Биологическое действие излучений

БИОЛОГИ́ЧЕСКОЕ ДÉЙСТВИЕ
ИЗЛУЧÉНИЙ постоянное воздействие на биосферу Земли электромагнитных и корпускулярных излучений внеземного и земного происхождения, приводящее к биохимич., физиол., генетич. и др. изменениям, возникающим в живых клетках и организмах. Наиболее мощный источник излучений – Солнце. Энергия электромагнитного излучения Солнца в видимой части спектра улавливается растениями и в процессе фотосинтеза трансформируется в энергию химич. связей органич. веществ, за счёт крой существует и развивается жизнь на Земле. С действием света связаны информационные и регуляторные реакции организмов (зрение животных, фототаксис, фототропизм, фотопериодизм и др.). Поглощаясь в тканях окрашенными веществами – фотосенсибилизаторами, видимое излучение может опосредованно воздействовать на нуклеиновые к-ты и белки ("фотодинамическое действие"). Ультрафиолетовое излучение (УФ) Солнца частично проникает через атмосферу и в умеренных дозах оказывает благотворное действие на рост и развитие растений и животных (усиливает обмен веществ, вызывает образование витамина D, повышает сопротивляемость организма). В больших дозах коротковолновое УФ-излучение инактивирует нуклеиновые к-ты и белки, оказывает бактерицидное, эритемное, мутагенное и канцерогенное действие. Вспышки на Солнце, как и гораздо более мощные вспышки на нек-рых др. звёздах, являются источниками высокоэнергетич. космич. лучей. Часть космич. лучей отклоняется магнитным полем Земли, другая – поглощается верх. слоями атмосферы и только

небольшое их кол-во достигает поверхности Земли, составляя ок. 30% естеств. фона ионизирующих излучений (ИИ). Остальные 70% обусловлены γ-, β- и α-излучениями радиоактивных элементов – тория, урана, радия и продуктов их распада (радон и др.), находящихся в рассеянном виде в земных породах, почве, атмосфере и воде. Определённый вклад в естеств. фон вносят и такие радиоактивные изотопы, как ₄₀К, ₃Н, ₁₄С, входящие в состав живых клеток. Высокоэнергетич. ИИ глубоко проникают в организм, достигая наиболее радиочувствит. органов – кроветворных, генеративных и др. В основе биол. действия ИИ лежат процессы ионизации и возбуждения молекул, радиационно-химич. реакции, нарушающие или изменяющие функции биополимеров, гл. обр. нуклеиновых кислот и ферментов. Воздействуя на ДНК соматич. и генеративных клеток, они способны вызвать мутации, злокачеств. перерождение клетки. Поэтому ИИ играют определённую роль в естеств. изменчивости организмов, лежащей в основе биол. эволюции, и вместе с тем повышают уровень спонтанно возникающих уродств, генетич. заболеваний, канцерогенеза. В сер. 20 в. были открыты способы расщепления атомных ядер, сопровождаемые мощным ИИ и образованием большого кол-ва искусств. радиоактивных веществ. Технич. средства использования ядерной энергии в военных и мирных целях ощутимо увеличивают кол-во источников ИИ (см. "Загрязнение биосферы"), а следовательно, и вероятность возникновения разл. нарушений у организмов. Большую опасность для человечества представляет использование ИИ в воен. целях. При тотальном гамма-нейтронном облучении животных и человека (сопровождающем взрывы атомных и ядерных бомб) в дозах 100 Гр и выше вследствие поражения ЦНС наступает коматозное состояние и смерть в первые 24–48 час, при дозах 5–10 Гр возникает тяжёлая лучевая болезнь. При более низких дозах после острого периода наступает восстановление поражённых тканей и выздоровление. Однако в дальнейшем возрастает вероятность появления отдалённых последствий облучения (рак, лейкемия, катаракта, рождение генетически неполноценного потомства и т.п.). Вследствие развития техники всё более актуальной становится проблема биол. действия неионизирующих электромагнитных излучений с большими длинами волн, таких, как УВЧ, миллиметровые, сантиметровые и дециметровые радиоволны, воздействие к-рых связано с локальным, неравномерным нагревом ультраструктур тканей и зависит от мощности и модуляции облучения (как правило, оно обратимо). Радиоизлучения метрового и большего диапазонов, по-видимому, биол. действием не обладают. Регулируемое Б. д. и. широко используется в медицине (радиотерапия, рентгенодиагностика, фототерапия, лазеры и др.), микробиол. пром-сти, с. х-ве (радиационный мутагенез и др.).

Кудряшов Ю. Б., Беренфельд Б. С., Радиационная биофизика, М., 1979; Кузин А. М., Невидимые лучи вокруг нас, Μ., 1980; Конев С. В., Волотовский И. Д., Фотобиология, Минск, 1980.