К механизму первичного биологического действия ионизирующих излучений

В.М. Бяков, С.В. Степанов
Государственный научный центр Российской Федерации «Институт теоретической и экспериментальной физики им. А.И. Алиханова», ул. Б. Черемушкинская 25, Москва, 117259, Российская Федерация

Традиционно главенствующую функцию в первичных биологических процессах, сопровождающих прохождение быстрых заряженных частиц через живые организмы, отводят химическим реакциям радикальных продуктов радиолиза внутриклеточной воды (ОН, Н, е_aq^-, 0₂^-, Н₂О₂) и порождаемых ими биорадикалов, возникающих также в результате прямой электронной активации биомолекул. Это представление привело к пониманию фундаментальных свойств биологического действия ионизирующих излучений, прежде всего радиопротекторного и радиосенсибилизирующего эффектов от вводимых в организм химических соединений. Вместе с тем в рамках существующих воззрений трудно дать объяснение ряду других важных радиобиологических фактов. Это стимулирует поиск других инициируемых радиацией факторов, также могущих оказывать биологическое воздействие. В настоящем обзоре обсуждается эффект, обычно выпадающий при обсуждении биологического действия ионизирующих излучений. Речь идет о локальном повышении кислотности водного раствора вдоль траектории заряженной частицы. Внутритрековая кислотность сильно отличается от ее значения для внутриклеточной воды в живом организме. Высокая чувствительность биологических процессов к изменению кислотности среды хорошо известна. По-видимому, в первичном биологическом действии ионизирующих излучений доминирующую роль следует приписать не перечисленным выше продуктам радиолиза воды, преимущественно радикалам, а частицам иной природы — ионам гидроксония (протонированным молекулам воды Н₃О⁺). Модифицированный таким образом механизм первичного радиобиологического действия находится в хорошем согласии с экспериментальными данными. В частности, он количественно описывает экстремальный характер относительной биологической эффективности излучений (RВЕ) в зависимости от их ионизирующей способности, а также повышение RВЕ в ультрарелятивистской области энергий.

PACS: 82.39.−k, 87.50.−a, 87.50.Gi, 87.54.Br (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0176.200605b.0487
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2006/5/b/
Цитата: Бяков В М, Степанов С В "К механизму первичного биологического действия ионизирующих излучений" УФН 176 487–506 (2006)

BibTexBibNote ® (generic)

BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Русский

English

TY JOUR
TI К механизму первичного биологического действия ионизирующих излучений
AU Бяков, В. М.
AU Степанов, С. В.
PB Успехи физических наук
PY 2006
JO Успехи физических наук
JF Успехи физических наук
JA Усп. физ. наук
VL 176
IS 5
SP 487-506
UR https://ufn.ru/ru/articles/2006/5/b/
ER https://doi.org/10.3367/UFNr.0176.200605b.0487

English citation: Byakov V M, Stepanov S V “The mechanism for the primary biological effects of ionizing radiation” Phys. Usp. 49 469–487 (2006); DOI: 10.1070/PU2006v049n05ABEH005783