Τι κάνει η ακτινοβολία στα ζωντανά κύτταρα;

Οι επιδράσεις της ακτινοβολίας στα ζωντανά κύτταρα ποικίλλουν, ανάλογα με τον τύπο, την ένταση της έκθεσης και το κύτταρο. Για τους σκοπούς μας, η «ακτινοβολία» αναφέρεται σε μια εκπομπή ιονίζουσας ενέργειας, όπως νετρόνια, φωτόνια και φορτισμένα σωματίδια υψηλής ενέργειας όπως οι ακτίνες γάμμα. Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι, συμπεριλαμβανομένης της κοσμικής ακτινοβολίας από το διάστημα, της επίγειας ακτινοβολίας που εκπέμπεται από ραδιενεργά στοιχεία στο έδαφος και αυτής που είναι τεχνητή, όπως αυτή που απελευθερώνεται από την έκρηξη μιας ατομικής βόμβας.

Τα ζωντανά κύτταρα αντιμετωπίζουν πραγματικά μια αρκετά μεγάλη ποσότητα ακτινοβολίας. περίπου 360 millirems ετησίως στις Ηνωμένες Πολιτείες, για παράδειγμα. Τα Millirems, παρεμπιπτόντως, είναι μονάδες δοσολογίας. χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό των αποτελεσμάτων της έκθεσης από πράγματα όπως οι ακτινογραφίες στα νοσοκομεία. Το επίπεδο θανατηφόρου έκθεσης ποικίλλει μεταξύ των ατόμων και εξαρτάται από τον τύπο της έκθεσης. μια μεμονωμένη έκθεση είναι θανατηφόρα για περίπου 300,000 χιλιοστόμετρα, για παράδειγμα, ενώ υψηλότερες δόσεις μπορούν να γίνουν ανεκτές εάν είναι αποτέλεσμα παρατεταμένης έκθεσης με την πάροδο του χρόνου.

Σε χαμηλά επίπεδα, η ζημιά από την ακτινοβολία μπορεί να αποκατασταθεί από ζωντανά κύτταρα χωρίς κακές συνέπειες. Υψηλότερες δόσεις μπορούν να προκαλέσουν στείρο κύτταρο ή να επηρεάσουν την ικανότητα του κυττάρου να αναπαραχθεί σωστά, προκαλώντας μεταλλάξεις. Πολλοί καρκίνοι, για παράδειγμα, συνδέονται με την έκθεση σε ακτινοβολία που μπερδεύει τα κύτταρα, προκαλώντας τη μετάλλαξή τους και την ταχεία αναπαραγωγή. Σε εξαιρετικά υψηλές δόσεις, η ακτινοβολία προκαλεί κυτταρικό θάνατο, μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται θέρμανση, η οποία βασικά μαγειρεύει ένα κύτταρο από μέσα προς τα έξω.

Η έκθεση μπορεί να προκαλέσει βλάβη στα κύτταρα με δύο διαφορετικούς τρόπους. Με την πρώτη έννοια, άμεση δράση ακτινοβολίας, βλάπτει ένα μόριο άμεσα. όπως για παράδειγμα όταν η ακτινοβολία παρεμβαίνει σε ένα μόριο DNA, προκαλώντας κυτταρική βλάβη. Μπορεί επίσης να προκαλέσει έμμεση ζημιά, ιονίζοντας μόρια, μετατρέποντάς τα σε δυνητικά τοξικές ενώσεις που αλληλεπιδρούν με υγιή μόρια και προκαλούν βλάβη. Το οξυγόνο, το υδρογόνο, το άζωτο και ο άνθρακας είναι όλα πολύ ευάλωτα στον ιονισμό. δυστυχώς για τα ζωντανά κύτταρα, αυτά τα στοιχεία αποτελούν ένα μεγάλο μέρος ενός ζωντανού οργανισμού.

Σε πολύ υψηλές δόσεις, η ακτινοβολία θα προκαλέσει μαζική βλάβη οργάνων και ιστών, η οποία είναι πολύ εκτεταμένη για να επισκευαστεί το σώμα. Αυτό προκαλεί σύνδρομο οξείας ακτινοβολίας, γνωστό και ως ασθένεια ακτινοβολίας. Αυτή η κατάσταση είναι συχνά εξαιρετικά επώδυνη και δυσάρεστη και οδηγεί στο θάνατο. Σε χαμηλότερες δόσεις, η ζημιά που προκαλείται μπορεί να είναι σε πιο λεπτό επίπεδο και μπορεί να εκδηλωθεί ως καρκίνος ή μέσω γενετικών ανωμαλιών που προκαλούνται από βλάβη στους αναπαραγωγικούς ιστούς αργότερα στη ζωή. Ορισμένα κύτταρα είναι ιδιαίτερα ευάλωτα σε βλάβες, ειδικά κύτταρα που πολλαπλασιάζονται γρήγορα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι έγκυες γυναίκες πρέπει να είναι προσεκτικές σχετικά με τις πηγές ακτινοβολίας, καθώς μπορεί να βλάψουν το αναπτυσσόμενο έμβρυο.

Μια από τις πιο επικίνδυνες αιτίες της ακτινοβολίας είναι τα ραδιενεργά ισότοπα, επειδή αυτά τα ισότοπα θα συσσωρευτούν στο σώμα και θα εκπέμπουν ακτινοβολία, σε αντίθεση με την εφάπαξ έκθεση σε ραδιενεργά σωματίδια, όπως αυτά που εκπέμπονται σε μια ακτινογραφία. Για το λόγο αυτό, οι άνθρωποι που εργάζονται γύρω από ραδιενεργά ισότοπα πρέπει να είναι πολύ προσεκτικοί και εκείνοι που χρησιμοποιούνται σε διαδικασίες όπως η ιατρική απεικόνιση έχουν πολύ μικρό χρόνο ημιζωής, πράγμα που σημαίνει ότι γρήγορα αποσυντίθενται και εκφράζονται από το σώμα.