Ionlanuvchi nurlar biologiyasi

Ushbu darslik ionlanuvchi nurlarning biologik ta'sirini, ularning hosil bo'lishi, xossalari va organizmga ta'sir mexanizmlarini chuqur o'rganishga bag'ishlangan. Kitobda nurlanishning turlari, manbalari, birliklari, radioaktivlik, radiatsiyani qayd qilish va dozimetriya uslublari, radiobiologik jarayonlarning fiziko-kimyoviy asoslari, organizmlarning radiosezgirligi, kritik sistemalar, radiatsion sindromlar, hujayralarning nur ta'siriga javob, radiosezgirligini o'rganish, ionlanuvchi nurlarning oziq-ovqat, teri, oshqozon-ichak, yurak-qon tomirlar, nerv sistemasiga ta'siri, o'simliklar va hayvonlarga ta'siri, radiatsiyadan himoyalanish usullari, radiotoksinlar, organizmning yalpi nurlanishida modda almashinuvining buzilishi, embrion va homilaga ta'siri kabi muhim masalalar yoritilgan.

Asosiy mavzular

Ionlanuvchi nurlar biologiyasi fanining predmeti, maqsadi va vazifalari: Ionlanuvchi nurlar biologiyasi - ionlanuvchi nurlarning biologik mavjudotlarga ta'sir mexanizmlari va qonuniyatlarini o'rganuvchi fandir. Bu fan yadro nurlarini tibbiyotda, qishloq xo'jaligi va biosanoatda qo'llanishining poydevori hisoblanadi. Ionlanuvchi nurlar biologiyasida ionlovchi nurlardan foydalanish, zararli ta'sirlardan saqlanish nazariyasini ishlab chiqishda alohida o'rin tutadi. Ionlanuvchi nurlar biologiyasining dunyoga kelishi - XIX asr oxirida amalga oshgan uch ajoyib kashfiyot bilan bog'liq.
Ionlanuvchi nurlarning turlari, manbalari va birliklari: Ionlanuvchi nurlar tabiati bo‘yicha ikki katta guruhga-korpuspulyar va kvant nurlarga bo‘linadi. Korpuspulyar nurlar o‘ta mayda, elementar zarrachalardan tartib topgan. Kvant nurlari - energiya porsiyalari yoki fizikaviy iborani ishlatsak fotonlar oqimidir.
Radiasiyani qayd qilish va radioaktivlik: Dozimetriya - fizikaning ionlanuvchi nurlar miqdorini o‘lchash bilan shug’ullanuvchi bir bo‘limi. Bu maqsadlarda qo‘llanadigan asboblar dozimetrlar deyiladi. Radiatsion - kimyoviy jarayonlarning nazorati uchun mo‘ljallangan dozimetrlar, klinik va radiobiologik amaliyotlarda qo‘llanuvchi dozalarni o‘lchovchi dozimetrlar, individual dozalarni o‘lchovchi dozimetrlar, radiatsion xavfsizlikni nazorat qilish dozimetrlari mavjud.
Radiobiologik jarayonlarning fiziko-kimiyoviy asoslari: Ionlanuvchi nurlar ta’sirida ro‘y beruvchi birlamchi jarayoni fizik jarayon bo‘lib, biosubstrat atom va molekulalarini ionlashtirishi va quzg’atishidan iborat. Nur ta’sirida hujayralarda turli molekulalar qatori DNK molekulasida ionlanish, radikallar hosil bo‘lishi, unda atomlarning o‘zaro bog’lanishining buzilishi, ya’ni molekulalar strukturasining o‘zgarishi mumkin. DNK molekulasining ayni shunday o‘zgarishlari, suv va boshqa molekulalar radiolizi natijasida paydo bo‘lgan erkin radikallar va perioksidlar vositasida ham ro‘y beradi.
Ion nurlaridan saqlanish usullari. Radioprotektorlar: Nur ta’siridan saqlovchi moddalar radioprotektorlar deb ataladi. Aslini olganda nurlanishdan yuzaga keluvchi o’zgarishlardan to’liq saqlovchi modda yuq, har qanday radioprotektor nur ta’sirini faqat kuchsizlantiradi. Aminotiollar va indolilalkilaminlar radioprotektorlik hususiyati yaqqol namoyon bo‘lgan moddalar asosan ikki ximiyaviy sinfga mansub birikmalar.
Organizmlar radiosezgirligi. Kritik sistemalar va radiatsion sindromlar: Organizmda ro‘y beruvchi postradiatsion effektlarni hujayralar o‘zgarishlarining oddiy yig’indisi deb bo‘lmaydi. Chunki to‘qimada hujayralar faoliyati o‘zaro munosabatlar va muhit bilan bog’liq. Alohida hujayralarning mitotik aktivligi, differensiasiya darajasi, metabolizmi va boshqa fiziologik ko‘rsatkichlari «qo‘shni» hujayralarga va organizmga ta’sir ko‘rsatadi. Organizmdagi barcha jarayonlar o‘zaro bog’liq.
Hujayralarning nur ta’siriga javoban o‘zgarishlari hujayralar radiosezgirligi: Hujayralar radiosezgirligi yoki boshqacha aytilganda, radiota’sirchanligi ionlanuvchi nurlar biologiyasining asosini tashkil etadi. Nur ta’sirida hujayrada ro‘y beradigan turli-tuman o‘zgarishlarni bayon etishdan avval hujayra sikli haqida hozirgi zamon tasavvuri ustida to‘xtalib o‘tamiz.
Ionlanuvchi nurlar ta’sirining struktura-metabolik asoslari: Ionlanuvchi nurlarning turli maqsadda, tirik hujayralardan to organizmlargacha ta’sirini o‘rganishda ma’lum umumiy qonuniyatlar aniqlangan. Ularning eng ahamiyatlilari quyidagilar: Hayotiy jarayonlarning chuqur buzilishi, hatto organizmning o‘lishi juda kichik miqdorda yutilgan energiyadan kelib chiqadi.
Nurlanishda lipidlarning erkin radikalli perioksidli oksidlanishi: Ko‘p hujayrali mavjudotlarda, hujayralarda lipidlarning perioksidli oksidlanishi kuchsiz va turg’un (bir xil) bo‘ladi. Bu jarayon biomembranalar tarkibiga kiruvchi lipidlarning yangilanib «buzilib - tuzilib» turishini ta’min etadi. Nur ta’sirida biomembranadagi lipidlarning erkin radikalli perioksidli oksidlanishi shiddatli ravishda faollashadi.
Nuklein kislotalarda nur ta’sirida o‘zgarishlar: Nuklein kislotalar - yadro oqsillari tarkibining asosiy qismi bo‘lib, ko‘p biostrukturalarning (xromosoma, ribosoma, infrosoma) va viruslarning tarkibiga kiradi. Bu makromolekulalar ichida eng ahamiyatlisi yadro DNK-si hisoblanadi.
Nurlanishning siklik nukleotidlar va fermentativ sistemaga ta’siri: Siklik nukleotidlar hujayra metabolizmining fiziologi, biokimyoviy boshqaruvchilari (regulyatorlari) hisoblanadi va ular zararli tashqi ta’sirlarda darhol endogen resurslarni safarbar qiladi.
Oddiy oqsillarda nur ta’sirida ro‘y beradigan o‘zgarishlar: Boshqa ko‘pgina yuqori polimerli moddalar qatori oddiy oqsillarda nur ta’sirida quyidagi o‘zgarishlar ro‘y beradi. Oqsilning fizika - kimyoviy, biologik xossalari va molekulyar massasi o‘zgarmagan holda molekulaning shakli (konfigurasiyasi) o‘zgaradi.
Radiotoksinlar: Nurlanish patalogiyasi rivojlanishining molekulalar mexanizmlari orasida radiotoksinlar muhim ahamiyatga ega. Radiotoksinlar paydo bo‘lish vaqti va biologik ta’sir qarab ikki guruhga - birlamchi va ikkilamchi radiotoksinlarga bo‘linadi.
To‘qimalarning nurga ta’sirchanligi va radiosezgirligi: To‘qimalarning nurga ta’sirchanligi yoki radiosezgirlik, hujayralar populyasiyasining asosiy ko‘rsatkichlari - asos hujayralar nisbiy kattaligi, sitokinetikasining tezligi, hujayralar proliferasiyasi, yetuk hujayralarning sog’lom organizmda utilizasiyasining tezligiga bog’liq.
Organizmlarning radiosezgirligi. Kritik sistemalar: Oldingi ma’ruzalar ionlanuvchi nurlar biologiyasining fundamental asoslari molekulyar va hujayra ionlanuvchi nurlar biologiyasisiga bag’ishlangan edi, bundan keyingi ma’ruzalar hayvonlar (odam) organizmining ionlanuvchi nurlar biologiyasisiga bag’ishlanadi.
Hujayralarning nur ta’siriga javoban o‘zgarishlari: Hujayralar radiosezgirligi yoki boshqacha aytilganda, radiota’sirchanligi ionlanuvchi nurlar biologiyasining asosini tashkil etadi. Nur ta’sirida hujayrada ro‘y beradigan turli-tuman o‘zgarishlarni bayon etishdan avval hujayra sikli haqida hozirgi zamon tasavvuri ustida to‘xtalib o‘tamiz.
Hujayralarda letal o‘zgarishlar, hujayra o‘limining turlari: Hujayra o‘limining ikki turi tafovutlanadi: interfaza (interkinetik) va mitotik (reproduktiv) o‘lim. Mitotik o‘limning asosiy sababi xromasoma strukturasining shikastlanishi, zararlanishidir.
Hujayralar radiosezgirligining ko‘rsatikichlari: Hujayralarning yashashga qobilligini asosiy ko‘rsatgichi ularning chekiz ko‘payish qobiliyati va bir xil hujayralardan iborat koloniyalar hosil qilish xususiyati hisoblanadi.
Nurlanishning sitogenetik indikatsiyasi: Suyak kumig’i hujayralari va limfotsitlar sonining o’zgarishi vositasida nurlanishni aniqlash. Nurlanishni indikatsiyasi (belgilash)ning eng sezgir metodlari bu suyak kumigi va limfotsitlardagi o‘zgarishlarni o‘rganish hisoblanadi.
Radiosezgirlikning modifikasiyasi, kislorod effekti: Odam va hayvonlar nurga ta’sirchanligini o‘rganishga qiziqishning kattaligi, nihoyatda radiosezgirlikni boshqarishga, ya’ni nurga ta’sirchanlikni kuchsizlantirish yoki kuchaytirishga bo‘lgan ehtiyoj bilan bog’liq.
Ionlanuvchi nurlar biologik ta’sirining struktura metabolik gepotezasi: Bu gepoteza 1955 yilda akademik A.M. Kuzin tomonidan olg’a surilgan. Bu gepotezaga binoan nurning fizikaviy yutilishidan keyin faqat Radiatsion - kimyoviy jarayonlar rivojlanib qolmasdan, bu jarayonlarni kuchaytiruvchi biokimyoviy mexanizmlar ishga tushishi natijasida, qo‘shimcha ravishda, reaktivligi yuqori mahsulotlar hosil bo‘ladi.
O‘simliklar va hayvonlarga nurlanish ta’siri: Ionlanuvchi nurlarning qishloq xo‘jaligida qo‘llashga bo‘lgan ehtiyoj o‘simliklarga nur ta’siri, mexanizmlarni o‘rganishni taqozo qiladi. Hujayralardagi modda almashinuvining asosiy jarayonlari anaerob va aerobli glikoliz, Krebs trikarbon sikli, oksidlovchi fosforlanish, nuklein kislotalar, oksidlar, fermentlar sintezi hayvonlar va o‘simliklarda ko‘p jihatdan o‘xshash.
Yadro nurlarning qishloq xo‘jalik zararkunandalariga ta’siri va ularga qarshi kurashda qo‘llash: O‘simliklar va tirik mavjudot radiosezgirligining katta farqi, o‘simlik mahsulotlarning qishloq xo‘jalik zararkunandalariga qarshi kurashda yadro nurlaridan foydalanishga imkon beradi.
Yadro nurlarini biologiya va xalq xo‘jaligining boshqa tarmoqlarida qo‘llash perspektivalari: Yadro nurlanish muddati qisqa bo‘lgan o‘simliklar uchun juda katta dozalar qo‘llanganda hosil bo‘ladigan natijalarni o‘rganish juda katta ahamiyatga ega.
Yadro nurlarini tibbiyotda kasalliklar diagnostikasi va davolashda qo‘llanishi: Ionlanuvchi nurlarning kasalliklarni davolashda qo‘llanishi asosan ikki narsaga asoslangan: Nurlangan to‘qima, organ va butun organizmda funksional va organik o‘zgarishlar chaqirishi.
Radiatsion ekologiya muammolari: Radiatsion ekologiya tabiatda radiaktiv moddalar va ularning nurlari bilan tirik mavjudotning yashashi, rivojlanishi o‘rtasidagi aloqalarni o‘rganadi. Albatta, tirik mavjudotlar orasida odam organizmiga tabiiy va sun’iy ravishda yuzaga kelgan radiaktiv muhitning ta’siri katta ahamiyatga ega.
Radiatsion xavfsizlikni nazorati: Ionlanuvchi nurlar (IN) bilan olib boriladigan hamma ishlar radiatsion xavfsizlik normalari asosida amalga oshirilmog’i lozim. Hozirgi kunda amalda qo’llanayotgan NRB-96/97 buyicha aholi 3 toifaga bo’linadi.