الثلاثاء، 18 سبتمبر، 2012

التأثير البيولوجي للأشعة المؤينة



شعاع ألفا

شعاع جاما

الإشعاع و إمكانية الإصابة بالسرطان
في هذه المقالة نناقش التغيرات التي تحصل للخلية في حال تعرضها للأشعة المؤينة :
الأشعة المؤينة : التأين أساساً هو حالة عدم استقرار للذرة -التي هي أساس الوسط المادي- و التي تكون في هذه الحالة قد فقدت إلكتروناً أو أكثر لتنتقل من حالة الإعتدال ( الشحنة معدومة تقريبا) إلى حالة التأين أي امتلاك شحنة موجبة ( جاءت هذه الشحنة الموجبة من خسارة الذرة ألكترونا أو أكثر ) و كلما كانت خسارة الذرة للألكترونات أكبر , كلما كانت شحنتها الموجبة أكبر .

مقارنة بين قدرة أجسام ألفا وبيتا وأشعة جاما على الاختراق. جسيمات ألفا (أنوية الهيليوم) تعجز عن اختراق صفحة من الورق مثلاً، أشعة بيتا يمكن وقفها باستخدام لوح من الألومنيوم، أما أشعة جاما فلديها قدرة عالية على اختراق المواد، وهي تمتص تدريجياً خلال اختراقها لمادة كثيفة
أنواع الأشعة المؤينة :
  1. الجسيمات الأولية :
    1. الإلكترونات ( شحنتها سالبة ).
    2. البروتونات ( شحنتها موجبة ).
    3. النيترونات ( شحنتها معتدلة و لكن تؤين الجسم بطريقة غير مباشرة نتيجة التصادم).
    4. أشعة ألفا ( نواة ذرة الهيليوم He ).
  2. الأشعة الكهرطيسية :
    1. الأشعة السينية.
    2. أشعة جاما.
مدى الأشعة :
يمكن إيقاف أشعة ألفا باستخدام ورقة دفتر أو يمكن أن تخترق 0,05 ملم من نسيج الجلد ثم تتوقف. كما يمكن إيقاف أشعة بيتا ( الإلكترونات و البروتونات ) بصفيحة رقيقة من الألمنيوم أو يمكن أن تخترق سماكة قدرها ا سم من النسيج الحي. (سماكة الإصبع الصغير مثلاً). و يمكن أيضاً إيقاف الأشعة الكهرطيسية بصفيحة سميكة من الرصاص, و هي قادرة على اختراق جسم الإنسان و الخروج من الطرف الآخر.
التأثرات الخلوية للأشعة :
يحقن الشعاع المؤين الطاقة إلى المادة و هو يخترقها, مثل رصاصة ميكروسكوبية, حتى تمتصه المادة بشكل كامل و يتوقف. و يعمل الإشعاع على تحطيم الروابط الجزيئية للمادة في طريقه و يغيّر بنية المادة.
فإذا كانت المادة مكونة من سلاسل جزيئية طويلة, فإن هذه السلاسل سوف تتكسر بفعل الإشعاع و تتشكل روابط جديدة عشوائية.
و بكلمات أخرى فإن الإشعاع يقطع الجزيئات الطويلة في مواضع متعددة - مثل شرارة لحام الكهرباء - و يعمل على إعادة ربطها بطرق أخرى مختلفة.
تتألف الخلايا الحية بشكل عام من سلاسل طويلة من البروتينات, و البعض من هذه الجزيئات يمكن أن ينكسر بفعل تعرض الخلية للأشعة.
إن قطع الجزيئات المتكسرة يمكن أن تعود لترتبط مع بعضها بطرق مختلفة و النتيجة ستكون جزيئاً جديداً. و هذا الجزيء الجديد لا يسطيع القيام بوظيفة الجزيء الأصلي , لذلك هو بحاجة لأن يصلّح نفسه.
و بصورة أخرى فإن هذا الخلل في البنى الجزيئية سوف يتراكم في الخلية, فإذا كان هذا الخلل في جزيء ال DNA فإن ذلك سيؤدي إلى تغيرات في عمليات الإستقلاب ( الأيض ) في الخلية. و يمكن أن ينتج عن ذلك تشكيل خلية سرطانية.
إن الخلايا تملك بالتأكيد تقنيات محددة تستخدمها من أجل إصلاح مثل هذه الأخطار.
إن التطور في خلايا الكائنات الحية يمكنها من تدقيق جزيئاتها الواحد تلو الآخر, و هي تفضل أن تعيد بناء هذه الجزيئات المدمرة على أن تقوم بإصلاحها.
على كل حال, فإن قدرة الخلية على الإصلاح محدودة, فإذا تم تجاوز هذا الحد فإن الجزيئات المتضررة سوف تبدأ بالتراكم في الخلية وسوف تصيب الوظائف الحيوية المتبقية في الخلية.
إن الأشعة المؤينة يمكن أن تسبب : تكسر, شد,إلتصاق أو إلتفاف في الكروموسومات. إن تكسر الكروموسومات يمكن أن يعيد تنظيم نفسه أو يبقى على حاله أو يمتزج مع كروموسومات أخرى.
كل هذه الأحداث تؤدي بالنتيجة إلى حدوث طفرات أو موت الخلية بشكل نهائي .
بالرغم من أن كل الجزيئات يمكن أن تتخرب بواسطة الإشعاع فإن أكثر أهداف جزيئات ال DNA التي تحمل المعلومات الورائية المتعلقة بالإنقسام الخلوي يكون منصباً على النمو من جديد.
إن الإشعاع يمكن أن يخرّب أو يغيّر جزءاّ صغيراً من جزيء ال DNA ( جين واحد على سبيل المثال ) و يمكن أن يكسر موضعاً من عدة مواضع من الشكل الحلزوني لل DNA .
إن التخريب الناتج يمكن أن يُصلَّح في معظم الحالات, و لكن موت الخلية أو تحولها يمكن رؤيته في حالات قليلة, و هذا التحول يسبب السرطان.
إن الخلايا المتة يتم التخلص منها بشكل طبيعي عن طريق الكائن الحي. و على كل حال إذا تجاوز عدد الخلايا الميتة الحد الأقصى, فإن هذا سوف يؤدي إلى خلل في الوظائف المناسبة للكائن الحي و يمكن أن يؤدي إلى الموت.
إن الإشعاع يمكن أن يؤثر بشكل مباشر أو غير مباشر على جزيئات ال DNA .

a: التأثير المباشر للأشعة, b: نكسر منفرد لحبل ال DNA, c: تكسّر مزدوج لحبال ال DNA

التأثير غير المباشر للأشعة







ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق