Působení ionizujícího záření na živou hmotu

Působení ionizujícího záření na živou hmotu vychází z obecného principu, kdy ionizující záření při průchodu hmotou ztrácí energii, která je touto hmotou absorbována. Účinky působení ionizujícího záření na hmotu tak závisí na množství absorbované energie. Veličina, charakterizující množství absorbované energie, se nazývá dávka D (nebo také absorbovaná dávka). Je definovaná jako poměr střední energie de předané ionizujícím zářením elementu látky o hmotnosti dm:

D = de / dm

Jednotkou dávky D je 1 Gy [gray]. Dávka 1 Gy představuje energii 1J absorbovanou v 1 kg látky.

 

V praxi se běžně používají jednotky mGy případně mGy.

 

Přírůstek dávky za určitý časový interval je označován jako dávkový příkon.

Jednotkou dávkového příkonu je 1 Gy.s^-1.

 

Biologický účinek ionizujícího záření je závislý nejen na absorbované dávce, ale také na druhu záření. Působení různých druhů záření je totiž v živé hmotě různé. Účinky různých druhů záření jsou srovnávány pomocí tzv. radiačního váhového faktoru (též faktor jakostní) W_R s účinkem referenčního rentgenového záření.

 

Pro posuzování biologických účinků je zavedena veličina ekvivalentní dávka H, která je součinem absorbované dávky a jakostního faktoru, charakteristického pro daný druh ionizujícího záření.

H = W_R . D

Jednotkou ekvivalentní dávky je 1 Sv [sievert]. Rozměrově je to jednotka shodná jako Gy tedy J.kg^-1, neboť jakostní faktor je bezrozměrné číslo.

 

Obdobou dávkového příkonu je příkon ekvivalentní dávky vyjadřovaný v Sv.s^-1.

 

Působení ionizujícího záření na živou hmotu je principielně shodné jako jeho působení na látky anorganické. I zde se jedná o ionizaci a excitaci spojenou s absorpcí energie. Tyto procesy fyzikální podstaty však mají v organické hmotě řadu důsledků, které jsou dány její složitou organizací. Pro vysvětlení příčin změn v živých organismech bylo vytvořeno několik teorií (radikálová teorie, zásahová teorie, molekulárně biologická). Tyto teorie vysvětlují proces postupného přenosu změn, vyvolaných primárně na atomární úrovni, následně přes změny ve struktuře molekulární až ke změnám probíhajícím v buňkách a tkáních.

Na buněčné úrovni může docházet působením ionizujícího záření principiálně ke dvěma způsobům poškození. Jedním je smrt buňky (tzv. buněčná deplece) a to buď denaturací celulárních složek (při vysokých dávkách záření), nebo neschopností podstupovat proces dělení (mitotická smrt při nižších dávkách). Druhým způsobem je poškození cytogenetické informace  - mutace, který narušuje průběh dělení buněk.

 

Při sledování lidského organismu jako celku lze pozorovat, že jednotlivé tkáně nebo orgány nereagují na ionizující záření shodným způsobem tzn. že se účinky stejně velké absorbované dávky projevují v různých tkáních různě. Z hlediska možnosti destrukčního poškození tkání v důsledku smrti buněk vykazují vysokou radiosenzitivitu ty tkáně, ve kterých dochází k rychlému buněčnému dělení (lymfoidní orgány, aktivní kostní dřeň, gonády, střevo). Z hlediska vnímavosti tkání a orgánů na cytogenetické poškození (projevuje se vznikem nádorových onemocnění) jsou necitlivějšími orgány kostní dřeň, žaludek a plíce.

 

Další informace

• Principy analytických postupů

 

Vladimír Bartoš

.