. Ленинджер «Біохімія», Москва, Світ 1974 г К. Вилли, В. Детье «Біологія», Москва, Світ, 1974 г.

Додаткові матеріали :

Нарбут А. В. Конспект курсу лекцій по Безпеці життєдіяльності 1997 р.