Здавалка
Главная | Обратная связь

Действие ионизирующих излучений



Рост использования ядерной энергетики в народном хозяйстве, некоторое увеличение радиационного фона в локальных местах Земли, широкое практичес­кое использование излучения и приборов на радиоактивных источниках в различных отраслях про­мышленности, сельского хозяйства, медицине, науке и других отраслях вызвали интерес к изучению действия ионизирующей радиации на живой организм, в том числе растительный. Знание первичных радиационно-­физиологических и радиационно-биохимических про­цессов совершенно необходимо для решения вопросов профилактики и терапии лучевой болезни.

К ионизирующей радиации относятся рентгеновские и ядерные излучения.Под влиянием ионизирующих излучений в летальных (смертель­ных) дозах в клетках растений происходят различные молекулярные и структурные изменения и нарушения, приводящие к сложной физиологической реакции.

На первом этапе происходит мгновенное погло­щение клеткой ионизирующей частицы или фотона и передача этой энергии молекулам воды и органичес­ких веществ, что вызывает их ионизацию или возбуж­дение и увеличение их химической активности.

На втором этапе образуются свободные радика­лы (атомы или группы атомов со свободной валентно­стью). Так, ионизированные молекулы воды очень не­устойчивы и расщепляются с образованием свободных радикалов. Ионизированные молекулы органических веществ также образуют свободные радикалы.

На третьем этапе эти свободные радикалы и окис­лители, возникшие через ионизированные молекулы воды, реагируют с белками и нуклеиновыми кислотами с образованием радиотоксинов, не свойственных орга­низму и оказывающих поражающее действие. Свобод­ные радикалы, возникшие вследствие ионизации орга­нических веществ, вызывают еще большие нарушения молекулярных и надмолекулярных структур.

Так, в молекуле ДНК происходят разрывы фосфорноэфир­ных, межуглеродных и водородных связей, внутри- и меж­молекулярные сшивки благодаря возникновению ковалент­ных связей между поврежденными азотистыми основания­ми и поврежденными сахарофосфатными остатками и т. д. Одновременно с этим увеличивается активность ферментов, расщепляющих ДНК. Все это может при­вести к необратимому разрушению молекул ДНК, раз­рыву хромосом.

На завершающем этапе наблюдается резкое из­менение хода физиологических процессов и метаболизма в целом. При летальных дозах наблюдается стойкое нарушение функции и смерть клетки.

Различные растения на разных этапах развития неодинаково реагируют на радиацию. Наиболее устой­чивы сухие семена и покоящиеся почки, выдерживаю­щие облучение в дозах до 300 тыс. рад (рад - единица поглощенной дозы ионизирующей радиации, равная 100 эрг энергии, поглощенной 1 г вещества). Весьма чувствительны проростки и вегетирующие растения.

Из травянистых растений наиболее радиоустойчивы донники, капуста, различные виды клевера, клещевина, люцерна, табак, морковь, редька, турнепс, эспарцет, брюква, лен, редис и другие; неустойчивы бобы, горох, кукуруза, пшеница, рожь, фасоль (разные сорта).

Хвойные и лиственные древесные породы довольно отчетливо различаются по своей способности выно­сить действие ионизирующей радиации. Среди изучен­ных видов наиболее чувствительными на всех стадиях развития оказались хвойные деревья. Они выдержи­вают дозы примерно на порядок меньше, чем листвен­ные породы. Большая радиационная поражаемость связана с более крупными ядрами и хромосомами кле­ток хвойных древесных пород. Тесная кор­реляция найдена и с содержанием в ядре ДНК.

Радиочувствительность деревьев, подвергающих­ся хроническому облучению зимой, примерно в 3 раза ниже, чем при облучении летом.

В зависимости от величины поглощенной дозы радиации реакция древесных растений различна.

Облучение относительно небольшими дозами по­рядка 500 рад вызывает, образно говоря, ускоре­ние развертывания генетической программы и в целом стимуляцию роста и развития растений.

Более сильное облучение нарушает некоторые струк­туры и процессы, приводит к разрыву отдельных хро­мосом и появлению соматических мутаций, что прояв­ляется в изменении морфологических признаков. Скорость роста растений в этом случае или не меня­ется, или снижается, как и активность обмена веществ.

Известно, что радиорезистентность увеличивается при наличии в растениях ряда специфических ве­ществ - радиопротекторов. Среди них находятся со­единения, содержащие сульфгидрильные (SН) и ами­ногруппы (NH2), например, цистеамин, цистеин и др.

В настоящее время использование облучения в стимулирующих дозах находит широкое применение в практических целях для получения новых сортов и форм растений, ускорения прорастания семян, роста и развития растений, а в критических - для торможе­ния прорастания клубней и луковиц, семян древесных растений при их длительном хранении.

 







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.