ÂÂçÁÑ 2014 radfiz.org.ua

ÊÍÓ ³ì. Òàðàñà Øåâ÷åíêà

Ôàêóëüòåò ðàä³îô³çèêè, åëåêòðîí³êè òà êîìï’þòåðíèõ ñèñòåì

Êàôåäðà ìåäè÷íî¿ ðàä³îô³çèêè

Øïîðà íà åêçàìåí

ç äèñöèïë³íè

«Âçàºìîä³ÿ âèïðîì³íþâàííÿ ç á³îëîã³÷íèìè ñòðóêòóðàìè»

ÌÐÔ – THE BEST!

ÊÍÓ. ÐÅÊÑ. ÌÐÔ. Ìàã. ÊÓÐÑ 1. 2014.

www.radfiz.org.ua

Âèêëàäà÷³:

²âàí³ñ³ê Àíàòîë³é ²âàíîâè÷

Öèìáàëþê Îëüãà Âàëåíòèí³âíà

Êè¿â 2014

Çì³ñò

1. ²âàí³ñ³ê. 4

1.1. Òèïè (êëàñèô³êàö³ÿ) íå³îí³çóþ÷îãî âèïðîì³íþâàííÿ. 4

1.2. Åëåìåíòàðí³ ôîòîô³çè÷í³ ïðîöåñè â á³îëîã³÷íèõ ñòðóêòóðàõ. 6

1.3. Åëåìåíòàðí³ ôîòîõ³ì³÷í³ ïðîöåñè â á³îëîã³÷íèõ ñòðóêòóðàõ. 7

1.4. Ñâ³òëîðîçñ³þâàííÿ â á³îëîã³÷íèõ ñòðóêòóðàõ. 8

1.5. Ïîãëèíàííÿ íå³îí³çóþ÷îãî âèïðîì³íþâàííÿ â òêàíèíàõ ò³ëà ëþäèíè. 10

1.6. Äåíàòóðàö³ÿ á³ëêîâèõ òêàíèí çà ä³¿ ³íòåíñèâíîãî âèïðîì³íþâàííÿ îïòè÷íîãî ä³àïàçîíó. 12

1.7. ²ìîâ³ðí³ñòü äâîôîòîííèõ ïðîöåñ³â. 14

1.8. Ìåõàí³çìè àáëÿ³¿ òêàíèí çà ä³¿ ëàçåðíîãî âèïðîì³íþâàííÿ. 16

1.9. Ìåòîäè ï³äåäåííÿ ëàçåðíîãî âèïðîì³íþâàííÿ äî á³îëîã³÷íèõ òêàíèí. 19

1.10. Âèìîãè äî îïòîâîëîêîííèõ ñèñòåì ï³äâåäåííÿ âèïðîì³íþâàííÿ. 22

1.11. Ôîòîñåíñèá³ë³çàö³ÿ. Ôîòîäèíàì³÷íà òåðàï³ÿ. 24

1.12. Ëàçåðíà ë³òîòðèïñ³ÿ. 26

1.13. Âèêîðèñòàííÿ ëàçåð³â â îôòàëüìîëîã³¿. 27

2. Öèìáàëþê. 29

2.1. Ïðîíèêàþ÷à çäàòí³ñòü ³îí³çóþ÷èõ âèïðîì³íþâàíü. 29

2.2. Çàãàëüí³ âëàñòèâîñò³ ä³¿ ³îí³çóþ÷èõ âèïðîì³íþâàíü íà á³îëîã³÷í³ îá'ºêòè. 30

2.3. Â³äíîñíà á³îëîã³÷íà åôåêòèâí³ñòü âèïðîì³íþâàíü. 31

2.4. Ïðèíöèïè òåîð³¿ ì³øåí³. Åôåêòèâíèé îá'ºì ì³øåí³. 32

2.5. Óí³êàëüí³ òà ìàñîâ³ ñòðóêòóðè êë³òèíè. Áàãàòîóäàðí³ ì³øåí³. 34

2.6. Ñòðóêòóðíî-ìåòàáîë³÷íà òåîð³ÿ. 37

2.7. Òèïè ðàä³àö³éíî¿ çàãèáåë³ êë³òèí. Ïðîë³ôåðàòèâíà çàãèáåëü êë³òèí. ²íòåðôàçíà çàãèáåëü êë³òèí. 38

2.8. Ðàä³î÷óòëèâ³ñòü êë³òèí. Ïðèðîäà ðàä³àö³éíî¿ ñìåðò³ êë³òèí. Ïîñòðàä³àö³éíå â³äíîâëåííÿ êë³òèí – ðåïàðàö³ÿ. 44

2.9. Ðàä³àö³éí³ óøêîäæåííÿ ÄÍÊ ³ ÐÍÊ. 47

2.10. Ðàä³àö³éí³ óøêîäæåííÿ á³ëê³â ³ ë³ï³ä³â. 49

2.11. Ïîñòðàä³àö³éíå â³äíîâëåííÿ íóêëå¿íîâèõ êèñëîò – ðåïàðàö³ÿ. 51

2.12. Ðàä³îë³ç âîäè òà â³ëüíîðàäèêàëüí³ ïðîöåñè. 52

2.13. Êèñíåâèé åôåêò. Êîåô³ö³ºíò êèñíåâîãî ïîñèëåííÿ. 54

2.14. Ðàä³îïðîòåêòîðè òà ìåõàí³çìè ¿õ ä³¿. 59

2.15. Ðàä³îñåíñèá³ë³çàö³ÿ. 61

# 1. ²âàí³ñ³ê

## 1.1. Òèïè (êëàñèô³êàö³ÿ) íå³îí³çóþ÷îãî âèïðîì³íþâàííÿ.

Â çàëåæíîñò³ â³ä ÷àñòîòè àáî äîâæèíè õâèë³ ó âàêóóì³, à òàêîæ ñïîñîáó âèïðîì³íåííÿ ³ ñïîñîáó ðåºñòðàö³¿ ðîçð³çíÿþòü äåê³ëüêà âèä³â å/ì õâèëü: ðàä³îõâèë³, îïòè÷íå âèïðîì³íþâàííÿ, ðåíòãåí³âñüêå âèïðîì³íþâàííÿ, ãàììà-ïðîìåí³.

Âèïðîì³íþâàííÿ – öå ïðîöåñ âèâ³ëüíåííÿ ³ ïîøèðåííÿ åíåðã³¿ ó âèãëÿä³ õâèëü àáî ÷àñòèíîê.

Íå³îí³çóþ÷å âèïðîì³íþâàííÿ – âèïðîì³íþâàííÿ, ÿêå ìàº íåäîñòàòíüî åíåðã³¿ äëÿ ³îí³çàö³¿ ðå÷îâèíè (³íôðà÷åðâîíå, âèäèìå ³ óëüòðàô³îëåòîâå).

²îí³çóþ÷å âèïðîì³íþâàííÿ – öå âèïðîì³íþâàííÿ, ÿêå áåçïîñåðåäíüî àáî îïîñåðåäêîâàíî âèêëèêàº ³îí³çàö³þ îòî÷óþ÷îãî ñåðåäîâèùà.

Ìåæåþ äëÿ ³îí³çóþ÷îãî òà íå³îí³çóþ÷îãî âèïðîì³íþâàííÿ ïðèéíÿòî ââàæàòè äîâæèíó õâèë³ λ:
λ < 100íì – ³îí³çóþ÷å âèïðîì³íþâàííÿ;
λ > 100íì – íå³îí³çóþ÷å âèïðîì³íþâàííÿ.

Ìåæà ì³æ îïòè÷íèì ä³àïàçîíîì òà ðàä³îä³àïàçîíîì: ν = 0,3 ÒÃö.

Îïòè÷íèé ä³àïàçîí:

²× (λ = 1ìì – 0,76ìêì):
Äàëüí³é (50ìêì – 1ìì)

Ñåðåäí³é (3ìêì – 50ìêì)
Áëèæí³é (0,76ìêì – 3ìêì)

Âèäèìèé ä³àïàçîí (λ = 0,76ìêì – 0,4ìêì)

ÓÔ (λ = 0,4ìêì – 10íì)
Áëèæí³é (400 – 300íì)
Ñåðåäí³é (300 – 200íì)
Äàëüí³é (200 – 10íì)
*ç λ = 100íì ³ ìåíøå ïî÷èíàºòüñÿ ³îí³çóþ÷å âèïðîì³íþâàííÿ.

Ç òàáëèö³ ìîæíà âçÿòè ä³àïàçîíè äîâæèí õâèëü, åíåðã³é ³ ò.ï.

Â òàáëèö³ íàâåäåí³ îñíîâí³ õ-êè, ìåõàí³çìè âèïðîì³íþâàííÿ, âèäè âèïðîì³íþâàííÿ ç á³îëîã³÷íèìè ñòðóêòóðàìè, ³ çàñòîñóâàííÿ â ìåäèöèí³ å/ì õâèëü âêàçàíèõ ä³àïàçîí³â.

## 1.2. Åëåìåíòàðí³ ôîòîô³çè÷í³ ïðîöåñè â á³îëîã³÷íèõ ñòðóêòóðàõ.

Ðîçãëÿíåìî äèñèïàö³þ (ðîçñ³ÿííÿ) åíåðã³¿ çáóäæåííÿ àòîì³â ³ ìîëåêóë. Ï³ñëÿ ïîãëèíàííÿ ôîòîíà ìîëåêóëà ïåðåõîäèòü ó çáóäæåíèé ñòàí, ³ îñê³ëüêè âîíà íå çíàõîäèòüñÿ â ð³âíîâàç³ ç îòî÷óþ÷èì ñåðåäîâèùåì, ÷àñ ¿¿ æèòòÿ ìàëèé. Äî íàñòóïíî¿ âòðàòè åíåðã³¿ ìîëåêóëè ïðèçâîäÿòü ð³çí³ ïðîöåñè.

Íà ä³àãðàì³ ßáëîíñüêîãî ïîêàçàí³ ïåðåõîäè, ùî ìîæëèâ³ ì³æ ð³âíÿìè åíåðã³¿ ç îäíàêîâîþ òà ð³çíîþ ìóëüòèïëåòí³ñòþ:

²ñíóº òðè êàíàëè ðîçïîä³ëó åíåðã³¿ ïðè ïåðåõîä³ ìîëåêóëè ³ç çáóäæåíîãî ñòàíó â îñíîâíèé:

1. À* -> ÔÀ – ôîòîðåàêö³ÿ;

2. À* -> À + òåïëîòà – ïåðåõ³ä ó âèõ³äíèé ñòàí;

3. À* -> À + ðàä³àö³ÿ – âèïðîì³íþâàííÿ.

ßêùî â ðåçóëüòàò³ âòðàòè åíåðã³¿ óòâîðèâñÿ õ³ì³÷íî ïîì³òíèé ïðîäóêò, òî ïðîöåñ º ôîòîõ³ì³÷íèì, ó ³íøèõ âèïàäêàõ – ôîòîô³çè÷íèì.

Ôîòîõ³ì³÷í³ ïðîöåñè – óòâîðåííÿ â³ëüíèõ ðàäèêàë³â, öèêë³çàö³ÿ, âíóòð³øíüîìîëåêóëÿðí³ ïåðåãðóïóâàííÿ òà ³í.

Ôîòîô³çè÷í³ ïðîöåñè – êîíâåðñ³ÿ åíåðã³¿ âèïðîì³íþâàííÿ ó òåïëîâó åíåðã³þ, ïåðåõîäè ì³æ ñòàíàìè, ïåðåíåñåííÿ åíåðã³¿, âèïðîì³íþâàëüíà äèñèïàö³ÿ.

Â ðåçóëüòàò³ ôîòîô³çè÷íîãî ïðîöåñó ìîæå â³äáóòèñÿ ôîòîõ³ì³÷íà ðåàêö³ÿ, ê³íöåâèì ðåçóëüòàòîì ÿêî¿ ñòàíå ôîòîá³îëîã³÷íèé åôåêò (â³äãóê ôîòîá³îëîã³÷íî¿ ñèñòåìè íà ñâ³òëî).

## 1.3. Åëåìåíòàðí³ ôîòîõ³ì³÷í³ ïðîöåñè â á³îëîã³÷íèõ ñòðóêòóðàõ.

(Ëåêö³ÿ ²_2, ñëàéäè 7-10 )

Ï³ñëÿ ïîãëèíàííÿ ôîòîíó ìîëåêóëà ïåðåõîäèòü ó çáóäæåíèé ñòàí, ÷àñ æèòòÿ â òàêîìó ñòàí³ º äîñèòü ìàëèì. ßêùî â ðåçóëüòàò³ âòðàòè åíåðã³¿ óòâîðèâñÿ õ³ì³÷íèé ïðîäóêò, òî ïðîöåñ íàçèâàºòüñÿ ôîòîõ³ì³÷íèì.

Ôîòîõ³ì³÷í³ ïðîöåñè: óòâîðåííÿ â³ëüíèõ ðàäèêàë³â,öèêë³çàö³ÿ, âíóòð³øíüî ìîëåêóëÿðí³ ïåðåãðóïóâàííÿ.

Êîíñòàíòîþ ôîòîõ³ì³÷íî¿ ðåàêö³¿ íàçèâàþòü âåëè÷èíó: , - öå ÷àñ æèòòÿ ìîëåêóëè ó çáóäæåíîìó ñòàí³. Ïîä³ëÿþòü òàê³ òèïè ôîòîõ³ì³÷íèõ ðåàêö³é.

1. Ôîòîäèñîö³àö³ÿ. Â³äáóâàþòüñÿ ñòðóêòóðí³ çì³íè

2. Ôîòî³îí³çàö³ÿ. Ñóïðîâîäæóºòüñÿ óòâîðåííÿì â³ëüíèõ ðàäèêàë³â (öå ìîëåêóëà, ùî ìàº íåñïàðåíèé åëåêòðîí). Â³ëüí³ ðàäèêàëè ìàþòü âàæëèâó ðîëü ïðè óòâîðåíí³ êîâàëåíòíèõ çâ’ÿçê³â ó ÄÍÊ, òà ì³æ ÄÍÊ ³ á³ëêàìè.

3. Ðåàêö³¿ ïåðåãðóïóâàííÿ.

a) Ôîòî³çîìåðèçàö³ÿ. Ïðîñòîðîâèé ïîâîðîò çâ’ÿçê³â â ìîëåêóë³ áåç çì³íè â ¿¿ ñòðóêòóð³ .

b) Ôîòîòàóòîìåðèçàö³ÿ. Âíóòð³øíüî – ìîëåêóëÿðíèé ïåðåíîñ ìîëåêóëè âîäíþ.

c) Ðåàêö³ÿ ïðèºäíàííÿ ³ ïåðåíîñó åëåêòðîíà.

d) Ôîòîâ³äíîâëåííÿ. Ïåðåíîñ åëåêòðîíà íà ôîòî çáóäæåíó ìîëåêóëó

e) Ôîòîîêèñëåííÿ. Â³äðèâ åëåêòðîíà â³ä ôîòî çáóäæåíî¿ ìîëåêóëè.

f) Ôîòîäèìåðèçàö³ÿ. Óòâîðåííÿ äèìåðà çà ðàõóíîê ïðèºäíàííÿ ôîòî çáóäæåíî¿ ìîëåêóëè äî íå çáóäæåíî¿ òîãî æ òèïó.

g) Ôîòîã³äðîë³ç. Âçàºìîä³ÿ ôîòî çáóäæåíî¿ êë³òèíè ³ ìîëåêóë âîäè.

h) Ôîòîñåíñàá³ë³çàö³ÿ . Ïðîöåñè, â ÿêèõ åíåðã³ÿ ïîãëèíóòà ìîëåêóëàìè – ñåíñèá³ë³çàòîðàìè , ïåðåäàºòüñÿ ìîëåêóëàì Â, ùî íå ìîæóòü ïîãëèíàòè ñâ³òëî. Ôîòîñåíñàá³ë³çàòîð ï³äñèëþº çáóäæåííÿ ïî â³äíîøåííþ äî ìîëåêóë Â.

## 1.4. Ñâ³òëîðîçñ³þâàííÿ â á³îëîã³÷íèõ ñòðóêòóðàõ.

Ðîçñ³þâàííÿ ñâ³òëà - ðîçñ³þâàííÿ åëåêòðîìàãí³òíèõ õâèëü âèäèìîãî ä³àïàçîíó ïðè ¿õ âçàºìîä³¿ ç ðå÷îâèíîþ. Ïðè öüîìó â³äáóâàºòüñÿ çì³íà ïðîñòîðîâîãî ðîçïîä³ëó, ÷àñòîòè, ïîëÿðèçàö³¿ îïòè÷íîãî âèïðîì³íþâàííÿ, ïåðåòâîðåííÿ êóòîâîãî ðîçïîä³ëó ñâ³òëîâîãî ïîòîêó.

Âèäè ðîçñ³þâàííÿ, âëàñòèâ³ äëÿ ñâ³òëà:

· Ðîçñ³þâàííÿ Ðåëåÿ - ïðóæíå ðîçñ³ÿííÿ íà ìàëèõ ÷àñòèíêàõ, ðîçì³ðîì íàáàãàòî ìåíøå äîâæèíè õâèë³.

· Ðîçñ³þâàííÿ Ì³ - ïðóæíå ðîçñ³ÿííÿ íà âåëèêèõ ÷àñòèíêàõ.

· Ðîçñ³þâàííÿ Ìàíäåëüøòàìà - Áð³ëëþåíà - íåïðóæíå ðîçñ³þâàííÿ íà êîëèâàííÿõ ðåø³òêè.

· Êîìá³íàö³éíå (ðàìàí³âñüêå) ðîçñ³þâàííÿ - íåïðóæíå ðîçñ³þâàííÿ íà àòîìíèõ êîëèâàííÿõ â ìîëåêóë³.

· Ðîçñ³þâàííÿ Òèíäàëÿ - ïðóæíå ðîçñ³þâàííÿ ñâ³òëà íåîäíîð³äíèìè ñåðåäîâèùàìè.

Á³îëîã³íèì ñòóêòóðàì íàéá³ëüø õàðàêòåðí³ òàê³ âèäè ðîçñ³þâàííÿ

Ïîçíà÷èìî ðîçì³ð ÷àñòèíêè íà ÿê³é â³äáóâàºòüñÿ ðîçñ³þâàííÿ - a, ÷àñòîòà âèïðîì³íþâàííÿ - n, äîâæèíà õâèë³ -l

1) Ðåëå¿âñüêå: a<<l, I~n4

2) Òèíàë³âñüêå: a<~ l, I~n4…n1

3) Ì³ ðîçñ³þâàííÿ: a>~ l

4) Ðåôðàêö³éí³ ñòðóêòóðè a>> l

Êîåô³ö³ºíò ðîçñ³þâàííÿ –ïëîùà ïîïåðå÷íîãî ïåðåð³çó ðîçñ³þâàííÿ íà îäèíèöþ îá*ºìó ñåðåäîâèùà : c =rss , äå ss-ïîïåðå÷íèé ïåðåð³ç ðîçñ³þâàííÿ

r-÷èñëîâà êîíöåíòðàö³ÿ ðîçñ³þâà÷³â.

Ñåðåäíÿ äîâæèíà â³ëüíîãî ïðîá³ãó ðîçñ³þâàííÿ –ñåðåäíÿ â³äñòàíü ïðîëüîòó ôîòîíàìè ì³æ ïîñë³äîâíèìè àêòàìè ðîçñ³þâàííÿ

Âíàñë³äîê ðîçñ³þâàííÿ ñâ³òëà çìåíøóºòüñÿ ³íòåíñèâí³ñòü ñâ³òëà, ÿêå ïðîõîäèòü ÷åðåç ðîç÷èí á³îìàêðîìîëåêóë. Çìåíøåííÿ ïîòîêó ñâ³òëà âèçíà÷àºòüñÿ çàêîíîì Áóãåðà-Ëàìáåðòà-Áåðà :

Äå D– îïòè÷íà ãóñòèíà, τ– ìóòí³ñòü ñåðåäîâèùà, l– äîâæèíà îïòè÷íîãî øëÿõó.

²íäèêàòðèñà ðîçñ³þâàííÿ – êðèâà, ãðàô³÷íå çîáðàæåííÿ çàëåæíîñò³ ³íòåíñèâíîñò³ ðîçñ³þâàííÿ â³ä êóòà ðîçñ³þâàííÿ.

íåïîëÿðèçàö³éíå ñâ³òëî:1+cos2q, ïîëÿðèçàö³éíå ñâ³òëî: sin2q,

1) Ïðóæíå(Ðåëººâñüêå) ðîçñ³þâàííÿ.Ðåëºé ïîêàçàâ çàëåæí³ñòü ³íòåíñèâíîñò³ ñâ³òëà IΘ, ÿêå ðîçñ³þºòüñÿ, â³ä ³íòåíñèâíîñò³ ïàäàþ÷îãî ñâ³òëà òà â³ä êóòà Θ, ç ÿêîãî ñïîñòåð³ãàþòü ïîò³ê ñâ³òëà.

RΘ= RΘ– ÷èñëî Ðåëºÿ; IΘ– ³íòåíñèâí³ñòü ðîçñ³ÿíîãî ñâ³òëà; I0 – ³íòåíñèâí³ñòü ñâ³òëà, ÿêå ïàäàº; N– ê³ëüê³ñòü ÷àñòîê; Θ– âåëè÷èíà êóòà, ç ÿêîãî ñïîñòåð³ãàþòü ðîçñ³ÿíå ñâ³òëî; r– â³äñòàíü â³ä îá'ºêòà; α– ïîëÿðèçîâí³ñòü ìàêðîìîëåêóë; λ– äîâæèíà õâèë³ ó ñåðåäîâèù³, â ÿêîìó ðîçòàøîâàí³ ìîëåêóëè.

2) Åôåêò Ò³íäàëÿ— ñâ³ò³ííÿ îïòè÷íî íåîäíîð³äíîãî ñåðåäîâèùà âíàñë³äîê ðîçñ³ÿííÿ ñâ³òëà, ÿêå ÷åðåç íüîãî ïðîõîäèòü. Ìîæå ñïîñòåð³ãàòèñü ó âèãëÿä³ ñâ³òëîãî êîíóñà íà òåìíîìó ôîí³ (êîíóñ Ò³íäàëÿ) ïðè ðîçãëÿäàíí³ äèñïåðñíî¿ ñèñòåìè ï³ä ïåâíèì êóòîì (çàçâè÷àé 90°) äî íàïðÿìêó ïðîõîäæåííÿ ÷åðåç íå¿ ñôîêóñîâàíîãî ïó÷êà ñâ³òëà. Õàðàêòåðíèé äëÿ ðîç÷èí³â êîëî¿äíèõ ñèñòåì (íàïðèêëàä, çîë³â ìåòàë³â, ðîçáàâëåíèõ ëàòåêñ³â, òþòþíîâîãî äèìó), â ÿêèõ ÷àñòèíêè ³ ¿õ íàâêîëèøíº ñåðåäîâèùå ðîçð³çíÿþòüñÿ çà ïîêàçíèêîì çàëîìëåííÿ. Íà åôåêò³ Òèíäàëÿ çàñíîâàíèé ðÿä îïòè÷íèõ ìåòîä³â âèçíà÷åííÿ ðîçì³ð³â, ôîðìè ³ êîíöåíòðàö³¿ êîëî¿äíèõ ÷àñòèíîê ³ ìàêðîìîëåêóë.Òàêîæ íà îñíîâ³ öüîãî åôåêòó çàñíîâàíà á³îì³êðîñêîï³ÿ î÷åé.

3) Ðîçñ³þâàííÿ Ì³ - ïðóæíå ðîçñ³ÿííÿ íà îïòè÷íèõ íåîäíîð³äíîñòÿõ, ðîçì³ðè ÿêèõ ïîð³âíÿíí³ ç äîâæèíîþ õâèë³ âèäèìîãî ñâ³òëà (λ ~ 0,5 ìêì). Òàêå ðîçñ³þâàííÿ ìîæíà ðîçãëÿäàòè ÿê äèôðàêöèþ ïëîñêî¿ õâèë³ íà îäíàêîâèõ îäíîð³äíèõ ñôåðàõ, õàîòè÷íî ðîçïîä³ëåíèõ â îäíîð³äíîìó ñåðåäîâèù³ ³ çíàõîäÿòüñÿ îäèí â³ä îäíîãî íà â³äñòàíÿõ, âåëèêèõ äîâæèíè õâèë³,îñîáëèâîñò³:

1) Ðîçñ³þâàííÿ âïåðåä - á³ëüøå; 2) ²ç çðîñòàííÿì ðîçì³ðó ÷àñòîê âèíèêàº ïîð³çàí³ñòü ³íäèêàòðèñè

## 1.5. Ïîãëèíàííÿ íå³îí³çóþ÷îãî âèïðîì³íþâàííÿ â òêàíèíàõ ò³ëà ëþäèíè.

Ïîãëèíàííÿ - öå ïðîöåñ çìåíøåííÿ ³íòåíñèâíîñò³ îïòè÷íîãî âèïðîì³íþâàííÿ

ïðè ïðîõîäæåíí³ ÷åðåç ÿêå-íåáóäü ñåðåäîâèùå çà ðàõóíîê âçàºìîä³¿ ç ìîëåêóëàìè ðå÷îâèíè, â ðåçóëüòàò³ ÿêîãî ñâ³òëîâà åíåðã³ÿ ïåðåõîäèòü â ³íø³ âèäè åíåðã³¿ àáî â îïòè÷íå âèïðîì³íþâàííÿ ³íøîãî ñïåêòðàëüíîãî ñêëàäó.

-Ïåðåõ³ä ìîëåêóëè àáî àòîìà ç íèæ÷îãî íà á³ëüø âèñîêèé åíåðãåòè÷íèé ð³âåíü íàçèâàºòüñÿ çáóäæåííÿì ³ ñóïðîâîäæóºòüñÿ ïîãëèíàííÿì ê³ëüêîñò³ åíåðã³¿ ôîòîíà, ð³âíîãî ð³çíèö³ åíåðã³é ì³æ äâîìà ð³âíÿìè: hn=DE

-Ïåðåõ³ä ç á³ëüø âèñîêîãî ð³âíÿ íà á³ëüø íèçüêèé ñóïðîâîäæóºòüñÿ çâ³ëüíåííÿì åíåðã³¿, ð³âíî¿ ð³çíèö³ åíåðã³é ì³æ äâîìà ð³âíÿìè, º

áåçâèïðîì³íþâàëüíèé (íàãð³âàííÿ) òà / àáî âèïðîì³íþâàëüíèé (ëþì³íåñöåíö³ÿ).

Ç êâàíòîâî¿ òî÷êè çîðó ôîòîíè ïîãëèíàþòüñÿ àòîìàìè ³ ìîëåêóëàìè çà ñïåö³àëüíèìè ïåðåõîäàìè, ³ åíåðã³ÿ ôîòîí³â âèêîðèñòîâóºòüñÿ äëÿ çá³ëüøåííÿ ¿õ âíóòð³øí³õ åíåðãåòè÷íèõ ñòàí³â

• Îáëàñò³ ñïåêòðà, äå öå ÿâèùå âèíèêàº, íàçèâàþòüñÿ ñìóãàìè ïîãëèíàííÿ

Òðè îñíîâíèõ òèïè ïðîöåñ³â ïîãëèíàííÿ:

• Åëåêòðîííèé (àòîìè, ìîëåêóëè)

• Êîëèâàëüíèé (ìîëåêóëè)

• Îáåðòàëüíèé (ìîëåêóëè)

Ïîãëèíàííÿ îáóìîâëåíå :

1. Åëåêòðîíí³ ïåðåõîäè(ÓÔ)

2. Äèñîö³àö³ÿ(ÓÔ)

3. Ïåðåõîäè ì³æ êîëèâàëüíèìè ³ îáåðòàëüíèìè ðóõàìè(²×)

4. Ðóõè ìàêðîìîëåêóë(ðàä³î)

5. Åëåêòðîïðîâ³äí³ñòü(ðàä³î)

6. Îáåðòàííÿ äèïîë³â(ðàä³î)

Ïîãëèíàííÿ ïî÷èíàºòüñÿ ïðè l ìåíøå 1ñì. Ïðè l > 1ñì ïîãëèíàííÿ äóæå ñëàáêå.

Çàêîí Áóðãåðà-Ëàìáåðòà-Áåðà I = I0 exp[-µx],

äå µ-êîåô³ö³ºíò åêñòèíö³¿ (çàòóõàííÿ) µ=ê(ïîãëèíàííÿ)+c(ðîçñ³þâàííÿ)

## 1.6. Äåíàòóðàö³ÿ á³ëêîâèõ òêàíèí çà ä³¿ ³íòåíñèâíîãî âèïðîì³íþâàííÿ îïòè÷íîãî ä³àïàçîíó.

Äî åëåêòðîìàãí³òíîãî âèïðîì³íåííÿ îïòè÷íîãî ä³àïàçîíó â³äíîñÿòü âèäèìå ñâ³òëî, ³íôðà÷åðâîíå âèïðîì³íþâàííÿ ³ óëüòðàô³îëåòîâå âèïðîì³íþâàííÿ, îõîïëþº åëåêòðîìàãí³òí³ õâèë³ ç óìoâíèìè ìåæaìè âiä 1 íì äo 1 ìì. Ä³ÿ âèïðîì³íåííÿ îïòè÷íîãî ä³àïàçîíó íà á³îëîã³÷í³ ñèñòåìè ïîëÿãàº ó íàñòóïíîìó:

 ï³ä ä³ºþ ³íôðà÷åðâîíîãî âèïðîì³íþâàííÿ â îðãàí³çì³ âèêëèêàºòüñÿ â³ä÷óòòÿ òåïëà;

 ï³ä ä³ºþ âèïðîì³íþâàííÿ âèäèìîãî ä³àïàçîíó – â îðãàí³çì³ â³äáóâàþòüñÿ çîðîâ³ ðåàêö³¿, ôîòîñèíòåç (óòâîðåííÿ îðãàí³÷íèõ ñïîëóê çà ðàõóíîê åíåðã³¿ ñâ³òëà), ôîòîòàêñèñ (ðóõ ì³êðîîðãàí³çì³â äî ñâ³òëà òà â³ä íüîãî); ôîòîòðîï³çì (ïîâåðòàííÿ ëèñòÿ ³ ñòåáëèí ðîñëèí äî ñâ³òëà òà â³ä íüîãî);

 ï³ä ä³ºþ óëüòðàô³îëåòîâîãî âèïðîì³íþâàííÿ – â îðãàí³çì³ â³äáóâàºòüñÿ ñèíòåç â³òàì³íó D, ìîæëèâå âèíèêíåííÿ åðèòåìè (ïî÷åðâîí³ííÿ øê³ðè, ÿêå âèêëèêàíå ðîçøèðåííÿì êðîâîíîñíèõ ñóäèí øê³ðè), çàãàð øê³ðè (÷åðåç óòâîðåííÿ â øê³ð³ ï³ãìåíòó ìåëàí³íó), à òàêîæ êàíöåðîãåíí³ ïðîÿâè (óòâîðåííÿ ïóõëèí), çä³éñíþºòüñÿ áàêòåðèöèäíèé åôåêò. Ïðîöåñè, ùî â³äáóâàþòüñÿ â á³îëîã³÷íèõ ñèñòåìàõ ïðè âïëèâ³ âèïðîì³íþâàííÿ îïòè÷íîãî ä³àïàçîíó, íàçèâàþòüñÿ ôîòîá³îëîã³÷íèìè. Âèä³ëÿþòü íàñòóïí³ ¿õí³ ñòàä³¿:

 ôîòîô³çè÷íó – ïîãëèíàííÿ êâàíòà ñâ³òëà é ïåðåíåñåííÿ åíåðã³¿

çáóäæåíîãî ñòàíó;

 ôîòîõ³ì³÷íó – õ³ì³÷í³ ïåðåòâîðåííÿ ìîëåêóë;

 ô³ç³îëîã³÷íó – â³äïîâ³äü îðãàí³çìó íà âèïðîì³íþâàííÿ.

Âïëèâ óëüòðàô³îëåòîâîãî âèïðîì³íþâàííÿ íà á³îëîã³÷í³ îá’ºêòè.

Çàëåæíî â³ä ä³¿ íà á³îëîã³÷í³ îá’ºêòè, â óëüòðàô³îëåòîâîìó ä³àïàçîí³ âèä³ëÿþòü òðè çîíè:

 À-çîíà, àáî àíòèðàõ³òíà (λ = 400…315 íì), – âèêëèêàº ñèíòåç â³òàì³íó D;

 B-çîíà, àáî åðèòåìíà (λ = 315…280 íì), – âèêëèêàº óòâîðåííÿ åðèòåðìè ³ ñïðèÿº ñèíòåçó ï³ãìåíòó ìåëàí³íó, ÿêèé ïîãëèíàº êâàíòè ñâ³òëà ³ îäíî÷àñíî º àíòèîêñèäàíòîì (àíòèîêñèäàíòè – öå ñïîëóêè, ÿê³ çâ’ÿçóþòü â³ëüí³ ðàäèêàëè);

 Ñ-çîíà, àáî áàêòåðèöèäíà (λ = 280…200 íì), – âèêëèêàº ìóòàö³¿, êàíöåðîãåíåç, çä³éñíþº áàêòåðèöèäíèé åôåêò; åíåðã³ÿ âèïðîì³íþâàííÿ öüîãî ä³àïàçîíó (3,1-6,8 åÂ) º äîñòàòíüîþ äëÿ äèñîö³àö³¿ òà ³îí³çàö³¿ ìîëåêóë.

Á³îëîã³÷íèé åôåêò óëüòðàô³îëåòó ïåðåäóñ³ì âèçíà÷àºòüñÿ çì³íàìè, ÿê³ â³í âèêëèêàº ó ñòðóêòóð³ á³ëê³â, íóêëå¿íîâèõ êèñëîò, à òàêîæ á³îëîã³÷íèõ ìåìáðàí. Àì³íîêèñëîòè, ùî âõîäÿòü äî ñêëàäó á³ëê³â, ìàþòü ìàêñèìóìè ïîãëèíàííÿ â ä³àïàçîí³ äîâæèí õâèëü λ = 180…190 íì çà ðàõóíîê ïåïòèäíèõ çâ’ÿçê³â. Êð³ì òîãî, àðîìàòè÷í³ àì³íîêèñëîòè: ôåí³äàëàí³í, òèðîçèöèí ³ òðèïòîôàí ìàþòü äîïîì³æí³ ìàêñèìóìè ïîãëèíàííÿ (λmax = 258, 280 é 285 íì â³äïîâ³äíî) çà ðàõóíîê àðîìàòè÷íèõ ãðóï. ×åðåç òå, ùî îïðîì³íåííÿ óëüòðàô³îëåòîì (ÿê ïðèðîäíº, òàê ³ øòó÷íå) íàé÷àñò³øå â³äáóâàºòüñÿ ïðè λ > 240 íì, òà îñíîâíèé âíåñîê ó ôîòî óøêîäæåííÿ á³ëê³â âíîñÿòü ñàìå àðîìàòè÷í³ àì³íîêèñëîòè. Ä³ÿ óëüòðàô³îëåòîâîãî âèïðîì³íþâàííÿ íà á³ëêîâ³ ìîëåêóëè çäàòíà ïðèçâåñòè äî ðîçðèâó äèñóëüô³äíèõ ì³ñòê³â ì³æ ïîë³ïåïòèäíèìè ëàíöþãàìè äî óòâîðåííÿ â³ëüíèõ ðàäèêàë³â. Îñîáëèâî ö³ óøêîäæåííÿ íåáåçïå÷í³, ÿêùî òîðêàþòü àêòèâíîãî öåíòðà ôåðìåíòà, ùî ìîæå âèêëèêàòè éîãî ³íàêòèâàö³þ.

Ïîãëèíàííÿ óëüòðàô³îëåòó íóêëå¿íîâèìè êèñëîòàìè çóìîâëåíå íàÿâí³ñòþ ó íèõ ïóðèíîâèõ ³ ïèðèìèäèíîâèõ îñíîâ (λmax =260 íì). ²ç ñïîëóê, ùî âõîäÿòü äî ñêëàäó íóêëå¿íîâèõ êèñëîò, á³ëüø ÷óòëèâèìè äî ä³¿ îïðîì³íåííÿ º ïèðèìèäèíîâ³ îñíîâè (öèòîçèí, òèì³í é óðàöèë), õî÷à ôîòîïîøêîäæåííÿ ìîæóòü âèíèêàòè òàêîæ ó ïóðèíîâèõ îñíîâàõ (àäåí³í, ãóàí³í), ³ âóãëåâîäíèõ êîìïîíåíòàõ. Ôîòîïîðóøåííÿ íóêëå¿íîâèõ êèñëîò ìîæóòü ïðèâåñòè äî ïîÿâè ìóòàö³é, êàíöåðîãåíåçó ³, íàâ³òü, äî çàãèáåë³ êë³òèíè. ×àñòî ö³ ïîðóøåííÿ ãàëüìóþòü íîðìàëüíå ïðîõîäæåííÿ ïðîöåñ³â òðàíñêðèïö³¿ ³ ðåïë³êàö³¿ íóêëå¿íîâèõ êèñëîò, ùî âèêëþ÷àº ìîæëèâ³ñòü íîðìàëüíîãî ïîä³ëó êë³òèí. ²íîä³ ôîòîïîðóøåííÿ ìîëåêóë ìîæóòü áóòè âèêëèêàí³ íå áåçïîñåðåäí³ì ïîãëèíàííÿì âèïðîì³íþâàííÿ ïåâíîþ ìîëåêóëîþ, à ¿¿ âçàºìîä³ºþ ç ³íøîþ ìîëåêóëîþ, ÿêà ïîãëèíóëà êâàíò ñâ³òëà ³ ïåðéøëà ó çáóäæåíèé ñòàí. Ñïîëóêè, ÿê³ ï³äâèùóþòü ÷óòëèâ³ñòü á³îëîã³÷íèõ îá’ºêò³â äî ñâ³òëà, íàçèâàþòüñÿ ôîòîñåíñèá³ë³çàòîðàìè, à ðåàêö³¿, ÿê³ âèêëèêàí³ íèìè ôîòîñåíñèá³ë³çîâàíèìè. Ôîòîñåíñèá³ë³çîâàíèìè ðåàêö³ÿìè âèñòóïàþòü ïîðóøåííÿ ìåìáðàííèõ ë³ï³ä³â âíàñë³äîê âïëèâó óëüòðàô³îëåòîâîãî âèïðîì³íþâàííÿ. Öå â³äáóâàºòüñÿ çàâäÿêè òîìó, ùî ìàêñèìóì ïîãëèíàííÿ ë³ï³ä³â ïðèõîäèòüñÿ íà λ< 220 íì, à äîâæèíà õâèë³ òðàäèö³éíîãî ÓÔ-âèïðîì³íþâàííÿ ïåðåâèùóº 240 íì. Óëüòðàô³îëåòîâå âèïðîì³íþâàííÿ âèêëèêàº ïîÿâó â ìåìáðàí³ â³ëüíèõ ðàäèêàë³â R. (íàïðèêëàä, ðàäèêàë³â âîäè, àì³íîêèñëîò òîùî), ÿê³ ñïðîìîæí³ âèêëèêàòè ëàíöþãîâ³ ðåàêö³¿ ïåðåêèñíîãî îêèñëåííÿ ë³ï³ä³â. Ïîðóøåííÿ ë³ï³ä³â ï³äâèùóº ³îííó ïðîíèêí³ñòü ìåìáðàíè, ïîðóøóº ¿¿ ñòàá³ëüí³ñòü òà íîðìàëüíå ôóíêö³îíóâàííÿ ìåìáðàííèõ êîìïîíåíò³â. Ïîðóøåí³ ï³ä ä³ºþ óëüòðàô³îëåòîâîãî âèïðîì³íþâàííÿ ìîëåêóëÿðí³ ñòðóêòóðè çäàòí³ îíîâëþâàòèñÿ çà äîïîìîãîþ ð å ï à ð à ö ³ é í è õ ñ è ñ ò å ì îðãàí³çìó, àëå çäàòí³ñòü îñòàíí³õ çàëåæèòü â³ä áàãàòüîõ ôàêòîð³â.

Ñòàä³¿ ä³¿ îïðîì³íåííÿ: íàãð³âàííÿ – äåíàòóðàö³ÿ (êîàãóëÿö³ÿ ) ïðè Ò>43Ñ , íåçâîðîòíà äåíàòóðàö³ÿ ïðè Ò>55Ñ – àáëÿö³ÿ (âèäàëåííÿ òêàíèí).

Ïðè íàãð³âàíí³ ñòðóêòóðà á³ëêà ïîðóøóºòüñÿ ³ ìîæå âòâîðèòèñÿ îäíà âåëèêà ãëîáóëà, ïðè ïîäàëüøîìó íàãð³âàíí³ ³äå àáëÿö³ÿ.

## 1.7. ²ìîâ³ðí³ñòü äâîôîòîííèõ ïðîöåñ³â.

Â îäíîôîòîííèõ ïðîöåññàõ ïðè çíèêíåíí³ àáî íàðîäæåíí³ îäíîãî ôîòîíà ðå÷îâèíà çì³íþº ñâ³é ñòàí – ïåðåõîäèòü ç îäíîãî åíåðãåòè÷íîãî ð³âíÿ íà ³íøèé. Êð³ì îäíîôîòîííèõ ïðîöåñ³â âçàºìîä³¿ ñâ³òëà ç ðå÷îâèíîþ, ³ñíóº ö³ëà íèçêà ³íøèõ ïðîöåñ³â, ó ÿêèõ â îäèíè÷íîìó àêò³ âçàºìîä³¿ áåðóòü ó÷àñòü (òîáòî çíèêàþòü àáî íàðîäæóþòüñÿ) äâà àáî á³ëüøå ôîòîí³â. Òàê³ ïðîöåñè íàçèâàþòüñÿ áàãàòîôîòîííèìè.

Íà ðèñ 2, à ïðåäñòàâëåíå òàê çâàíå äâîôîòîííå ïîãëèíàííÿ – ïðîöåñ, ó ðåçóëüòàò³ ÿêîãî äâà ôîòîíè çíèêàþòü ³ ðå÷îâèíà çì³íþº ñâ³é ñòàí (ïåðåõîäèòü ç ð³âíÿ n íà á³ëüø âèñîêèé ð³âåíü k ). Âàæëèâî, ùî â äàíîìó âèïàäêó çíèêíåííÿ äâîõ ôîòîí³â – öå îäèíè÷íèé àêò, à íå ïîñë³äîâí³ñòü äâîõ àêò³â ïîãëèíàííÿ, òîáòî íåìîæíà ñêàçàòè, ùî ñïî÷àòêó çíèêàº îäèí ôîòîí, à ïîò³ì ³íøèé. Ìîæíà ââàæàòè, ùî ïðèäâîôîòîííîìó ïîãëèíàíí³ îáèäâà ôîòîíè çíèêàþòü îäíî÷àñíî

Õàðàêòåðíîþ ðèñîþ âñ³õ áàãàòîôîòîííèõ ïðîöåñ³â º ¿õ ìàëà éìîâ³ðí³ñòü. Çàçâè÷àé ñïîñòåð³ãàºòüñÿ òàêà çàêîíîì³ðí³ñòü: ÷èì á³ëüøå ôîòîí³â áåðå ó÷àñòü â åëåìåíòàðíîìó ïðîöåñ³, òèì ìåíøà éîãî éìîâ³ðí³ñòü. ²ìîâ³ðí³ñòü äâîôîòîííîãî ïîãëèíàííÿ çàçâè÷àé çíà÷íî ìåíøà, í³æ ³ìîâ³ðí³ñòü îäíîôîòîííîãî ïîãëèíàííÿ, àëå âîäíî÷àñ âîíà çíà÷íî á³ëüøà, í³æ ³ìîâ³ðí³ñòü òðèôîòîííîãî ïîãëèíàííÿ.

Òóò B23-êîåô³ö³ºíò Åíøòåéíà, ÿêèé õàðàêòåðèçóº ³ìîâ³ðí³ñòü ïåðåõîäó ñ-ìè ç ð³âíÿ 2 íà ð³âåíü 3(ïîãëèíàííÿ).

## 1.8. Ìåõàí³çìè àáëÿ³¿ òêàíèí çà ä³¿ ëàçåðíîãî âèïðîì³íþâàííÿ.

Ç êîíñïåêòó:

Ìåõàí³çì ä³¿ ëàçåðíîãî âèïðîì³íþâàííÿ íà òêàíèíè:

íàãð³âàííÿ ® äåíàòóðàö³ÿ(êîàãóëÿö³ÿ)®îáëÿö³ÿ(âèäàëåííÿ)

Ìåõàí³çì àáëÿö³¿:

1. Ã³äðîë³ç

2. Âèïàðîâóâàííÿ âîäè

3. Ï³ðîë³ç – òåðì³÷íå ðîçïàäàííÿ çà â³äñóòíîñò³ âîäè

4. Îêèñëåííÿ, ãîð³ííÿ(ïðèçâîäèòü äî êàðáîí³çàö³¿)

5. Ôîòîäèñîö³àö³ÿ

6. Ôîòî³îí³çàö³ÿ

7. Àêóñòè÷í³ õâèë³

Çàëåæí³ñòü àáëÿö³¿ â³ä ïàðàìåòð³â âèïðîì³íþâàííÿ:

1) Nd3+ : 1,06 ìêì, ïîòóæí³ñòü Ð=100Âò;

òóò â³äáóâàºòüñÿ ïîãëèíàííÿ íå âîäíèìè êîìïîíåíòàìè®íàãð³âàííÿ®êîàãóëÿö³ÿ(ãëèáèííà) ®âèïàðîâóâàííÿ, âèñóøóâàííÿ®îêèñëåííÿ(ãîð³ííÿ çàçâè÷àé íå íàñòóïàº)

Çàçâè÷àé Nd3+ íå âèêîðèñòîâóþòü äëÿ àáëÿö³¿

2) CO2 : 10,6 ìêì (âèïðîì³íþâàííÿ öüîãî ëàçåðà ãàðíî ïîãëèíàºòüñÿ âîäîþ). Â³í ÿê ïðàâèëî âèêîðèñòîâóºòüñÿ â íåïåðåðâíîìó ðåæèì³ ç Ð=100Âò

ïîãëèíàííÿ âîäîþ ® íàãð³âàííÿ ® âçðèâíå êèï³ííÿ ® âèêèä á³îôðàãìåíò³â(â ðåçóëüòàò³ ôîðìóºòüñÿ àáëÿö³é íèé êðàòåð)

çàçâè÷àé â³í âèêîðèñòîâóºòüñÿ äëÿ ïîâåðõíåâî¿ êîàãóëÿö³¿, â³í âèêîð äëÿ çóïèíêè êðîâîòå÷³ àáî çâàðþâàííÿ ñóäèí

3) Ho3+ : 2,12ìêì. Çàçâè÷àé âèêîð â ³ìïóëüñíîìó ðåæèì³ äå t³ìï=10-100 ìêñ. Öå âèïðîì³íþâàííÿ âîäà ïîãëèíàº íå ñèëüíî, àëå éîãî äîáðå ïîãëèíàþòü êàì³íö³(â íèðêàõ,…)

Ïîãëèíàííÿ âîäîþ ® ðîçïëàâëåííÿ ® ðîçïëàâëåí³ êë³òèíè êèïëÿòü ³ éäå âèêèä

4) ArF : 193 íì(óëüòðàô³îëåòîâèé ëàçåð). Éîãî ïîãëèíàº âîäà, àëå â îñíîâíîìó éîãî ïîãëèíàþòü íåâîäí³ êîìïîíåíòè(íàïðèêëàä á³ëîê). Â³í ïðàöþº â ³ìïóëüñíîìó ðåæèì³, äå t³ìï=20íñ ç E³ìï=0,1 Äæ.

Á³ëîê ® ôîòîäèñîö³àö³ÿ(ôðàãìåíòàö³ÿ) ® âèêèä ôðàãìåíò³â äèñîö³àö³¿

Òàêó àáëÿö³þ íàçèâàþòü ”õîëîäíà àáëÿö³ÿ”, âîíà äóæå ïîâåðõíåâà(øàð, ÿêèé âèäàëÿºòüñÿ ~10íì)

Ìàòåð³àë ç êíèæêè Ñåðåáðÿêîâà:

Ôîòîàáëÿöèÿ òêàíåé (èñïàðåíèå ñ âûíîñîì ìàòåðèàëà) ìîæåò áûòü ðàçäåëåíà íà 3 êàòåãîðèè â ñîîòâåòñòâèè ñ äëèòåëüíîñòüþ ëàçåðíîãî èìïóëüñà tp.

1. Àáëÿöèÿ êâàçè-íåïðåðûâíûì èçëó÷åíèåì tp > τt

Äëèòåëüíîñòü îáëó÷åíèÿ tp ïðåâûøàåò âðåìÿ òåðìîäèôôóçèè òêàíè τt. Íàïðèìåð, ðåçêà òêàíè cw èëè êâàçè-cw CO2 ëàçåðîì. Âðåìÿ òåðìîäèôôóçèè τt îïðåäåëÿåòñÿ, êàê âðåìÿ íåîáõîäèìîå ïîãëîùåííîé ëàçåðíîé ýíåðãèè ïðîãðåòü òêàíü íà îïòè÷åñêóþ ãëóáèíó ïðîíèêíîâåíèÿ ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ xopt (laser affected zone) ïðè ïÿòíå îáëó÷åíèÿ áîëüøåì ãëóáèíû ïðîíèêíîâåíèÿ: τt = x2opt / 4χ = 1/4χ μ2eff ,

ãäå χ òåìïåðàòóðîïðîâîäíîñòü, xopt îïòè÷åñêàÿ ãëóáèíà ïðîíèêíîâåíèÿ ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ (êîëëèìèðîâàííàÿ ëàçåðíàÿ ýíåðãèÿ óìåíüøàåòñÿ äî 37% (1/e) ïàäàþùåé ýíåðãèè) ñâÿçàíà ñ êîýôôèöèåíòîì ýêñòèíöèè òêàíè μeff êàê:

xopt (λ) = 1 / μeff (λ)

ãäå λ äëèíà âîëíû, μeff= μa +μs’= μa+(1- g)μs, μa – êîýôôèöèåíò ïîãëîùåíèÿ òêàíè.

Ïðîöåññ àáëÿöèè íà÷èíàåòñÿ, êîãäà êðèòè÷åñêàÿ ïëîòíîñòü ýíåðãèè (ïîðîãîâàÿ òåïëîòà àáëÿöèè Eth - ôóíêöèÿ òåïëîôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ òêàíè, âåëè÷èíà ïîñòîÿííàÿ) ïîãëîùàåòñÿ â îáúåìå òêàíè. Äëÿ âîäû:

Eth= ρ(Cv ΔT+ habl) ≈ 2580 Äæ/cì3,

ãäå ρ ïëîòíîñòü òêàíè, Cv òåïëîåìêîñòü, ΔT(K) ïîäúåì òåìïåðàòóðû ïðè àáëÿöèè, è habl (Äæ/ã) ñêðûòàÿ òåïëîòà èñïàðåíèÿ. Ïîðîã àáëÿöèè Φth (Äæ/cì2) ñâÿçàí ñ òåïëîòîé àáëÿöèè ÷åðåç êîýôôèöèåíò ïîãëîùåíèÿ òêàíè

Φth = Eth / μa = ρ(CvΔT + h abl) / μa

Ýòî òåîðåòè÷åñêèé ïîðîã àáëÿöèè, ýêñïåðèìåíòàëüíûé ïîðîã ìíîãî íèæå. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî ïðè àáëÿöèè âûíîñèòñÿ òàêæå ÷àñòü òêàíè, êîòîðàÿ åùå íå ïîëó÷èëà êðèòè÷åñêîé ýíåðãèè àáëÿöèè.

2. Òåïëîâîå óäåðæàíèå (Thermal confinement condition) τt > tp > τs

Ëàçåðíûå èìïóëüñû êîðî÷å âðåìåíè òåðìîäèôôóçèè τt, íî äëèííåå âðåìåíè ïðîáåãà àêóñòè÷åñêîé âîëíîé îïòè÷åñêîé ãëóáèíû ïðîíèêíîâåíèÿ τs

τs = xopt/ Vs =1/ μeff

ãäå Vs ñêîðîñòü çâóêà â òêàíè (Vs=1500 ì/ñåê). Òåïëîâîå óäåðæàíèå tp< τt îáåñïå÷èâàåò ìàêñèìàëüíóþ òåìïåðàòóðó, íî äîïóñêàåò àêóñòè÷åñêóþ ðåëàêñàöèþ â òå÷åíèå èìïóëüñà è, ñëåäîâàòåëüíî, áîëåå íèçêèå àêóñòè÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ, ÷åì äëÿ áîëåå êîðîòêèõ èìïóëüñîâ.

Òåïëîâîå óäåðæàíèå äåëèòñÿ íà äâà âèäà:

à) Ðàâíîâåñíàÿ èëè ñòàöèîíàðíàÿ àáëÿöèÿ (Steady-state ablation) Âûáðîñ ìàòåðèàëà ïðîèñõîäèò âî âðåìÿ ëàçåðíîãî èìïóëüñà, ò.å. îäíîâðåìåííî ñ îáëó÷åíèåì òêàíè (ïðèìåð, ðàçðóøåíèå îïóõîëåé ìñåê ëàçåðíûìè èìïóëüñàìè). Òàêîé ïðîöåññ ïðåäïîëàãàåò ôèêñèðîâàííóþ ïëîòíîñòü ýíåðãèè íà åäèíèöó ìàññû òêàíè. Ýòî àäåêâàòíî ïðîöåññó àáëÿöèè (ñêîðîñòü âûíîñà ìàññû óðàâíîâåøèâàåòñÿ äîñòàâêîé ëàçåðíîé ýíåðãèè ê òêàíè).

1.Ðàâíîâåñíàÿ àáëÿöèÿ íà÷èíàåòñÿ ñ ïîãëîùåíèÿ ïåðâè÷íîé, êðèòè÷åñêîé ýíåðãèè àáëÿöèè Eth.

2.Ýíåðãèÿ àáëÿöèè äîñòàâëÿåòñÿ ê òêàíè ïîñòåïåííî â òå÷åíèå èìïóëüñà, ôðîíò èñïàðåíèÿ ìàòåðèàëà äâèæåòñÿ ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ äî êîíöà ëàçåðíîãî èìïóëüñà. Ìîäåëü ïðåäñêàçûâàåò ëèíåéíóþ çàâèñèìîñòü ãëóáèíû àáëÿöèè îò ïîãëîùåííîé ýíåðãèè. δabl = (Φo/Φth -1)/μa

á) Âçðûâíàÿ àáëÿöèÿ (Blow-off ablation) Âûáðîñ ìàòåðèàëà ïðîèñõîäèò ïîñëå îêîí÷àíèÿ ëàçåðíîãî èìïóëüñà Ìîäåëü âçðûâíîé àáëÿöèè áûëà âïåðâûå ðàçðàáîòàíà äëÿ îáúÿñíåíèÿ ïðîöåññà ñêðàéáèðîâàíèÿ ïîëèìåðîâ èçëó÷åíèåì ÓÔ ëàçåðîâ è çàòåì áûëà èñïîëüçîâàíà äëÿ îïèñàíèÿ àáëÿöèè áèîòêàíåé.

Ïðèìåíåíèå ýòîé ìîäåëè òðåáóåò âûïîëíåíèÿ 4-õ óñëîâèé:

1. Äëèòåëüíîñòü èìïóëüñà êîðî÷å âðåìåíè òåðìîäèôôóçèè – óñëîâèå òåïëîâîãî óäåðæàíèÿ.

2. Çàêîí Lambert-Beer îïèñûâàåò ïðîñòðàíñòâåííîå ðàñïðåäåëåíèå ïîãëîùåííîé ýíåðãèè E â òêàíè.

3. Óäàëåíèå ìàòåðèàëà íà÷èíàåòñÿ òîëüêî ïîñëå îêîí÷àíèÿ ëàçåðíîãî èìïóëüñà. Ýòî óñëîâèÿ ïî÷òè âñåãäà âûïîëíÿåòñÿ ïðè äëèòåëüíîñòè èìïóëüñà ≤100 íñåê.

4. Ïîðîãîâàÿ (êðèòè÷åñêàÿ) ïîãëîùåííàÿ ýíåðãèÿ èçëó÷åíèÿ Eth òðåáóåòñÿ äëÿ èíèöèèðîâàíèÿ àáëÿöèè (ìåíüøàÿ ïîãëîùåííàÿ ýíåðãèÿ òîëüêî íàãðåâàåò òêàíü).

3. Èíåðöèàëüíîå óäåðæàíèå (stress confinement condition) τp < tp < τs

Ïðè áûñòðîì ðàçîãðåâå, êîãäà âðåìÿ àêóñòè÷åñêîé ðåëàêñàöèè τs çîíû ýíåðãîâûäåëåíèÿ ñóùåñòâåííî áîëüøå äëèòåëüíîñòè ëàçåðíîãî èìïóëüñà tp, ðàçîãðåâ âåùåñòâà ïðîèñõîäèò ïî÷òè ïðè íåèçìåííîì îáúåìå. Äàâëåíèå òåðìîóïðóãîãî îòêëèêà â îáëó÷åííîì âåùåñòâå ïðîïîðöèîíàëüíî ïîãëîùåííîé ýíåðãèè. Àìïëèòóäà è âðåìåííàÿ ñòðóêòóðà òåðìîóïðóãèõ íàïðÿæåíèé îïðåäåëÿþòñÿ ñêîðîñòüþ çâóêà â ñðåäå Vs, äëèòåëüíîñòüþ ëàçåðíîãî èìïóëüñà tp è ãëóáèíîé ïðîãðåòîãî îáúåìà 1/μeff.

Êîãäà òêàíü îáëó÷àåòñÿ î÷åíü êîðîòêèìè èìïóëüñàìè, â çàìêíóòîì îáúåìå â ðåçóëüòàòå áûñòðîãî ïîäúåìà òåìïåðàòóðû ñî ñêîðîñòüþ äî 1010 K/ñåê âîçáóæäàþòñÿ âîëíû íàïðÿæåíèé (àêóñòè÷åñêèå è óäàðíûå âîëíû) è àáëÿöèÿ òêàíè èíäóöèðóåòñÿ ýòîé ìåõàíè÷åñêîé ýíåðãèåé (ôîòîìåõàíè÷åñêè èíäóöèðóåìàÿ àáëÿöèÿ), íàãðåâ çîíû ïðîíèêíîâåíèÿ èçëó÷åíèÿ (laser-affected zone) ñîïðîâîæäàåòñÿ “âçðûâîì”. Âîêðóã ëàçåðíîãî êðàòåðà íàáëþäàþòñÿ ìåõàíè÷åñêèå ïîâðåæäåíèÿ êàâåðíû è ðàçðûâû.

Êîðîòêèå ëàçåðíûå èìïóëüñû ñîçäàþò ñàìûå âûñîêèå òåìïåðàòóðû è àêóñòè÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ íà åäèíèöó âëîæåííîé ýíåðãèè. Áûñòðîå ëàçåðíîå íàãðåâàíèå æèäêîñòåé ïðèâîäèò ê èõ ñèëüíîìó ïåðåãðåâó. Ïðè ýòîì ñêîðîñòü îáðàçîâàíèÿ ïóçûðåé ðàñòåò ïî ýêñïîíåíòå, âûçûâàÿ ôàçîâûé âçðûâ, ñîïðîâîæäàþùèéñÿ ñèëüíûìè óäàðíûìè âîëíàìè, êîòîðûå ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ â òêàíè ñî ñâåðõçâóêîâîé ñêîðîñòüþ. Óäàðíàÿ âîëíà âûçûâàåò àáëÿöèþ è ðàçðûâû âíóòðè ìàòåðèàëà. Óäàðíûå âîëíû ìîãóò áûòü ïðîèçâåäåíû êàê ïðè ðàñøèðåíèè è êîëëàïñå ïóçûðåé (“âçðûâíîå êèïåíèå”), òàê è ïðè ðàñøèðåíèè ïëàçìû.

## 1.9. Ìåòîäè ï³äåäåííÿ ëàçåðíîãî âèïðîì³íþâàííÿ äî á³îëîã³÷íèõ òêàíèí.

## 1.10. Âèìîãè äî îïòîâîëîêîííèõ ñèñòåì ï³äâåäåííÿ âèïðîì³íþâàííÿ.

Ï³ääàâàòèñÿ ñòåðèë³çàö³¿ äëÿ áàãàòîðàçîâèõ, áóòè ñòåðèëüíèì äëÿ îäíîðàçîâèõ

Çäàòí³ñòü âèòðèìóâàòè âèñîê³ ³íòåíñèâíîñò³ âèïðì³íþâàííÿ áåç äåñòðóêö³¿ ,
-÷àñ ³ìïóëüñ.

Äîñòàòíÿ ãíó÷ê³ñòü

Ïîòð³áíî ùîá âèêîíóâàëîñÿ ïîâíå âíóòð³øíº â³äáèòòÿ äëÿ ð³äèí â ò³ë³

÷èñëîâà àïåðòóðà

Ïðîçîð³ñòü ó îáëàñò³ òåðàïåâòè÷íîãî â³êíà, òî÷í³øå äëÿ âèêîðèñòàíèõ äîâæèí õâèëü â óñòàíîâö³

Ìàë³ âòðàòè ï³ä ÷àñ ïåðåäàâàííÿ(ðîçñ³ÿííÿ ïîãëèíàííÿ)

Áóòè ñòàá³ëüíèì äëÿ óìîâ âèêîðèñòàííÿ (â ñåðåäèí³ ò³ëà íàïðèêëàä), Áåçïå÷í³ñòü âèêîðèñòàííÿ (Íå òîêñè÷í³ñòü)

Ì³öí³ñòü

Íàä³éí³ñòü òà Ö³íà

## 1.11. Ôîòîñåíñèá³ë³çàö³ÿ. Ôîòîäèíàì³÷íà òåðàï³ÿ.

Ôîòîñåíñèá³ë³çà́ö³ÿ — ÿâèùå ï³äâèùåííÿ ÷óòëèâîñò³ îðãàí³çìó (÷àñò³øå øê³ðè ³ ñëèçîâèõ îáîëîíîê) äî ä³¿ óëüòðàô³îëåòîâîãî àáî âèäèìîãî âèïðîì³íþâàíü.

Ôîòîäèíàì³÷íèé åôåêò - íåîáîðòíå ïîøêîäæåííÿ çàáàðâëåíèõ á³îëîã³÷íèõ ñòðóêòóð ïðè îïðîì³íåíí³. ìåòîä ñòàâ ìîæëèâèì ÷åðåç òå ùî ðàêîâ³ êë³òèíè çäàòí³ íàêîïè÷óâàòè ó ñîá³ áàðâíèêè.

Ñóòü ìåòîäó ÔÄÒ ïîëÿãàº ó òîìó, ùîá äîñòàâèòè ôîòîñåíñèá³ë³çàòîð äî ðàêîâèõ êë³òèí, ï³ñëÿ ÷îãî àêòèâóâàòè éîãî âèïðîì³íþâàííÿì, ùî ïðèçâåäå äî óòâîðåííÿ â³ëüíèõ ðàäèêàë³â, ñèíãëåòíîãî êèñíþ òà çàãèáåë³ öèõ êë³òèí.

Òåðàïåâòè÷íå â³êíî

Âèïðîì³íþâàííÿ ç äîâæèíàìè õâèëü >660 íì çàáåçïå÷óº õîðîøó ïðîíèêí³ñòü â òêàíèíè ³ ìàº ùå äîñòàòíþ åíåðã³þ ôîòîí³â, à äëÿ äîâæèí õâèëü >850-900 íì, ôîòîíè íå ìàþòü äîñòàòíüî¿ åíåðã³¿ äëÿ ïðîâåäåííÿ ôîòîõ³ì³÷íèõ ðåàêö³é. Õî÷ ³ áåç ð³çêî¿ ãðàíèö³, ìàêñèìàëüíà ãëèáèíà ïðîíèêíåííÿ äëÿ ÔÄÒ äîñÿãàº 10-11 ìì (10 % ñâ³òëà äîñÿãàº ïóõëèíè). Òîìó îáëàñòü äîâæèí õâèëü ì³æ 660 è 800 íì áóëà âèçíà÷åíà ÿê “Òåðàïåâòè÷íå â³êíî ” äëÿ ÔÄÒ.

Îñíîâíèì âðàæàþ÷èì ôàêòîðîì ÔÄÒ ä³¿ º àêòèâí³ ôîðìè êèñíþ (ÀÔÊ), ÿê³ ïîñò³éíî óòâîðþþòüñÿ â àåðîáíèõ êë³òèíàõ. Îñíîâíèì ¿õ äæåðåëîì º ì³òîõîíäð³¿, â äèõàëüíîìó ëàíöþæêó ÿêèõ ïîðÿä ç â³äíîâëåííÿì ìîëåêóëÿðíîãî êèñíþ äî âîäè, ïðîõîäèòü ïàðàçèòíà ðåàêö³ÿ îäíî-, òðüîõ-åëåêòðîííå â³äíîâëåííÿ ìîëåêóëÿðíîãî êèñíþ ³ç íàñòóïíèì óòâîðåííÿì ð³çíèõ ÀÔÊ (â³ëüíèé ðàäèêàë – ñóïåðîêñèä-àí³îí O2(-), ïåðåêèñ âîäíþ Í2O2 è íàéàêòèâí³øèé ðàäèêàë – ã³äðîêñèë •OH).

Êð³ì òîãî ïðè ä³¿ ñâ³òëà åëåêòðîííî-çáóäæåí³ ìîëåêóëè, âíàñë³äîê íàäëèøêó åíåðã³¿, êðàùå âñòóïàþòü â õ³ì. âçàºìîä³þ ç ³íøèìè ìîëåêóëàìè (ôîòîõ³ì³÷í³ ðåàêö³¿), ïðè öüîìó éìîâ³ðí³ñòü âñòóïèòè â ðåàêö³þ ç ñèíãëåòíîãî S1 è òðèïëåòíîãî Ò1 ð³âí³â ð³çíà. Åíåðã³ÿ ìîëåêóëè â ñèíãëåòíîìó ñòàí³ á³ëüøà, àëå â ñèíãëåòíîìó ñòàí³ ìîëåêóëà æèâå 10-8-10-3 ñåê, â òðèïëåòíîìó – áëèçüêî ñåêóíäè.

Ðåàêö³ÿ 2 òèïó ç óòâîðåííÿì ñèíãëåòíîãî êèñíþ:

Ðåàêö³ÿ ïåðøîãî òèïó ç óòâîðåííÿì â³ëüíèõ ðàäèêàë³â:

Àêòèâíèé êèñåíü ÿê ³ ³íø³ â³ëüí³ ðàäèêàëè ïî÷èíàº àêòèâíî îêèñëþâàòè ë³ï³äè á³ëêè é ³íø³ á³îìîëåêóëè êë³òèí, ùî ïðèçâîäèòü äî ¿õ ðóéíóâàííÿ.

Ôîòîñåíñèá³ë³çàòîðè

Îñíîâí³ âèìîãè äî ñåíñèá³ë³çàòîð³â:

1. ìàþòü ìàòè âèñîêó ñåëåêòèâí³ñòü äî ðàêîâèõ òêàíèí ³ ñëàáêî íàêîïè÷óâàòèñÿ â íîðìàëüíèõ òêàíèíàõ òà øê³ð³

2. ìàòè íèçüêó òîêñè÷í³ñòü ³ ëåãêî âèâîäèòèñÿ ç îðãàí³çìó

3. ìàòè ãàðíó ëþì³í³ñöåíñ³þ äëÿ òî÷íîãî âèçíà÷åííÿ ïîëîæåííÿ ïóõëèíè

4. ìàòè âèñîêèé êâàíòîâèé âèõ³ä òðèïëåòíîãî ñòàíó ç åíåðã³ºþ íå ìåíøå 94 êÄæ/ìîëü;

5. ìàòè ³íòåíñèâíèé ìàêñèìóì ïîãëèíàííÿ â îáëàñò³ 660-800 íì.

Äëÿ öèõ ö³ëåé êð³ì ïîðô³ðèí³â(660íì) àêòèâíî âèêîðèñòîâóþòü ôîòîñåíñèá³ëèçàòîðè äðóãîãî ïîêîë³ííÿ, â ïåðøó ÷åðãó õëîðèí³â è ôòàëîö³àí³í³â( ìàêñèìóì ïîãëèíàííÿ 720 è 690 íì)

## 1.12. Ëàçåðíà ë³òîòðèïñ³ÿ.

Ë³òîòðèïñ³ÿ — ìåäè÷íà ïðîöåäóðà, íàö³ëåíà íà ô³çè÷íå ðóéíóâàííÿ òâåðäèõ ïîá³÷íèõ óòâîðåíü â ò³ë³ ëþäèíè, òàêèõ ÿê íèðêîâ³ êàìåí³, êàìåí³ â æîâ÷íîìó ì³õóð³ òà êàìåí³ â øëóíêîâî-êèøêîâîìó òðàêò³. Êàìåí³ ìîæóòü â³äð³çíÿòèñÿ çà ðîçì³ðàìè òà õ³ì³÷íèì ñêëàäîì.

Â ÿêîñò³ ô³çè÷íèõ ôàêòîð³â, ùî âèêîðèñòîâóþòüñÿ äëÿ ðóéíóâàííÿ òâåðäèõ óòâîðåíü âèêîðèñòîâóþòüñÿ ìåõàí³÷í³ óäàðí³ õâèë³. Âèêîðèñòîâóþòüñÿ òàêîæ ³íòåíñèâí³ åëåêòðîìàãí³òí³ õâèë³ (ëàçåðíå âèïðîì³íþâàííÿ).

Â ìåäè÷í³é ïðàêòèö³ ðåàë³çóþòüñÿ äåê³ëüêà òèï³â ë³òîòðèïñ³¿:

1. Äèñòàíö³éíà (åêñòðàêîðïîðàëüíà) ä³òîòðèïñ³ÿ, êîëè êàìåí³ ðóéíóþòüñÿ ï³ä ä³ºþ óäàðíèõ õâèëü, ùî ãåíåðóþòüñÿ ïîçà ò³ëîì ïàö³ºòà ³ ñïåö³àëüíèìè çàñîáàìè ôîêóñóþòüñÿ íà êàìåí³.

2. Êîíòàêòíà ë³òîòðèïñ³ÿ. Äæåðåëî åíåðã³¿, íåîáõ³äíî¿ äëÿ ðóéíóâàííÿ êàìåíþ, ï³äâîäèüñÿ äî íüîãî ç äîïîìîãîþ ñïåö³àëüíîãî åíäîñêîïó áåç õ³ðóðã³÷íîãî âòðó÷àííÿ. Ðîçð³çíÿþòü òðè ñïîñîáè ðåàë³çàö³¿ ïðîöåäóðè êîíòàêòíî¿ ë³òîòðèïñ³¿ â çàëåæíîñò³ â³ä ô³çè÷íîãî ìåõàí³çìó ðóéíóâàííÿ êàìåíþ.

· Óëüòðàçâóêîâà ë³òîòðèïñ³ÿ, êîëè ç êàìíåì êîíòàêòóº äæåðåëî óëüòðàçâóêîâèõ êîëèâàíü,

· Ïíåâìàòè÷íà ë³òîòðèïñ³ÿ. Ä³ÿ íà êàì³íü çä³éñíþºòüñÿ ìåõàí³çìîì, ñõîæèì íà â³äá³éíèé ìîëîòîê. Òî÷íî ñïðÿìîâàí³ ³ìïóëüñè çäàòí³ øâèäêî ðîçäðîáèòè êàì³íü.

· Ëàçåðíà ë³òîòðèïñ³ÿ. Äîñèòü øèðîêî âèêîðèñòîâóºòüñÿ â ìåäè÷í³é ïðàêòèö³. Åíåðã³ÿ äî êàìåíþ ï³äâîäèòüñÿ â³ä çîâí³øíüîãî ëàçåðà ïî òîíêîìó ñâ³òîâîäó.

Â ïåâíèõ óìîâàõ åíäîñêîï³÷íå ââåäåííÿ ïðèëàäó äëÿ ðóéíóâàííÿ êàìåíþ çä³éñíþºòüñÿ ç âèêîíàííÿì íåâåëèêîãî ïðîêîëó â ò³ë³ ïàö³ºíòà (ïåðêóòàííà) ë³òîòðèïñ³ÿ.

Ìåõàí³çì ëàçåðíîãî ðóéíóâàííÿ

Â ïðîöåäóð³ ëàçåðíî¿ ë³òîòðèïñ³¿ ³ìïóëüñ ëàçåðíîãî âèïðîì³íþâàííÿ ïåðåäàºòüñÿ áåçïîñåðåäíüî äî êàìåíÿ ïî âîëîêîííî-îïòè÷íîìó êàíàëó. Ïðîöåäóðà çä³éñíþºòüñÿ ïðè ëîêàëüíîìó àáî çàãàëüíîìó çíåáîëþâàíí³ ³ ââàæàºòüñÿ ì³í³ìàëüíî ³íâàçèâíèì õ³ðóðã³÷íèì âòðó÷àííÿì. Â ñèñòåìàõ ëàçåðíî¿ ë³òîòðèïñ³¿ âèêîðèñòîâóºòüñÿ ãîëüì³éîâèé ëàçåð, ùî ïðàöþº â ³íôðà÷åðâîíîìó ä³àïàçîí³ ÷àñòîò. Ëàçåðí³ ³ìïóëüñè ãåíåðóþòü óäàðí³ õâèë³, ÿê³ íà ôîí³ ëîêàëüíîãî ï³äâèùåííÿ òåìïåðàòóðè ïðèçâîäÿòü äî ðóéíóâàííÿ êàìåíþ ïîòåíö³éíî äî äóæå ì³ëêèõ ÷àñòèíîê. Ïðè öüîìó çà ðàõóíîê êîìïëåêñíî¿ ä³¿ ðóéíóþòüñÿ êàìåí³ ³ òèõ òèï³â, ïðè ðóéíóâàíí³ ÿêèõ ïðîöåäóðà äèñòàíö³éíî¿ óäàðíî-õâèëüîâî¿ ë³òîòðèïñ³¿ âèÿâëÿºòüñÿ íååôåêòèâíîþ.

Ìåòîäè ãåíåðàö³¿ óäàðíèõ õâèëü

Äëÿ ãåíåðàö³¿ óäàðíèõ õâèëü âèêîðèñòîâóþòüñÿ ïðèñòðî¿ ç ð³çíèìè ñïîñîáàìè ïåðåòâîðåííÿ åëåêòðè÷íî¿ åíåðã³¿ â åíåðã³þ ³íòåíñèâíèõ óëüòðàçâóêîâèõ õâèëü. Âèêîðèñòîâóþòü òðè òèïè ãåíåðàòîð³â:

1. Åëåêòðîã³äðàâë³÷íèé. Õâèëüîâå çáóðåííÿ â îá'ºì³ ãåíåðóºòüñÿ ç âèêîðèñòàííÿì åëåêòðè÷íîãî ðîçðÿäó (Åëåêòðîã³äðàâë³÷íèé åôåêò). Â ïëàçìîâîìó êàíàë³ ðîçðÿäó âèä³ëÿºòüñÿ çíà÷íà åíåðã³ÿ äëÿ ãåíåðàö³¿ õâèë³ ñòèñêó â âîä³. Ç äîïîìîãîþ ñïåö³àëüíîãî ïðèñòðîþ çä³éñíþºòüñÿ êîíöåíòðàö³ÿ åíåðã³¿ â íåâåëèêîìó îá'ºì³, ùî îõîïëþº êàì³íü, ùî ìàº áóòè çðóéíîâàíèé.

2. Ï'ºçîêåðàì³÷íèé. Ïåðåòâîðåííÿ åëåêòðè÷íî¿ åíåðã³¿ â àêóñòè÷íó äîñÿãàºòüñÿ ç âèêîðèñòàííÿì ìàòåð³àë³â ç ï'ºçîåôåêòîì.

3. Åëåêòðîìàãí³òíèé.Âèêîðèñòîâóþòüñÿ åëåêòðîìàãí³òí³ ñèñòåìè ãåíåðàö³¿ õâèëü. Ìåõàí³çì ãåíåðàö³¿ õâèëü àíàëîã³÷íèé ìåõàí³çìó ãåíåðàö³¿ êîëèâàíü ìåõàí³÷íèõ åëåìåíò³â çâè÷àéíèõ ãó÷íîìîâö³â.

Óäàðí³ õâèë³ â óñ³õ ïðèñòðîÿõ ãåíåðóþòüñÿ ó âèãëÿä³ êîðîòêèõ ³ìïóëüñ³â. Ìàêñèìàëüíà âåëè÷èíà òèñêó â ³ìïóëüñ³ â ôîêóñ³ êîëèâàºòüñÿ â ìåæàõ 35-120 ÌÏà. Ï³ä ÷àñ îäíîãî ñåàíñó ë³êóâàííÿ ãåíåðóºòüñÿ â³ä 1000 äî 4000 ³ìïóëüñ³â.

## 1.13. Âèêîðèñòàííÿ ëàçåð³â â îôòàëüìîëîã³¿.

îôòàëüìîëîã³¿ (íàáðàíèé òåêñò ³ç êîíñïåêòà, ï³ä÷åðêíóòèì - ðîç’ÿñíåííÿ ç êíèãè ñåðåáðÿêîâà âçÿò³ ç³ ñòîð. 175-182)

1.Ë³êóâàííÿ ãëàóêîìè – çàõâîðþâàíÿ, ïðè ÿêîìó ï³äâèùóºòüñÿ òèñê â ñêëîâèäíîìó ò³ë³. Ëàçåð âèêîðèñòîâóºòüñÿ äëÿ äëÿ óòâîðåííÿ ì³êðîîòâîð³â.

à) àðãîíîâèé ëàçåð 488-514, 1 Âò (íå ³ìïóëüñíèé)

á) Nd3+ íåîäèìîâèé ëàçåð

â) ÑÎ2 -10,6

Ëàçåðíàÿ Òðàáåêóëîïëàñòèêà (LT)

Íàèáîëåå ÷àñòî ïðèìåíÿåìûå âèäû ëàçåðíîãî õèðóðãè÷åñêîãî âìåøàòåëüñòâà ïðè õðîíè÷åñêîé ãëàóêîìå ÿâëÿþòñÿ òðàáåêóëîïëàñòèêà (ëàçåðíàÿ ôîòîêîàãóëÿöèÿ òðàáåêóëÿðíîé ñåòè ãëàçà) è ïðè îñòðîé ãëàóêîìå - èðèäîòîìèÿ (ñîçäàíèå ôóíêöèîíàëüíîé ñâÿçè ìåæäó ïåðåäíåé è çàäíåé êàìåðàìè ñ ïîìîùüþ îòâåðñòèÿ â ðàäóæíîé îáîëî÷êå). Ìåõàíèçì äåéñòâèÿ ñèíå-çåëåíîãî Ar (ALT, λ= 488 - 514 íì), çåëåíîãî Nd:YAG (SLT, 532 íì) è Ti:Saphire ëàçåðîâ (TLT,790 íì), èñïîëüçóåìûõ äëÿ òðàáåêóëîïëàñòèêè, îñíîâàí íà ñåëåêòèâíîì óäàëåíèè ÷àñòè òêàíè èç òðàáåêóëÿðíîé ñåòè (ÒÌ), óëó÷øàþùåì òåì ñàìûì îòòîê æèäêîñòè.

Òðàíññêëåðàëüíàÿ êîàãóëÿöèÿ - îïåðàöèÿ ïðè ãëàóêîìå, âûïîëíÿåòñÿ íà öèëèàðíîì òåëå ãëàçà (Ðèñ. 6.5, ñïðàâà),êîòîðûé ñîçäàåò âîäÿíèñòóþ æèäêîñòü, äëÿ óìåíüøåíèÿ åå ïðîèçâîäñòâà. Ýòî â ñâîþ î÷åðåäü óìåíüøàåò äàâëåíèå â ãëàçó.

Òðàíññêëåðàëüíàÿ êîàãóëÿöèÿ ïèãìåíòíîãî ýïèòåëèÿ öèëèàðíîãî òåëà (áåç ïîãëîùåíèÿ â ñêëåðå) âûïîëíÿåòñÿ Nd:YAG ëàçåðîì (20 - 40 ëàçåðíûõ êîàãóëÿòîâ, 1,06 ìêì, > 20 ìñåê) íà ùåëåâîé ëàìïå ñ ìåñòíîé àíåñòåçèåé.

2.Ðèòèíîïàò³ÿ – ïàòîëîã³ÿ ç ñ³òê³âêîþ

Â îòëè÷èå îò ãëàóêîìû ëàçåð óñïåøíî èñïîëüçóåòñÿ ïðè ëå÷åíèè äèàáåòè÷åñêîé ðåòèíîïàòèè - íàèáîëåå ÷àñòîãî çàáîëåâàíèÿ ñåò÷àòêè. Ïðè äèàáåòå ïðîèñõîäèò èçìåíåíèå ìåëêèõ ðåòèíàëüíûõ êðîâåíîñíûõ ñîñóäîâ – îêêëþçèÿ êàïèëëÿðîâ (ðåòèíàëüíàÿ èøåìèÿ). Âîçðàñòàþùèé äåôèöèò îáåñïå÷åíèÿ ñåò÷àòêè êèñëîðîäîì ïðèâîäèò îáðàçîâàíèþ íîâûõ ñîñóäîâ (íåîâàñêóëÿðèçàöèÿ), ïðîðàñòàíèå êîòîðûõ èç ñåò÷àòêè â ñòåêëîâèäíîå òåëî ñîïðîâîæäàåòñÿ êðîâîèçëèÿíèåì è íàðóøåíèåì çðåíèÿ. Äëÿ óìåíüøåíèÿ íåîâàñêóëÿðèçàöèè íåîáõîäèìî ðàçðóøèòü îò 20% äî 30% ïîâåðõíîñòè ñåò÷àòêè ïóòåì ðóáöåâàíèÿ.

“Ïðèâàðêà” ñåò÷àòêè îñóùåñòâëÿåòñÿ òî÷å÷íîé êîàãóëÿöèåé (äî 1000-3000 êîàãóëÿòîâ) íåïðåðûâíûì àðãîíîâûì ëàçåðîì (~1 Âò, ñåàíñ 0,2 ñåê/êîàãóëÿò) ñ èñïîëüçîâàíèåì ùåëåâîé ëàìïû è êîíòàêòíûõ ëèíç (f=17ìì). Ar ëàçåð îáëàäàåò ìàêñèìàëüíûì ïîãëîùåíèåì â ðåòèíàëüíîì ïèãìåíòíîì ýïèòåëèè

3.Êîðåêö³ÿ çîðó

Ôîòîðåôðàêòèâíàÿ êåðàòîòîìèÿ (photorefractive keratectomy, PRK) - óäàëåíèå ðîãîâè÷íîãî ýïèòåëèÿ, ñòàëà ñàìîé ðàííåé ëàçåðíîé ðåôðàêòèâíîé îïåðàöèåé. Ýïèòåëèé óäàëÿëñÿ ðó÷íûì øàáðåíèåì, êðèîôðåçåðîâàíèåì, õèìè÷åñêèì óäàëåíèåì, à ñ 1995 ýêñèìåðíûì ëàçåðîì. Âîçìîæíî íàèáîëåå âàæíàÿ ïðîáëåìà â ïðîöåäóðå PRK - öåíòðîâêà óäàëÿåìîãî ñëîÿ ïî çðà÷êó. Äåöåíòðèðîâêà ïðèâîäèò ê áëèêó, ãàëî, è äðóãèì ïðîáëåìàì.

LASIK (Laser-Assisted in Situ Keratomileusis) èñïîëüçóåò òó æå ñàìóþ òåõíîëîãèþ, êàê è PRK.

Ìèêðîñêîïè÷åñêèé íîæ (microkeratome) ñîçäàåò îòêèäíîé êëàïàí (flap), âêëþ÷àþùèé ýïèòåëèé è Áîóìàíîâñêèé ñëîé. Îòêðûâøàÿñÿ ñòðîìà îáðàáàòûâàåòñÿ ýêñèìåðíûì ArF ëàçåðîì. Ïîñëå âûïîëíåíèÿ àáëÿöèè, îòêèäíîé êëàïàí âîçâðàùàåòñÿ íà ñòàðîå ìåñòî, çàøèâàåòñÿ, èëè ïîêðûâàåòñÿ çàùèòíîé êîíòàêòíîé ëèíçîé (íàèáîëåå îáùèé ìåòîä).

Äàæå ïðè ÷àñòîòå ïîâòîðåíèÿ èìïóëüñîâ 100 Ãö òåìïåðàòóðà ðîãîâèöû, íèêîãäà íå ïîäíèìàåòñÿ áîëåå ÷åì íà ~1îÑ,ò.å. òåïëîâûå ýôôåêòû â òå÷åíèå ëàçåðíîé ðåôðàêòèâíîé õèðóðãèè êðàéíå íåçíà÷èòåëüíû. Òåì íå ìåíåå, LASIK èñïîëüçóåò âàêóóìíîå âñàñûâàíèå, âûçûâàþùåå îòñîñ àáëÿöèîííîãî ôàêåëà èç çîíû âîçäåéñòâèÿ.

LASEK (laser-assisted subepithelial keratomileusis) – ñóáýïèòàëüíàÿ àëüòåðíàòèâà LASIK (2003) - ðàñòâîð àëêîãîëÿ ïðèìåíÿåòñÿ äëÿ îñëàáëåíèÿ ãðàíèöû ýïèòåëèÿ, ñîçäàâàÿ ýïèòåëèàëüíûé êëàïàí è óäàëÿÿ ïîâåðõíîñòíóþ òêàíü.

Ïîòåíöèàëüíûå ïðåèìóùåñòâà LASEK - óñòðàíåíèå ñòðîìàëüíûõ îñëîæíåíèé êëàïàíà è âîçìîæíîñòü âûïîëíèòü ðåôðàêöèîííóþ ëàçåðíóþ õèðóðãèþ íà ïàöèåíòàõ ñ îòíîñèòåëüíî òîíêîé ðîãîâîé îáîëî÷êîé. LASEK âûðåçàåò òîëüêî âíåøíþþ ïîâåðõíîñòü ðîãîâîé îáîëî÷êè, â òî âðåìÿ êàê LASIK äåëàåò áîëåå ãëóáîêèé ðàçðåç.

# 2. Öèìáàëþê

## 2.1. Ïðîíèêàþ÷à çäàòí³ñòü ³îí³çóþ÷èõ âèïðîì³íþâàíü.

• Ïðîíèêàþ÷à çäàòí³ñòü - öå øëÿõ, ÿêèé õâèëÿ àáî ÷àñòèíêà çäàòíà ïðîõîäèòè â ðå÷îâèí³.

• Ïðîíèêàþ÷à çäàòí³ñòü çíàõîäèòüñÿ â çâîðîòí³é çàëåæíîñò³ â³ä ìàñè âèïðîì³íþâàííÿ òà â³ä â³äñòàí³ ïðîá³ãó:

²(l)=I(0)•e^(-k•l), äå k - ë³í³éíèé êîåô³ö³ºíò ïîñëàáëåííÿ (ïîãëèíàííÿ) ìàòåð³àëó òà l - òîâùèíà ìàòåð³àëó.

Ó âèïàäêó åëåêòðîìàãí³òíîãî âèïðîì³íþâàííÿ ïîâíîãî ïîãëèíàííÿ äîñÿãòè ïðîáëåìàòè÷íî, âèêîðèñòîâóþòü ïîêàçíèê ë³í³éíîãî êîåô³ö³ºíòà ïîñëàáëåííÿ - â³äíîñíå çíèæåííÿ åíåðã³¿ âèïðîì³íþâàííÿ ï³ñëÿ ïðîõîäæåíí³ 1ñì ðå÷îâèíè.

Íàï³âîñëàáëåííÿ êâàíò³â ç ïî÷àòêîâîþ åíåðã³ºþ 2.5 ÌåÂ:

Ìàòåð³àë | Òîâùèíà
Ïîâ³òðÿ Äåðåâî Áåòîí ñâèíåöü | 200ì 25ñì 10ñì 1.8ìì

Ïðîíèêàþ÷à çäàòí³ñòü êîðïóñêóëÿðíîãî âèïðîì³íþâàííÿ.

â³äíîñíî âåëèêà ïðîíèêàþ÷à çäàòí³ñòü ó íåçàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê (íåéòðîí³â), à äëÿ çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê âîíà âèçíà÷àºòüñÿ ìàñîþ, åíåðã³ºþ òà øâèäê³ñòþ ðóõó ÷àñòèíêè:

Àëüôà-âèïðîì³íþâàííÿ (α-âèïðîì³íþâàííÿ) – ³îí³çóþ÷å âèïðîì³íþâàííÿ, ÿêå ÿâëÿº ñîáîþ ïîò³ê â³äíîñíî âàæêèõ ÷àñòèíîê (ÿäåð ãåë³þ, ùî ñêëàäàþòüñÿ ç äâîõ ïðîòîí³â ³ äâîõ íåéòðîí³â), ùî âèïóñêàþòüñÿ ïðè ÿäåðíèõ ïåðåòâîðåííÿõ. Åíåðã³ÿ ÷àñòèíîê ñêëàäàº äåê³ëüêà ìåãàåëåêòðîí-âîëüò ³ ð³çíà äëÿ ð³çíèõ ðàä³îíóêë³ä³â. Ïðè öüîìó äåÿê³ ðàä³îíóêë³äè âèïóñêàþòü α-÷àñòèíêè ê³ëüêîõ åíåðã³é. Öåé âèä âèïðîì³íþâàííÿ, ìàþ÷è ìàëó äîâæèíó ïðîá³ãó ÷àñòèíîê, õàðàêòåðèçóºòüñÿ ñëàáêîþ ïðîíèêàþ÷îþ çäàòí³ñòþ, çàòðèìóþ÷èñü íàâ³òü ëèñòêîì ïàïåðó. Íàïðèêëàä, ïðîá³ã α-÷àñòèíîê ç åíåðã³ºþ 4 ÌåÂ â ïîâ³òð³ ñêëàäàº 2,5 ñì, à â á³îëîã³÷í³é òêàíèí³ ëèøå 31 ìêì. Âèïðîì³íþâàííÿ ïðàêòè÷íî íå ñïðîìîæíå ïðîíèêíóòè ÷åðåç çîâí³øí³é øàð øê³ðè, óòâîðåíèé â³äìåðëèìè êë³òèíàìè. Òîìó α-âèïðîì³íþâàííÿ íå íåáåçïå÷íå äî òèõ ï³ð, ïîêè ðàä³îàêòèâí³ ðå÷îâèíè, ùî âèïóñêàþòü àëüôà÷àñòèíêè, íå ïîòðàïëÿòü âñåðåäèíó îðãàí³çìó ÷åðåç îðãàíè äèõàííÿ, òðàâëåííÿ àáî ÷åðåç â³äêðèò³ ðàíè ³ îï³êîâ³ ïîâåðõí³. Ñòóï³íü íåáåçïåêè ðàä³îàêòèâíî¿ ðå÷îâèíè çàëåæèòü â³ä åíåðã³¿ ÷àñòèíîê, ÿê³ íåþ âèïóñêàþòüñÿ. Îñê³ëüêè åíåðã³ÿ îäíîãî àòîìà ñêëàäàº îäèíèö³-äåñÿòêè åëåêòðîí-âîëüò, êîæíà α-÷àñòèíêà çäàòíà ³îí³çóâàòè äî 100000 ìîëåêóë óñåðåäèí³ îðãàí³çìó.

β-÷àñòèíêè ìàþòü ìàëó ìàñó òà âåëèêó øâèäê³ñòü - òîìó âîíè ñëàáêî âòðà÷àþòü åíåðã³þ íà ³îí³çàö³þ ðå÷îâèíè ³ çäàòí³ ïðîõîäèòè äîñèòü âåëèê³ â³äñòàí³. Òðàºêòîð³ÿ ðóõó β-÷àñòèíîê çâèâèñòà âíàñë³äîê çì³íè åëåêòðè÷íèìè ïîëÿìè çóñòð³÷íèõ àòîì³â. Ïðîá³ã β-÷àñòîê â ïîâ³òð³ ìîæå äîñÿãàòè äåê³ëüêîõ ìåòð³â, à â á³îëîã³÷í³é òêàíèí³ äåê³ëüêîõ ñàíòèìåòð³â. Òàê, ïðîá³ã åëåêòðîí³â ç åíåðã³ºþ 4 ÌåÂ â ïîâ³òð³ ñêëàäàº 17,8 ì, à â á³îëîã³÷í³é òêàíèí³ 2,6 ñì. Îäíàê âîíè ëåãêî çàòðèìóþòüñÿ òîíêèì ëèñòîì ìåòàëó. ßê ³ äæåðåëà α-âèïðîì³íþâàííÿ, β-àêòèâí³ ðàä³îíóêë³äè á³ëüø íåáåçïå÷í³ ïðè ïîïàäàíí³ âñåðåäèíó îðãàí³çìó.

Ãàììà-âèïðîì³íþâàííÿ ìàº íàáàãàòî á³ëüøó ïðîíèêíó çäàòí³ñòü, îñê³ëüêè ñêëàäàºòüñÿ ç âèñîêîåíåðãåòè÷íèõ ôîòîí³â, ùî íå ìàþòü çàðÿäó; äëÿ çàõèñòó åôåêòèâí³ âàæê³ åëåìåíòè (ñâèíåöü ³ òàê äàë³).

Ïðîíèêàþ÷à çäàòí³ñòü íåéòðîííîãî âèïðîì³íþâàííÿ ç³ñòàâíà ç γ-âèïðîì³íþâàííÿì. Òåïëîâ³ íåéòðîíè åôåêòèâíî ïîãëèíàþòüñÿ ìàòåð³àëàìè, ùî ì³ñòÿòü áîð, ãðàô³ò, ñâèíåöü, ë³ò³é, ãàäîë³í³é ³ äåÿê³ ³íø³ ðå÷îâèíè; øâèäê³ íåéòðîíè åôåêòèâíî ñïîâ³ëüíþþòüñÿ ïàðàô³íîì, âîäîþ, áåòîíîì òîùî.

## 2.2. Çàãàëüí³ âëàñòèâîñò³ ä³¿ ³îí³çóþ÷èõ âèïðîì³íþâàíü íà á³îëîã³÷í³ îá'ºêòè.

Ïðè îïðîì³íåíí³ á³îëîã³÷íîãî îá’ºêòó ââàæàþòü,ùî 50% ïîãëèíóòî¿ äîçè éäå íà âîäó, à ³íø³ 50% ïîãëèíàþòüñÿ îðãàíåëàìè ³ ðîç÷èíåíèìè â êë³òèí³ ðå÷îâèíàìè. Ä³ÿ ³îí³çóþ÷îãî âèïðîì³íþâàííÿ: íåïðÿìà òà ïðÿìà ä³¿.

1. Íåïðÿìà ä³ÿ. Çóìîâëåíà âðàæåííÿìè ìîëåêóëè , â ðåçóëüòàò³ âçàºìîä³¿ ¿¿ ç õ³ì³÷íèìè ïðîäóêòàìè, ùî óòâîðþþòüñÿ ï³ä ä³ºþ âèïðîì³íþâàííÿ.

(ïîâ’ÿçàíà ç ïîãëèíàííÿì åíåðã³¿ âèïðîì³íþâàííÿ ìîëåêóëàìè âîäè)

a) i

Âèíèêàþòü ³îíè âîäè, ùî óòâîðþþòü ðÿä ðàäèêàë³â

i

Îñíîâíèé åôåêò ðàä³àö³éíîãî âðàæåííÿ â äàíîìó âèïàäêó çóìîâëåíèé ðàäèêàëàìè ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ïðè îïðîì³íåíí³ âîäè â ïðèñóòíîñò³ Î2

b) Êèñíåâèé åôåêò – öå ïîñèëåííÿ ïðîìåíåâîãî âðàæåííÿ ïðè ï³äâèùåíí³ êîíöåíòðàö³¿ êèñíþ, â ïîð³âíÿíí³ ç âðàæåííÿìè ïðè àíàåðîáíèõ óìîâàõ. Â³í ïåðåòâîðþº ïîòåíö³éíî ëåòàëüí³ ðåàêö³¿ ó ëåòàëüí³. Ñïîñòåð³ãàþòüñÿ ïîøêîäæåííÿ ÄÍÊ, âóãëåâîä³â, òîùî.

2. Ïðÿìà ä³ÿ. Áåçïîñåðåäíÿ âçàºìîä³ÿ çàðÿäæåíî¿ ÷àñòèíêè ç á³îìîëåêóëîþ.

àáî æ

Ïðîöåñè, ùî ïðèçâîäÿòü äî óðàæåííÿ á³îìîëåêóë – öå äèñîö³àö³ÿ íà ìîëåêóëÿðí³ ïðîäóêòè ³ âçàºìîä³ÿ ¿õ ç ñåíñèá³ë³çàòîðàìè (íàïðèêëàä, êèñíåì)

Ðàä³àö³éíå âðàæåííÿ ïîä³ëÿºòüñÿ íà òàê³ ñòàä³¿ (1_2 ñëàéä 12):

1. Ô³çèêî-õ³ì³÷íèé åòàï: ³îí³çàö³ÿ ³ çáóäæåííÿ àòîì³â ³ ìîëåêóë,

2. Õ³ì³÷íèé åòàï: óòâîðåííÿ â³ëüíèõ ðàäèêàë³â,

3. Á³îìîëåêóëÿðíèé åòàï: ïîøêîäæåííÿ á³ëê³â, íóêëå¿íîâèõ êèñëîò, ë³ï³ä³â,

4. Ðàíí³ á³îëîã³÷í³ åôåêòè: çàãèáåëü êë³òèí, îðãàí³çìó,

5. Â³ääàëåí³ á³îëîã³÷í³ åôåêòè: ïóõëèíè, ãåíåòè÷í³ àíîìàë³¿, çàãèáåëü îðãàí³çìó

Ðîçãëÿíåìî ðàä³àö³éí³ åôåêòè îïðîì³íåííÿ ëþäåé:

1. Ñîìàòè÷í³: ãîñòðà òà õðîí³÷íà ïðîìåíåâà õâîðîáà, ëîêàëüí³ ïðîìåíåâ³ óðàæåííÿ

2. Ñîìàòèêî-ñòîõàñòè÷í³: çìåíøåííÿ òðèâàëîñò³ æèòòÿ, ëåéêîç (çëîÿê³ñí³ çì³íè êðîâîòâîðíèõ êë³òèí), çëîÿê³ñí³ ïóõëèíè â ð³çíèõ îðãàíàõ ³ òêàíèíàõ

3. Ãåíåòè÷í³: äîì³íàíòí³ ãåíí³ ìóòàö³¿ (ïðîÿâëÿþòüñÿ ó ïåðøîìó ïîêîë³íí³), ðåöåñèâí³ ãåíí³ ìóòàö³¿ (ïðîÿâëÿþòüñÿ, ÿêùî ó îáîõ áàòüê³â îäíàêîâèé ãåí áóâ ïîøêîäæåíèé), õðîìîñîìí³ àáåðàö³¿

## 2.3. Â³äíîñíà á³îëîã³÷íà åôåêòèâí³ñòü âèïðîì³íþâàíü.

Â³äíîñíà á³îëîã³÷íà åôåêòèâí³ñòü âèïðîì³íþâàííÿ (ÂÁÅ, RBE) – öå â³äíîøåííÿ á³îëîã³÷íî¿ åôåêòèâíîñò³ äîñë³äæóâàíîãî âèïðîì³íþâàííÿ äî á³îëîã³÷íî¿ åôåêòèâíîñò³ çàäàíîãî âèïðîì³íþâàííÿ (÷àñò³ø çà âñå ðåíòãåí³âñüêîãî ç åíåðã³ºþ 200 êåÂ, ³íêîëè ãàììà – âèïðîì³íþâàííÿ).

ÂÁÅ îö³íþþòü ïîð³âíÿííÿì äîçè âèïðîì³íþâàííÿ, ùî âèêëèêàº ïåâíèé á³îëîã³÷íèé åôåêò, ç äîçîþ ñòàíäàðòíîãî âèïðîì³íþâàííÿ, ùî âèêëèêàº òîé ñàìèé á³îëîã³÷íèé åôåêò.

Â ïåðøîìó íàáëèæåíí³ ìîæíà êàçàòè, ùî ÂÁÅ çàëåæèòü ëèøå â³ä ë³í³éíî¿ ïåðåäà÷³ åíåðã³¿ (ËÏÅ). ËÏÅ – åíåðã³ÿ, ÿêó ïåðåäàº ³îí³çóþ÷å âèïðîì³íþâàííÿ â ðå÷îâèí³ íà îäèíèöþ äîâæèíè ïðîá³ãó.

Ðåàëüíà çàëåæí³ñòü ËÏÅ ³ ÂÁÅ çîáðàæåíà íà ðèñóíêó

Ââîäÿòü òàê³ âàãîâ³ êîåô³ö³ºíòè äëÿ ð³çíèõ òèï³â âèïðîì³íþâàííÿ: ãàììà âèïðîì , åëåêòðîííå , íåéòðîííå , α-âèïðîì³íþâàííÿ

## 2.4. Ïðèíöèïè òåîð³¿ ì³øåí³. Åôåêòèâíèé îá'ºì ì³øåí³.

(ñò. 74 óñ³õ ëåêö³é ðàçîì)

Ïðèíöèï âëó÷åííÿ ³ ì³øåí³: â îðãàí³çìàõ ìîæíà âèä³ëèòè ÷àñòèíè ç íàäçâè÷àéíîþ (ïîð³âíÿíî ç ³íøèìè ÷àñòèíàìè) ÷óòëèâ³ñòþ äî ³îí³çóþ÷îãî âèïðîì³íþâàííÿ, âëó÷åííÿ â ÿê³ ïðèçâîäèòü äî âðàæåííÿ âñüîãî îá'ºêòà.

Ì³øåíü — ÷óòëèâà ÷àñòèíà îá'ºêòà (íàïðèêëàä, ÄÍÊ êë³òèíè), âëó÷åííÿ â ÿêó ³îí³çóþ÷îãî âèïðîì³íþâàííÿ ïðèçâîäèòü äî âðàæåííÿ óñüîãî îá'ºêòà.

Îäíîóäàðíà ì³øåíü: âëó÷åííÿ â ïåâíó ÷óòëèâó îáëàñòü (ì³øåíü), ï³ä ÷àñ ÿêîãî â³äáóâàºòüñÿ îäèíè÷íèé ïåðåíîñ äåÿêî¿ ì³í³ìàëüíî¿ ê³ëüêîñò³ åíåðã³¿, äîñòàòíüî äëÿ äîñÿãíåííÿ ³ ðåºñòðàö³¿ åôåêòó ïîøêîäæåííÿ.

Íåõàé ìè îïðîì³íþºìî ñèñòåìó, ÿêà ñêëàäàºòüñÿ ç N0 îá’ºêò³â, êîæåí ç ÿêèõ ìàº ì³øåíü (ç ïëîùåþ ïåðåð³çó s ³ îá’ºìîì v).

Íåõàé äëÿ ³íàêòèâàö³¿ ñèñòåìè äîñòàòíüî, ùîá òðåê ²Â ïðîéøîâ ÷åðåç ïåðåð³ç ì³øåí³ (öÿ ïîä³ÿ - ïîòðàïëÿííÿ)

Òàê³ ïåðåäáà÷åííÿ åêñïåðèìåíòàëüíî ï³äòâåðäæóþòüñÿ äëÿ ²Â ç âèñîêîþ ù³ëüí³ñòþ ³îí³çàö³¿ (α-âèïðîì³íþâàíü)

Ê³ëüê³ñí³ çàêîíîì³ðíîñò³ òåîð³¿ ì³øåí³:

Êîëè òðàºêòîð³¿ ÷àñòèíîê ðîçïîä³ëÿþòüñÿ â ìåæàõ ì³øåí³ âèïàäêîâèì ÷èíîì, òî éìîâ³ðí³ñòü n-ïîòðàïëÿíü â ì³øåíü:

à –íàé³ìîâ³ðí³øà (³ ñåðåäíÿ) ê³ëüê³ñòü ïîòðàïëÿíü â ì³øåíü

Êîëè D – ñåðåäíÿ ê³ëüê³ñòü ÷àñòèíîê, ÿê³ ïðîë³òàþòü ÷åðåç îäèíè÷íèé ïåðåð³ç s (³ s – ïåðåð³ç ì³øåí³), òîä³

Êîëè N0 – çàãàëüíà ê³ëüê³ñòü îá’ºêò³â (êë³òèí òîùî) â îïðîì³íþâàí³é ñèñòåì³, à N – ê³ëüê³ñòü êë³òèí, â ÿê³ íå âëó÷èëî ²Â (“âèæèëè”), òî éìîâ³ðí³ñòü íåïîòðàïëÿííÿ (N/N0) (ïðè n=0):

Ïðè sD=1 âèæèâàþòü 37% îá’ºêò³â. Â³äïîâ³äíà äîçà – D37 – äîçà ²Â, ÿêó íàçèâàþòü: 37%-îâà, ³íàêòèâóþ÷à, ñåðåäíÿ ëåòàëüíà.

Çà öèõ óìîâ òåîðåòè÷íî íà 1 ì³øåíü ïðèïàäàº 1 ÷àñòèíêà ²Â

Åôåêòèâíèé îá’ºì ì³øåí³

Êîëè ðîçãëÿíóòè åëåêòðîìàãí³òí³ ²Â, ÿê³ õàðàêòåðèçóþòüñÿ çíà÷íî ìåíøîþ ãóñòèíîþ ³îí³çàö³¿, ìîæíà âèçíà÷èòè òàêîæ åôåêòèâíèé îá’ºì îäíîóäàðíî¿ ì³øåí³.

Íåõàé â ñèñòåì³ º N0 îá’ºêò³â ç ì³øåííþ îá’ºìîì v, ïðè÷îìó äëÿ ¿¿ ³íàêòèâàö³¿ äîñòàòíüî îäíî¿ ³îí³çàö³¿. Éìîâ³ðí³ñòü ïîòðàïëÿííÿ â ì³øåíü n-ðàç³â îïèñóºòüñÿ çàêîíîì:

Çíîâó, ïðè n=0:

Àíàëîã³÷íî: ïðè vD=1 ìàºìî äîçó D37 ³ ìîæåìî âèçíà÷èòè åôåêòèâíèé îá’ºì ì³øåí³:

## 2.5. Óí³êàëüí³ òà ìàñîâ³ ñòðóêòóðè êë³òèíè. Áàãàòîóäàðí³ ì³øåí³.

Íàä³éí³ñòü á³îëîã³÷íî¿ ñèñòåìè – öå ¿¿ çäàòí³ñòü âèêîíóâàòè ñïåöèô³÷í³ ôóíêö³¿ ç çàäàíèìè õàðàêòåðèñòèêàìè ïðîòÿãîì íåîáõ³äíîãî ïåð³îäó ÷àñó.

Íàä³éí³ñòü êë³òèíè ÿê á³îëîã³÷íî¿ ñèñòåìè â çíà÷í³é ì³ð³ çàëåæèòü â³ä íåóøêîäæåíîñò³ óí³êàëüíèõ ñòðóêòóð êë³òèíè – çîêðåìà, ÄÍÊ, ÿêå çíàõîäèòüñÿ â îäèíè÷í³é êîï³¿ (îñîáëèâî, ó âèïàäêó ãàïëî¿äíèõ êë³òèí).

²íø³ ìàêðîìîëåêóëè ôîðìóþòü ìàñîâ³ ñòðóêòóðè êë³òèíè (çîêðåìà, öå ÐÍÊ), îñê³ëüêè âîíè ìîæóòü áóòè â³äòâîðåí³ ó íåïîøêîäæåíîìó ñòàí³.

Îäíîóäàðí³ òà áàãàòîóäàðí³ ì³øåí³

Ïðèíöèï ì³øåí³ òâåðäèòü, ùî ðåàêö³ÿ êë³òèíè íà îïðîì³íåííÿ çàëåæèòü â³ä òîãî, âëó÷èòü ÷è í³ êâàíò àáî ÷àñòèíêà ³îí³çóþ÷îãî âèïðîì³íþâàííÿ ó ïåâíèé æèòòºâî âàæëèâèé îá'ºì êë³òèíè —¿¿ "ì³øåíü" (íàïð., ìîëåêóëó äåçîêñèðèáîíóêëå¿íîâî¿ êèñëîòè). ²ìîâ³ðí³ñòü öüîãî âëó÷åííÿ çàëåæèòü â³ä îá'ºìó "ì³øåí³" é îïèñóºòüñÿ ð³âíÿííÿì Ïóàññîíà. ²íîä³ äëÿ âèÿâó ðàä³îá³îë. åôåêòó íåîáõ³äíî íå îäíå, à äâà, òðè ³ á³ëüøå âëó÷åíü ó "ì³øåíü" (öå — "äâî-, òðè- àáî áàãàòîóäàðí³ "ì³øåí³").

Êðèòåð³¿ îäíîóäàðíîñò³ ì³øåí³:

1- ë³í³éí³ñòü ãðàô³êà â êîîðäèíàòàõ [ ln(N/N0) ; D ]:

2- åôåêò, ÿêèé ñïðè÷èíÿº ïåâíà ïîãëèíóòà äîçà íå çàëåæèòü â³ä ïîòóæíîñò³ äîçè ³ â³ä òîãî, ÿêèìè ÷àñòèíàìè îá’ºêò îòðèìóâàâ äîçó,

(Êîëè óìîâà íå âèêîíóºòüñÿ – ìàº ì³ñöå êóìóëÿòèâíèé åôåêò)

3- ïðè îäíàêîâîìó åôåêò³ äîçà, ÿêà éîãî ñïðè÷èíÿº, çðîñòàº ïðè ïåðåõîä³ â³ä ²Â ç íèçüêîþ äî ²Â ç âèñîêîþ ãóñòèíîþ ³îí³çàö³¿.

Êðèòåð³¿ áàãàòîóäàðíîñò³ ì³øåí³:

1- ë³í³éí³ñòü ãðàô³êà â êîîðäèíàòàõ [ ln(N/N0) ; D ] âòðà÷àºòüñÿ:

×èì âèùà “óäàðí³ñòü” ì³øåí³, òèì á³ëüø âèðàæåíå “ïëå÷å”

2 – òåîðåòè÷íà çàëåæí³ñòü:

## 2.6. Ñòðóêòóðíî-ìåòàáîë³÷íà òåîð³ÿ.

Ñâîºð³äíîþ ³íòåãðàëüíîþ òåîð³ºþ, ùî ïîÿñíþº á³îëîã³÷íó ä³þ ³îí³çóþ÷èõ âèïðîì³íþâàíü º ñòðóêòóðíî-ìåòàáîë³÷íà òåîð³ÿ (1976). Àâòîð ö³º¿ òåîð³¿ À. Ì. Êóç³í ââàæàº, ùî ïîðóøåííÿ ï³ä ä³ºþ ðàä³àö³¿ îáóìîâëåí³ äåñòðóêö³ºþ âñ³õ îñíîâíèõ á³îïîë³ìåðíèõ ìîëåêóë, öèòîïëàçìàòè÷åñêèõ ³ ìåìáðàííèõ ñòðóêòóð â æèâ³é êë³òèí³.

Ïðèíöèï áàãàòîôàêòîðíîñò³ ïðîÿâ³â ðàä³îá³îëîã³÷íèõ ðåàêö³é, ÿêèé ïåðåäáà÷àº íàñòóïí³ ñï³ëüí³ âëàñòèâîñò³:

1 – ïåðåäàâàííÿ åíåðã³¿ ²Â çä³éñíþºòüñÿ äèñêðåòíî,

2 – ²Â ä³þòü íå ò³ëüêè áåçïîñåðåäíüî, àëå é îïîñåðåäêîâàíî,

3 – äëÿ âñ³õ êë³òèííèõ ñòðóêòóð õàðàêòåðí³ ðàä³îá³îëîã³÷í³ åôåêòè,

4 – ãåíåòè÷í³ çì³íè óñïàäêîâóþòüñÿ,

5 – ó êë³òèí³ îäíî÷àñíî â³äáóâàºòüñÿ íå ëèøå ïîøêîäæåííÿ, àëå é â³äíîâëåííÿ (ðåïàðàö³ÿ),

6 – áóäü-ÿêèé ðàä³îá³îëîã³÷íèé åôåêò ðîçâèâàºòüñÿ â ÷àñ³.

Ó ö³é òåîð³¿ ïðîâ³äíà ðîëü ó ðàä³àö³éíîìó åôåêò³ ïðèä³ëÿºòüñÿ ïîðóøåííÿì ó êë³òèííîìó ÿäð³ ³ á³îìåìáðàíàõ. Á³îìåìáðàíè ãðàþòü âèêëþ÷íî âàæëèâó ðîëü â ä³ëåíí³ êë³òèíè. Åêñïåðèìåíòàëüíî áóëî ïîêàçàíî, ùî ÄÍÊ ïîâ'ÿçàíà ç á³îìåìáðàíàìè: ïî÷àòîê ðîçïë³òàííÿ ñï³ðàë³ ³ ñèíòåçó ÄÍÊ â³äáóâàºòüñÿ â òî÷êàõ ¿¿ ïðèêð³ïëåííÿ äî ìåìáðàíè. Íà ïîâåðõí³ á³îìåìáðàí º îñîáëèâ³ ðåöåïòîðè, ÿê³ ïåðåäàþòü ñèãíàëè ãîðìîí³â ÷åðåç ë³ï³äè ìåìáðàí. Ë³ï³äè ìåìáðàí, ï³ääàþ÷èñü âïëèâó ³îí³çóþ÷î¿ ðàä³àö³¿, â ïðèñóòíîñò³ êèñíþ óòâîðþþòü ïåðîêñèäè òà ïðîäóêòè ¿õ ðîçïàäó. Ö³ çì³íè ïðèçâîäÿòü äî ïîðóøåííÿ ïðîíèêíîñò³ ìåìáðàí ³ âàæëèâèõ ìåòàáîë³÷íèõ ïðîöåñ³â: ³íàêòèâàö³¿ ôåðìåíò³â, ãîðìîí³â, ïðèäóøåííÿ åíåðãåòè÷íèõ ôóíêö³é ì³òîõîíäð³é ³ ñèíòåçó ÄÍÊ ³ ÐÍÊ, ðîçëàäó êåðóþ÷èõ ñèñòåì ³ ³íøèõ òÿæêèõ íàñë³äê³â.

Òàêèì ÷èíîì, â ñòðóêòóðíî-ìåòàáîë³÷íî¿ òåîð³¿ äî ðàä³àö³éíîãî óðàæåííÿ ÿäåðíèõ ìàêðîìîëåêóë ÿê ôàêòîðó ïðÿìî¿ ä³¿ â³äïîâ³äíî äî òåîð³¿ ì³øåí³ äîäàþòüñÿ ïîðóøåííÿ öèòîïëàçìàòè÷íèõ ñòðóêòóð ³ çì³íà íîðìàëüíîãî ¿õ ôóíêö³îíóâàííÿ.

À. Ì. Êóç³í ââ³â ïîíÿòòÿ ïðî ðå÷îâèíè, ùî âïëèâàþòü íà ãåíîì êë³òèíè, ³ íàçâàâ ¿õ òðèãåð-åôåêòîðàìè- ðå÷îâèíè, ÿê³ âèíèêàþòü ïðè îïðîì³íåíí³ êë³òèí. Ï³ä ä³ºþ ð³çíèõ äîç ðàä³àö³¿ òðèãåð-åôåêòîðè (ñåì³õ³íîíè, õ³íîíè, ãîðìîíè òà ³í.) çàëåæíî â³ä ¿õ êîíöåíòðàö³¿ ìîæóòü íàäàâàòè äåïðåñèâíó àáî ðåïðåñèâíó ä³þ íà ãåíîì êë³òèíè, à îòæå, ³ íà á³îñèíòåòè÷í³ ïðîöåñè. Ñàìå ³îí³çóþ÷å âèïðîì³íþâàííÿ ðîçãëÿäàþòü ÿê íåñïåöèô³÷íèé òðèãåð-åôåêòîð. Âèçíàíî, ùî ³îí³çóþ÷å âèïðîì³íþâàííÿ â ÷èñë³ ³íøèõ ôàêòîð³â çîâí³øíüîãî ñåðåäîâèùà º ïîñò³éíèìè ïîäðàçíèêàìè á³îëîã³÷íèõ îá'ºêò³â, ñâîºð³äíèì ñòðåñ-ôàêòîðîì. Ðåàêö³ÿ îðãàí³çìó çàëåæèòü â³ä ñèëè ïîäðàçíèêà (â³ä äîçè ³îí³çóþ÷îãî âèïðîì³íþâàííÿ). Ï³ä âïëèâîì ðàä³àö³¿ â îðãàí³çì³ íå âèíèêàº ïðèíöèïîâî íîâèõ õ³ì³÷íèõ ñïîëóê. Äåÿê³ ç òîêñè÷íèõ ìåòàáîë³ò³â çàâæäè â íåâåëèêèõ ê³ëüêîñòÿõ ì³ñòÿòüñÿ â êë³òèíàõ çäîðîâèõ òêàíèí. Ï³ä ä³ºþ ðàä³àö³¿ âì³ñò ¿õ çíà÷íî çá³ëüøóºòüñÿ ³ äîäàòêîâî ç'ÿâëÿþòüñÿ íîâ³ òîêñè÷í³ ñïîëóêè. Ïåðâèíí³ ðàä³îòîêñèíè óòâîðþþòü âåëèêó ê³ëüê³ñòü âòîðèííèõ ðàä³îòîêñèí³â, ÿê³ â³ä³ãðàþòü ³ñòîòíó ðîëü ó ïàòîãåíåç³ ³ ðåçóëüòàò³ ïðîìåíåâèõ âðàæåíü.

Ñòðóêòóðíî-ìåòàáîë³÷íà òåîð³ÿ â³äð³çíÿºòüñÿ á³ëüøîþ àðãóìåíòàö³ºþ ³ äàº á³ëüø äåòàëüíå óÿâëåííÿ ïðî ïåðâèíí³ ìåõàí³çìè ä³¿ ðàä³àö³¿ íà îðãàí³çì, ÿêå â ïîäàëüøîìó ïîñèëþºòüñÿ íåéðîåíäîêðèííèìè ³ ãóìîðàëüíèìè ðåàêö³ÿìè, òîáòî îïîñåðåäêîâàíî.

## 2.7. Òèïè ðàä³àö³éíî¿ çàãèáåë³ êë³òèí. Ïðîë³ôåðàòèâíà çàãèáåëü êë³òèí. ²íòåðôàçíà çàãèáåëü êë³òèí.

Çàãèáåëü êë³òèí ïðè îïðîì³íåíí³ çàëåæèòü â³ä ì³ðè ¿õ äèôåðåíö³éîâàíîñò³, ïðîë³ôåðàòèâíî¿ àêòèâíîñò³ ³ òðèâàëîñò³ ì³òîçó (ïðàâèëî Áåðãîíüº-Òðèáîíäî, 1906 ð.)

Ôàçè êë³òèííîãî öèêëó:

G1 – ïî÷àòêîâîãî ðîñòó (ñèíòåç ìÐÍÊ, á³ëê³â),

S – ðåïë³êàö³¿ (ïîäâîºííÿ ÄÍÊ),

G2 – ðîñòó,

Ì – ì³òîçó,

+

G0 – ñïîêîþ

Òèïè ðàä³àö³éíî¿ çàãèáåë³ êë³òèí çàëåæàòü â³ä ¿õ ïðîë³ôåðàòèâí¿ àêòèâíîñò³ ³ ñòàä³¿ êë³òèííîãî öèêëó:

Ðåïðîäóêòèâíà çàãèáåëü (ì³òîòè÷íà çàãèáåëü, â³äñòðî÷åíà çàãèáåëü)

• (õàðàêòåðíà äëÿ êë³òèí, ÿê³ â íîðì³ àêòèâíî ïðîë³ôåðóþòü, àáî øòó÷íî ñòèìóëüîâàí³ äî àêòèâíî¿ ïðîë³ôåðàö³¿)

²íòåðôàçíà çàãèáåëü

• (õàðàêòåðíà äëÿ äèôåðåíö³éîâàíèõ êë³òèí, ÿê³ çíàõîäÿòüñÿ â ³íòåðôàç³)

Äîïîâíåííÿ:

Àïîïòîç ³ íåêðîç – îáèäâà õàðàêòåðí³ äëÿ ïðîë³ôåðàòèâíî¿ òà ³íòåðôàçíî¿ çàãèáåë³ êë³òèí

• Ì³òîòè÷íà êàòàñòðîôà (ï³äòèï 1) – ðåàë³çàö³ÿ àïîïòè÷íî¿ ïðîãðàìè âëàñíå â ïðîöåñ³ ì³òîçó; ïðè öüîìó ñåãðåãàö³ÿ õðîìîñîì íå ñïîñòåð³ãàºòüñÿ, ³ êë³òèíà áëîêóºòüñÿ â îäí³é ç ôàç ì³òîçó (çàçâè÷àé, â ïðîìåòàôàç³ ³ ìåòàôàç³).

• Ïåðåâàæíî ðåàë³çóºòüñÿ çà ì³òîõîíäð³àëüíèì øëÿõîì (çà àêòèâàö³¿ ³í³ö³àòîðíî¿ êàñïàçè 9).

• Ì³òîòè÷íà êàòàñòðîôà (ï³äòèï 2) – ïîñòì³òîòè÷íà çàãèáåëü ïîë³ïëî¿äíèõ êë³òèí – ðåàë³çàö³ÿ àïîïòè÷íî¿ ïðîãðàìè ï³ñëÿ çàâåðøåííÿ àíîìàëüíîãî ì³òîçó êîëè íå â³äáóâàºòüñÿ ðîçä³ëåííÿ õðîìîñîì ³ óòâîðåííÿ äî÷³ðí³õ êë³òèí, â ñòàä³¿ G1.Ïðè öüîìó îêðåì³ ÿäðà òàêî¿ ã³ãàíòñüêî¿ êë³òèíè ïåðåâàæíî çàëèøàþòüñÿ àíåóïëî¿äíèìè.

Ïðè÷èíè ÌÊ: ïîøêîäæåííÿ ÄÍÊ (êîíòðîëþ ì³òîçó), ïîðóøåííÿ âåðåòåíà ïîä³ëó (ôîðìóâàííÿ áàãàòîïîëþñíîãî âåðåòåíà ïîä³ëó).

Ïðè ïîðóøåíí³ ïðîöåñ³â àïîïòîçó (ïåðåâ³ðêà â òî÷ö³ ðåñòðèêö³¿) ïîë³ïëî¿äíèõ (çîêðåìà, òåòðàïëî¿äíèõ) êë³òèí, âîíè çäàòí³ íàäàë³ çä³éñíþâàòè êë³òèííèé öèêë ³ ì³òîç.

• Àóòîôàã³ÿ – öå äåãðàäàö³ÿ îðãàíåë ³ öèòîïëàçìàòè÷íîãî ìàòåð³àëó, ÿêà çä³éñíþºòüñÿ çà ó÷àñò³ âíóòð³øíüîêë³òèííèõ ìåìáðàííèõ ñòðóêòóð. Ïðè öüîìó de novo ôîðìóþòüñÿ ñïåö³àë³çîâàí³ ñòðóêòóðè – àóòîôàãîñîìè – äâîìåìáðàíí³ ñòðóêòóðè ç ÷àñòèíàìè âóòð³øíüîêë³òèííîãî âì³ñòó.

• Êîëè àóòîôàãîñîìè çëèâàþòüñÿ ç ë³çîñîìàìè (àóòîôàãîë³çîñîìè), â³äáóâàºòüñÿ ðîçùåïëåííÿ ¿õ âì³ñòó.

• Àóòîôàã³ÿ çàïóñêàºòüñÿ, çîêðåìà, ïîøêîäæåííÿì îãðàíåë (ì³òîõîíäð³é, ïåðîêñèñîì òîùî)

Êë³òèííèé öèêë ³ ôàçè ì³òîçó

## 2.8. Ðàä³î÷óòëèâ³ñòü êë³òèí. Ïðèðîäà ðàä³àö³éíî¿ ñìåðò³ êë³òèí. Ïîñòðàä³àö³éíå â³äíîâëåííÿ êë³òèí – ðåïàðàö³ÿ.

Çàãèáåëü êë³òèí ïðè îïðîì³íåíí³ çàëåæèòü â³ä ì³ðè ¿õ äèôåðåíö³éîâàíîñò³, ïðîë³ôåðàòèâíî¿ àêòèâíîñò³ ³ òðèâàëîñò³ ì³òîçó (ïðàâèëî Áåðãîíüº-Òðèáîíäî, 1906 ð.)

Ôàçè êë³òèííîãî öèêëó:

G1 – ïî÷àòêîâîãî ðîñòó (ñèíòåç ìÐÍÊ, á³ëê³â),

S – ðåïë³êàö³¿ (ïîäâîºííÿ ÄÍÊ),

G2 – ðîñòó,

Ì – ì³òîçó,

+

G0 – ñïîêîþ

Ó âèïàäêó âèÿâëåííÿ ïîøêîäæåíü êë³òèíà:

1. çóïèíÿº öèêë â G1, S, G2 ôàçàõ;
2. óïîâ³ëüíþº ðåïë³êàö³þ ÄÍÊ;
3. çá³ëüøóº òðàíñêðèïö³þ ãåí³â ðåïàðàö³¿;
4. ³íäóêóº àïîïòîç

Âèÿâëåííÿ ïîøêîäæåíü ÄÍÊ çä³éñíþþòü ñïåöèô³÷í³ ê³íàçè – ç íàäðîäèíè Ð²3-ê³íàç.

Ïîøêîäæåííÿ ðåºñòðóº ïðîòå¿íê³íàçà Rad3, âîíà ôîñôîðèëþº, àêòèâóþ÷è, íàñòóïíó ê³íàçó, ïîò³ì ê³íàçà àêòèâóº ê³íàçó Chk1. Chk1 ôîñôîðèëþº (Ser 33, 192, 359) CDC25. Ôîñôîðèëüîâàí³ çàëèøêè ñåðèíó – ñàéòè çâ’ÿçóâàííÿ êîìïëåêñó á³ëê³â 14-3-3.

Â ãðóï³ ç êîìïëåêñîì 14-3-3, ÑDC25 òðàíñëîêóºòüñÿ ç ÿäðà â öèòîïëàçìó.

Êë³òèííèé öèêë çóïèíÿºòüñÿ.

Òèïè ðàä³àö³éíî¿ çàãèáåë³ êë³òèí çàëåæàòü â³ä ¿õ ïðîë³ôåðàòèâí¿ àêòèâíîñò³ ³ ñòàä³¿ êë³òèííîãî öèêëó:

1. Ðåïðîäóêòèâíà çàãèáåëü (ì³òîòè÷íà çàãèáåëü, â³äñòðî÷åíà çàãèáåëü) (õàðàêòåðíà äëÿ êë³òèí, ÿê³ â íîðì³ àêòèâíî ïðîë³ôåðóþòü, àáî øòó÷íî ñòèìóëüîâàí³ äî àêòèâíî¿ ïðîë³ôåðàö³¿)

2. ²íòåðôàçíà çàãèáåëü (õàðàêòåðíà äëÿ äèôåðåíö³éîâàíèõ êë³òèí, ÿê³ çíàõîäÿòüñÿ â ³íòåðôàç³)

Íåêðî́ç, çìåðòâ³́ííÿ, (â³ä ãðåö. Νεκρός — ñìåðòü) — öå ïàòîëîã³÷íèé ñòàí ïðè ÿêîìó â³äáóâàºòüñÿ äåíàòóðàö³ÿ âíóòð³øíüîêë³òèííèõ ïðîòå¿í³â òà ôåðåìåíòàòèâíå ïåðåòðàâëåííÿ çìåðòâ³ëèõ êë³òèí. Íåêðîòè÷í³ êë³òèíè âòðà÷àþòü çäàòí³ñòü ï³äòðèìóâàòè ö³ë³ñí³ñòü ìåìáðàíè, âíàñë³äîê ÷îãî êîïìîíåíòè êë³òèí âèõîäÿòü çà ¿¿ ìåæ³, ùî âèêëèêàº çàïàëåííÿ îòî÷óþ÷èõ íåêðîç òêàíèí. Ôåðìåíòè, ùî âèêëèêàþòü ïåðåòðàâëåííÿ íåêðîòè÷íèõ êë³òèí íàäõîäÿòü ç ¿õ ë³çîñîì, à òàêîæ ç ëåéêîöèò³â, ùî çàâæäè ñóïðîâîäæóþòü çàïàëåíó ðåàêö³þ.

Àïîïòî́ç (â³ä äàâ.-ãð. απόπτωσις — îïàäàííÿ) — íàéá³ëüø ðîçïîâñþäæåíèé òèï çàïðîãðàìîâàíî¿ êë³òèííî¿ ñìåðò³. ²íøèìè ñëîâàìè — öå ñóêóïí³ñòü êë³òèííèõ ïðîöåñ³â, ùî ïðèçâîäÿòü äî çàãèáåë³ êë³òèíè. Íà â³äì³íó â³ä ³íøîãî âèäó êë³òèííî¿ ñìåðò³ — íåêðîçó — ïðè àïîïòîç³ íå â³äáóâàºòüñÿ ðóéíóâàííÿ öèòîïëàçìàòè÷íî¿ êë³òèííî¿ ìåìáðàíè ³, â³äïîâ³äíî, âì³ñò êë³òèíè íå ïîòðàïëÿº â ïîçàêë³òèííå ñåðåäîâèùå. Õàðàêòåðíîþ îçíàêîþ º ôðàãìåíòàö³ÿ ÄÍÊ ó ì³æíóêëåîñîìàëüíèõ ä³ëÿíêàõ ñïåöèô³÷íîþ åíäîíóêëåçîþ — CAD (caspase activated DNase) íà ôðàãìåíòè ç ðîçì³ðîì, êðàòíèì 180–200 íóêëåîòèäàì. Â ðåçóëüòàò³ àïîïòîçó â³äáóâàºòüñÿ óòâîðåííÿ àïîïòè÷íèõ ò³ëåöü — ìåìáðàííèõ âåçèêóë, ÿê³ ì³ñòÿòü ö³ë³ñí³ îðãàíåëè ³ ôðàãìåíòè ÿäåðíîãî õðîìàòèíó. Ö³ ò³ëüöÿ ïîãëèíàþòüñÿ ñóñ³äí³ìè êë³òèíàìè ÷è ìàêðîôàãàìè â ðåçóëüòàò³ ôàãîöèòîçó. Òàê ÿê ïîçàêë³òèííèé ìàòðèêñ íå óðàæàºòüñÿ êë³òèííèìè ôåðìåíòàìè, íàâ³òü ïðè âåëèê³é ê³ëüêîñò³ àïîïòîçíèõ êë³òèí, çàïàëåííÿ íå ñïîñòåð³ãàºòüñÿ.

Ì³òîòè÷íà êàòàñòðîôà (ï³äòèï 1) ðåàë³çàö³ÿ àïîïòè÷íî¿ ïðîãðàìè âëàñíå â ïðîöåñ³ ì³òîçó; ïðè öüîìó ñåãðåãàö³ÿ õðîìîñîì íå ñïîñòåð³ãàºòüñÿ, ³ êë³òèíà áëîêóºòüñÿ â îäí³é ç ôàç ì³òîçó (çàçâè÷àé, â ïðîìåòàôàç³ ³ ìåòàôàç³). Ïåðåâàæíî ðåàë³çóºòüñÿ çà ì³òîõîíäð³àëüíèì øëÿõîì (çà àêòèâàö³¿ ³í³ö³àòîðíî¿ êàñïàçè 9).

Ì³òîòè÷íà êàòàñòðîôà (ï³äòèï 2) – ïîñòì³òîòè÷íà çàãèáåëü ïîë³ïëî¿äíèõ êë³òèí – ðåàë³çàö³ÿ àïîïòè÷íî¿ ïðîãðàìè ï³ñëÿ çàâåðøåííÿ àíîìàëüíîãî ì³òîçó êîëè íå â³äáóâàºòüñÿ ðîçä³ëåííÿ õðîìîñîì ³ óòâîðåííÿ äî÷³ðí³õ êë³òèí, â ñòàä³¿ G1.Ïðè öüîìó îêðåì³ ÿäðà òàêî¿ ã³ãàíòñüêî¿ êë³òèíè ïåðåâàæíî çàëèøàþòüñÿ àíåóïëî¿äíèìè.

Ïðè÷èíè ÌÊ:

• ïîøêîäæåííÿ ÄÍÊ (êîíòðîëþ ì³òîçó), ïîðóøåííÿ âåðåòåíà ïîä³ëó (ôîðìóâàííÿ áàãàòîïîëþñíîãî âåðåòåíà ïîä³ëó).

• Ïðè ïîðóøåíí³ ïðîöåñ³â àïîïòîçó (ïåðåâ³ðêà â òî÷ö³ ðåñòðèêö³¿) ïîë³ïëî¿äíèõ (çîêðåìà, òåòðàïëî¿äíèõ) êë³òèí, âîíè çäàòí³ íàäàë³ çä³éñíþâàòè êë³òèííèé öèêë ³ ì³òîç.

Àóòîôàã³éíà çàãèáåëü êë³òèí

Àóòîôàã³ÿ – öå äåãðàäàö³ÿ îðãàíåë ³ öèòîïëàçìàòè÷íîãî ìàòåð³àëó, ÿêà çä³éñíþºòüñÿ çà ó÷àñò³ âíóòð³øíüîêë³òèííèõ ìåìáðàííèõ ñòðóêòóð. Ïðè öüîìó de novo ôîðìóþòüñÿ ñïåö³àë³çîâàí³ ñòðóêòóðè – àóòîôàãîñîìè – äâîìåìáðàíí³ ñòðóêòóðè ç ÷àñòèíàìè âóòð³øíüîêë³òèííîãî âì³ñòó. Êîëè àóòîôàãîñîìè çëèâàþòüñÿ ç ë³çîñîìàìè (àóòîôàãîë³çîñîìè), â³äáóâàºòüñÿ ðîçùåïëåííÿ ¿õ âì³ñòó.Àóòîôàã³ÿ çàïóñêàºòüñÿ, çîêðåìà, ïîøêîäæåííÿì îãðàíåë (ì³òîõîíäð³é, ïåðîêñèñîì òîùî)

Ïðîãðàìîâàíèé íåêðîç – åíåðãåòè÷íà êàòàñòðîôà êë³òèíè: ôàêòè÷íîþ ïðè÷èíîþ íåêðîçó º çíèæåííÿ ð³âíÿ ÀÒÔ íèæ÷å êðèòè÷íîãî çíà÷åííÿ, ñïðè÷èíåíå òîêñèíàìè àáî ô³çè÷íèì ðóéíóâàííÿì ñòðóêòóð êë³òèíè. Ïðîãðàìîâàíèé íåêðîç ðåöåïòîð-îïîñåðåäêîâàíî ³íäóêóºòüñÿ ìîëåêóëàìè TNF (tumor necrosis factor – ôàêòîð íåêðîçó ïóõëèí) àáî ïðè îäíî÷àñí³é àêòèâàö³¿ àïîïòîçó ÷åðåç ðåöåïòîðè Fas ³ áëîêóâàíí³ êàñïàç.

Ìîäóëÿö³ÿ ðàä³î÷óòëèâîñò³ êë³òèí

• Àêòèíîì³öèí Ä, Öèêëîãåêñ³ì³ä, Ñòðåïòîâ³òàöèí À,

• Àãìàòèí, Ñïåðì³äèí, NaCl,

• Äèõàëüí³ îòðóòè (ö³àí³äè, äèí³òðîôåíîë, éîäàöåòàò, àðñåíàò íàòð³þ),

• Í³êîòèíàì³ä,

• Öèñòåàì³í,

• Î2

Ïîñòðàä³àö³éíå â³äíîâëåííÿ êë³òèí – ðåïàðàö³ÿ

l Ñóáëåòàëüí³ ðàä³àö³éí³ ïîøêîäæåííÿ – òàê³ ïîøêîäæåííÿ, ÿê³ ñàì³ ïî ñîá³ íå ñïðè÷èíÿþòü çàãèáåëü êë³òèí, îäíàê ïîëåãøóþòü ¿¿ ³íàêòèâàö³þ ïðè íàñòóïíîìó îïðîì³íåíí³ (îäèíè÷í³ ðîçðèâè ÄÍÊ)

l Ïîòåíö³éíî ëåòàëüí³ ïîøêîäæåííÿ – òàê³ ïîøêîäæåííÿ, ÿê³ ñàì³ ïî ñîá³ ñïðè÷èíÿþòü çàãèáåëü êë³òèíè, àëå ìîæóòü áóòè ðåïàðîâàí³ (ðåïàðàö³ÿ ìîæëèâà ò³ëüêè â G0- òà G1-ôàçàõ êë³òèííîãî öèêëó)

Á³îõ³ì³÷íà ðåïàðàö³ÿ çä³éñíþºòüñÿ ³ç çàëó÷åííÿì ïðîöåñ³â:

l ë³êâ³äàö³ÿ îäíî- ³ äâîíèòêîâèõ ðîçðèâ³â ÄÍÊ,

l âèð³çàííÿ ä³ëÿíîê ÄÍÊ ç ïîøêîäæåíèìè àçîòèñòèìè îñíîâàìè ³ ðåêîíñòðóêö³ÿ ïîðîæí³õ ä³ëÿíîê çà äîïîìîãîþ êîìïëåìåíòàðíîãî ôðàãìåíòó ïðîòèëåæíî¿ íèòêè ÄÍÊ

Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ðåïàðàö³ÿ ìàêðîìîëåêóë:

l ïîñòðàä³àö³éíà ðåàêòèâàö³ÿ ìàêðîìîëåêóë,

l âíóòð³øíüîìîëåêóëÿðíà ðåïàðàö³ÿ,

l ðåïàðàö³ÿ ïðîäóêòàìè ðàä³îë³çó (íàïðèêëàä, ïðîäóêòàìè ðàä³îë³çó ñóëüôã³äðèëüíèõ ðå÷îâèí)

## 2.9. Ðàä³àö³éí³ óøêîäæåííÿ ÄÍÊ ³ ÐÍÊ.

Ðàä³àö³éíå óøêîäæåííÿ ÄÍÊ

l Îäèíè÷í³ (îäíîíèòêîâ³) ðîçðèâè ìîëåêóëè ÄÍÊ,

l Ïîäâ³éí³ (äâîíèòêîâ³) ðîçðèâè ìîëåêóëè ÄÍÊ,

l Ïîðóøåííÿ ñòðóêòóðè àçîòèñòèõ îñíîâ,

l Ïîðóøåííÿ ñòðóêòóðè ÄÍÊ-ìåìáðàííîãî êîìïëåêñà,

l Ïîðóøåííÿ ÄÍÊ-á³ëêîâèõ âçàºìîä³é

Ðàä³àö³éíî-õ³ì³÷íå óøêîäæåííÿ ÄÍÊ âêëþ÷àº:

Îäèíè÷í³ ðîçðèâè:

• äîáðå ðåïàðóþòüñÿ, òîìó çàçâè÷àé íå º ëåòàëüíèìè äëÿ êë³òèí;

• íå ñóïðîâîäæóþòüñÿ çì³íîþ ìîëåêóëÿðíî¿ ìàñè ôðàãìåíòà;

• ðîáëÿòü ìîëåêóëó ÄÍÊ á³ëüø ðóõëèâîþ, òîìó ìîæóòü ïðèçâîäèòè äî çì³íè ¿¿ ïîëîæåííÿ â ïðîñòîð³)

Ïîäâ³éí³ ðîçðèâè:

• çàçâè÷àé óòâîðþþòüñÿ ç îäèíè÷íèõ ïðè çá³ëüøåíí³ äîçè ²Â

• ñóïðîâîäæóþòüñÿ ðîçïàäîì ìîëåêóëè ÄÍÊ íà ôðàãìåíòè, äåïîë³ìåðèçàö³ºþ;

• ïðè

Ïîðóøåííÿ ñòðóêòóðè àçîòèñòèõ îñíîâ:

l çàçâè÷àé – òèì³äèíó

Ôîðìóâàííÿ çøèâîê:

l ì³æ ÄÍÊ ³ á³ëêàìè íóêëåîïðîòå¿äíîãî êîìïëåêñó

Ôîðìóâàííÿ “ì³ñòê³â”:

l ì³æ ìîëåêóëàìè ÄÍÊ òàê, ùî óòâîðþþòüñÿ ðîçãàëóæåí³ ìîëåêóëè

Ïîðóøåííÿ ñòðóêòóðè ÄÍÊ-ìåìáðàííîãî êîìïëåêñó:

l â îáëàñò³ ç’ºäíàííÿ ì³æ ÄÍÊ ³ ìåìáðàíîþ ÿäðà – ÿ íàñë³äîê – ïîðóøåííÿ ðåãóëÿö³¿ ³í³ö³àö³¿ ðåäóïë³êàö³¿ ÄÍÊ òà ðîçä³ëåííÿ íèòîê ÄÍÊ ó ì³òîç³

Ðàä³àö³éíî-õ³ì³÷í³ ïåðåòâîðåííÿ ÐÍÊ, àì³íîêèñëîò òà á³ëêîâèõ ìîëåêóë

• Îïðîì³íåííÿ ïðèçâîäèòü äî ïîðóøåííÿ ìîëåêóëàìè ÄÍÊ ³ ÐÍÊ çäàòíîñò³ äî ðåïë³êàö³¿, òðàíñêðèïö³¿, òðàíñëÿö³¿

ñèíòåç ÐÍÊ

## 2.10. Ðàä³àö³éí³ óøêîäæåííÿ á³ëê³â ³ ë³ï³ä³â.

( Ë5ñò16-18, Ë4ñò17, http://goo.gl/lS7YqI )

Ïðîòå¿íîâ³ ìåõàí³çìè âêëþ÷àþòü:

· Äåíàòóðàö³þ ‑ ïîðóøåííÿ íàòèâíî¿ ñòðóêòóðè á³ëêîâèõ ìîëåêóë ó ðåçóëüòàò³ çì³í âòîðèííî¿ ³ òðåòèííî¿ ñòðóêòóðè á³ëêà, âíàñë³äîê ðîçðèâó íåêîâàëåíòíèõ çâ'ÿçê³â, ïðèçâîäèòü äî:

·Ïðèãí³÷åííÿ àêòèâíîñò³ ôåðìåíò³â

·Ïðîòåîë³ç ï³ä ä³ºþ ë³çîñîìàëüíèõ ã³äðîë³òè÷íèõ ôåðìåíò³â (êàòåïñèí³â) ³ Ca-àêòèâîâàíèõ ïðîòåàç.

ïîøêîäæåííÿ ïåðâèííî¿ ñòðóêòóðè (ðóéíóâàííÿ àì³íîêèñëîò) ->ïîðóøåííÿ âòîðèííî¿ ñòðóêòóðè -> çì³íà êîíôîðìàö³¿ -> ïîðóøåííÿ ôóíêö³¿ (çîêðåìà, ïðè çì³í³ àêòèâíîãî öåíòðà åíçèì³â)

· Çì³íà àì³íîêèñëîòíîãî ñêëàäó (îñîáëèâî çíèæóºòüñÿ ê³ëüê³ñòü àì³íîêèñëîò ìåò³îí³íó, ôåí³ëàëàí³íó, ë³çèíó, ã³ñòèäèíó, òèðîçèíó ³ öèñòå¿íó),

· Ïîðóøåííÿ òðåòèííî¿ ñòðóêòóðè,

· Ðîçðèâè ïîë³ïåïòèäíîãî ëàíöþãà,

· Ôîðìóâàííÿ çøèâîê ì³æ ïåïòèäíèìè ëàíöþãàìè

· Ðîçðèâ ñóëüôã³äðèëüíèõ ãðóï ³ ïîÿâà â³ëüíèõ SH-ãðóï

·

Ë³ï³äí³ ìåõàí³çìè óøêîäæåííÿ êë³òèíè âêëþ÷àþòü â ñåáå ê³ëüêà ãðóï ðåàêö³é:

Àêòèâàö³ÿ ìåìáðàííèõ ôîñôîë³ïàç. Ó ïàòîãåíåç³ óøêîäæåííÿ êë³òèíè âàæëèâå çíà÷åííÿ ìàº íàäì³ðíà àêòèâàö³ÿ ôîñôîë³ïàçè À2 ‑ ôåðìåíòó, ùî çä³éñíþº ã³äðîë³òè÷íå â³äùåïëåííÿ íåíàñè÷åíî¿ æèðíî¿ êèñëîòè ‑ îäíîãî ç äâîõ ã³äðîôîáíèõ õâîñò³â ìîëåêóëè ôîñôîë³ï³äó. Íåíàñè÷åí³ æèðí³ êèñëîòè (àðàõ³äîíîâà, ïåíòàíîºíîâà é ³í.) âèòðà÷àþòüñÿ íà óòâîðåííÿ ô³ç³îëîã³÷íî àêòèâíèõ ñïîëóê ‑ ïðîñòàãëàíäèí³â ³ ëåéêîòð³ºí³â. ×àñòèíà ìîëåêóëè ôîñôîë³ï³äó (ë³çîôîñôîë³ï³ä) ùî çàëèøèëàñÿ, ìàº ëèøå îäèí æèðíîêèñëîòíèé "õâ³ñò", óíàñë³äîê ÷îãî ìàº çäàòí³ñòü äî ì³öåëëîîóòâîðåííÿ ³ º äóæå ñèëüíèì äåòåðãåíòîì. Ç äåòåðãåíòíèì âïëèâîì ë³çîôîñôîë³ï³ä³â çâ'ÿçàíå óøêîäæåííÿ êë³òèííèõ ìåìáðàí â óìîâàõ íàäì³ðíî¿ àêòèâàö³¿ ôîñôîë³ïàçè À2. Îñíîâíèì ôàêòîðîì, ùî âèêëèêàº òàêó àêòèâàö³þ, º âèñîêà êîíöåíòðàö³ÿ ³îí³â Ca ó öèòîïëàçì³ êë³òèíè

Ïåðåêèñíèì îêèñëåííÿì ë³ï³ä³â (ÏÎË) íàçèâàºòüñÿ â³ëüíîðàäèêàëüíå îêèñëåííÿ íåíàñè÷åíèõ æèðíèõ êèñëîò, ùî âõîäÿòü äî ñêëàäó ôîñôîë³ï³ä³â êë³òèííèõ ìåìáðàí. ²í³ö³àòîðàìè ÏÎË º â³ëüí³ ðàäèêàëè, ñåðåä ÿêèõ íàéá³ëüøå çíà÷åííÿ ìàþòü: Î2- — ñóïåðîêñèäíèé àí³îí-ðàäèêàë (ó âîäíîìó ñåðåäîâèù³ çíàõîäèòüñÿ ó âèä³ ÍÎ2 ); ÎÍ• — ã³äðîêñèëüíèé ðàäèêàë; Í• — âîäíåâèé ðàäèêàë; Î2 — ñèíãëåòíèé (çáóäæåíèé) êèñåíü, ó ÿêîãî îäèí ç åëåêòðîí³â ïåðåéøîâ íà á³ëüø âèñîêèé åíåðãåòè÷íèé ð³âåíü. ìîæëèâ³ 2 ìåõàí³çìè àêòèâàö³¿ ÏÎË.

Ïåðøèé ìåõàí³çì — íàäëèøêîâå óòâîðåííÿ ïåðâèííèõ â³ëüíèõ ðàäèêàë³â. Ó òàê³é ñèòóàö³¿ íàÿâí³ â êë³òèí³ àíòèîêñèäàíòí³ ñèñòåìè íå â çìîç³ "çãàñèòè" ðåàêö³¿ ÏÎË. Ïðè äàíîìó ìåõàí³çì³ â³äáóâàºòüñÿ àêòèâàö³ÿ ÏÎË ó âèïàäêó ïîøêîäæóþ÷îãî âïëèâó íà êë³òèíó óëüòðàô³îëåòîâèõ ïðîìåí³â, ³îí³çóþ÷î¿ ðàä³àö³¿, ã²ïåðîêñ³¿, â óìîâàõ ñèëüíîãî ñòðåñó (óòâîðåííÿ â³ëüíèõ ðàäèêàë³â ç êàòåõîëàì³íîâ); ïðè ã³ïåðâ³òàì³íîç³ Ä (óòâîðåííÿ â³ëüíèõ ðàäèêàë³â ó ðåçóëüòàò³ ïðîöåñ³â àóòîîêèñëåíèÿ åðãîêàëüöèôåðîëó).

Äðóãèé ìåõàí³çì àêòèâàö³¿ ÏÎË — ïîðóøåííÿ ôóíêö³îíóâàííÿ àíòèîêñèäàíòíèõ ñèñòåì êë³òèíè. Ó öüîìó âèïàäêó ³í³ö³àòîðàìè ÏÎË º ïåðâèíí³ â³ëüí³ ðàäèêàëè, ùî óòâîðÿòüñÿ â ïðîöåñ³ îáì³íó ðå÷îâèí. Àíòèîêñèäàíòíà íåäîñòàòí³ñòü ìîæå áóòè îáóìîâëåíà ñïàäêîâèìè ³ íàáóòèìè ïîðóøåííÿìè ñèíòåçó àíòèîêñèäàíòíèõ ôåðìåíò³â (ñóïåðîêñèääèñìóòàçè, êàòàëàçè, ãëóòàò³îíïåðîêñèäàçè, ãëóòàò³îíðåäóêòàçè); äåô³öèòîì çàë³çà, ì³ä³, ñåëåíó, íåîáõ³äíèõ äëÿ ôóíêö³îíóâàííÿ öèõ ôåðìåíò³â; ã³ïîâ³òàì³íîçîì Å, Ñ; ïîðóøåííÿìè öèêëó Êðåáñà, ó ðåàêö³ÿõ ÿêèõ óòâîðÿòüñÿ ÍÀÄÔÍ ³ ÍÀÄÍ, ùî çàáåçïå÷óþòü â³äíîâëåííÿ ñïðàâæí³õ ³ äîïîì³æíèõ àíòèîêñèäàíò³â ³, íàðåøò³, ä³ºþ äåòåðãåíò³â, óíàñë³äîê ÷îãî ïîðóøóºòüñÿ ôîðìóâàííÿ ë³ï³äíîãî á³øàðó ìåìáðàí. Íåçàëåæíî â³ä ìåõàí³çìó àêòèâàö³¿ ÏÎË ó êë³òèí³ ðîçâèâàþòüñÿ òÿæê³ çì³íè, ïîâ'ÿçàí³ ç ïîðóøåííÿìè áàð'ºðíî¿ ³ ìàòðè÷íî¿ ôóíêö³¿ êë³òèííèõ ìåìáðàí.

Äåòåðãåíòíà ä³ÿ íàäëèøêó â³ëüíèõ æèðíèõ êèñëîò. Â³ëüí³ æèðí³ êèñëîòè ó âåëèêèõ êîíöåíòðàö³ÿõ, òàê ñàìî ÿê ³ ë³çîôîñôîë³ï³äè, çä³éñíþþòü äåòåðãåíòíó ä³ÿ ³ âèêëèêàþòü ïîðóøåííÿ ë³ï³äíîãî á³øàðó ìåìáðàí. Ìîæíà âèä³ëèòè ÷îòèðè îñíîâíèõ ìåõàí³çìè ï³äâèùåííÿ âì³ñòó â³ëüíèõ æèðíèõ êèñëîò ó êë³òèí³:

1. ·ïîñèëåíå íàäõîäæåííÿ â³ëüíèõ æèðíèõ êèñëîò ó êë³òèíó ïðè ã³ïåðë³ïîöèäåì³¿ (ï³äâèùåíí³ êîíöåíòðàö³¿ â³ëüíèõ æèðíèõ êèñëîò ó êðîâ³), ùî ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ïðè àêòèâàö³¿ ë³ïîëèçó â æèðîâ³é òêàíèí³, çîêðåìà, ïðè ñòðåñ³, öóêðîâîìó ä³àáåò³;

2. ïîñèëåíå çâ³ëüíåííÿ â³ëüíèõ æèðíèõ êèñëîò ç ôîñôîë³ï³ä³â ìåìáðàí ï³ä ä³ºþ âæå çãàäóâàíèõ ìåìáðàííèõ ôîñôîë³ïàç;

3. ·ïîñèëåíå âèâ³ëüíåííÿ â³ëüíèõ æèðíèõ êèñëîò ó ë³çîñîìàõ ³ç òðèãë³öåðèäíî¿ ÷àñòèíè ë³ïîïðîòå¿ä³â, ùî íàäõîäÿòü ó êë³òèíó, ùî ìàº ì³ñöå â óìîâàõ ã³ïåðë³ïîïðîòå¿íåì³¿, ÿêà ñóïðîâîäæóþº ðîçâèòîê àòåðîñêëåðîçó;

4. ïîðóøåííÿ âèêîðèñòàííÿ êë³òèíîþ â³ëüíèõ æèðíèõ êèñëîò ÿê äæåðåëà åíåðã³¿, ùî â³äì³÷àºòüñÿ ïðè çìåíøåíí³ àêòèâíîñò³ öèêëó Êðåáñà, à òàêîæ ïðè ã³ïîêñ³¿.

Ë³ï³äí³ ìåõàí³çìè óøêîäæåííÿ ïðèâîäÿòü äî ïîðóøåííÿ äâîõ îñíîâíèõ ôóíêö³é ë³ï³äíîãî á³øàðó êë³òèííèõ ìåìáðàí: ìàòðè÷íî¿ ³ áàð'ºðíî¿ .

Ñóòí³ñòü ìàòðè÷íî¿ ôóíêö³¿ ë³ï³äíîãî á³øàðó ìåìáðàí ïîëÿãàº â òîìó, ùî â íüîìó âìîíòîâàí³ ìåìáðàíí³ ôåðìåíòè ³ äåÿê³ ñïåö³àë³çîâàí³ á³ëêè. Ó ïðîöåñ³ ÏÎË ïîðóøóºòüñÿ àêòèâí³ñòü ìåìáðàííèõ ôåðìåíò³â ó çâ'ÿçêó ç³ çì³íîþ ¿õíüîãî ë³ï³äíîãî ì³êðîîòî÷åííÿ. Êð³ì òîãî, ó õîä³ ðåàêö³é ÏÎË ìîæå â³äáóòèñÿ óòâîðåííÿ "çøèâîê" ì³æ ìîëåêóëàìè á³ëê³â ³ ôîñôîë³ï³ä³â, à òàêîæ îêèñëåííÿ ñóëüôã³äðèëüíèõ ãðóï àêòèâíèõ öåíòð³â, ùî ïðèâîäèòü äî íåîáîðîòíî¿ ³íàêòèâàö³¿ ôåðìåíò³â

Â îñíîâ³ ïîðóøåííÿ áàð'ºðíî¿ ôóíêö³¿ ìåìáðàí ëåæàòü äâà îñíîâíèõ ìåõàí³çìè: ³îíîôîðíèé ³ ìåõàí³çì åëåêòðè÷íîãî ïðîáîþ.

Ïåðøèé ç íèõ îáóìîâëåíèé ïîÿâîþ â êë³òèí³ ðå÷îâèí, ùî âîëîä³þòü âëàñòèâîñòÿìè ñïîëóê, çäàòíèõ ïîëåãøóâàòè äèôóç³þ ³îí³â ÷åðåç ìåìáðàíó çàâäÿêè óòâîðåííþ ïðîõ³äíèõ ÷åðåç ¿¿ øàðè êîìïëåêñ³â ³îíà ³ ³îíîôîðó. Ó ïðîöåñ³ àêòèâàö³¿ ïåðåêèñíîãî îêèñëåííÿ ë³ï³ä³â ñåðåä ïðîì³æíèõ ïðîäóêò³â éîãî ðåàêö³é ç'ÿâëÿþòüñÿ ðå÷îâèíè — ³îíîôîðè ñòîñîâíî ³îí³â êàëüö³þ ³ âîäíþ, ó ðåçóëüòàò³ ÷îãî ï³äâèùóºòüñÿ ïðîíèêí³ñòü êë³òèííèõ ìåìáðàí äëÿ çàçíà÷åíèõ ³îí³â.

Äðóãèé ìåõàí³çì ("ñàìîïðîáîþ") ðåàë³çóºòüñÿ çà ðàõóíîê ³ñíóþ÷î¿ íà áàãàòüîõ ìåìáðàíàõ (ïëàçìàòè÷í³é, âíóòð³øí³é ì³òîõîíäð³àëüí³é) ð³çíèö³ ïîòåíö³àë³â. Ó ðåçóëüòàò³ ïîÿâè ã³äðîô³ëüíèõ ïðîäóêò³â ïåðåêèñíîãî îêèñëåííÿ ë³ï³ä³â, à òàêîæ âíàñë³äîê äåòåðãåíòíî¿ ä³¿ ë³çîôîñôîë³ï³ä³â ³ íàäëèøêó â³ëüíèõ æèðíèõ êèñëîò ïîðóøóþòüñÿ åëåêòðî³çîëþþ÷³ âëàñòèâîñò³ ã³äðîôîáíîãî øàðó êë³òèííèõ ìåìáðàí, çìåíøóºòüñÿ ¿õ åëåêòðè÷íà ñòàá³ëüí³ñòü, ùî ïðèâîäèòü äî åëåêòðè÷íîãî ïðîáîþ ìåìáðàíè, òîáòî äî åëåêòðîìåõàí³÷íîãî ¿¿ ðîçðèâó ç óòâîðåííÿì íîâèõ òðàíñìåìáðàííèõ êàíàë³â ³îííî¿ ïðîâ³äíîñò³

## 2.11. Ïîñòðàä³àö³éíå â³äíîâëåííÿ íóêëå¿íîâèõ êèñëîò – ðåïàðàö³ÿ.

l Ñóáëåòàëüí³ ðàä³àö³éí³ ïîøêîäæåííÿ – òàê³ ïîøêîäæåííÿ, ÿê³ ñàì³ ïî ñîá³ íå ñïðè÷èíÿþòü çàãèáåëü êë³òèí, îäíàê ïîëåãøóþòü ¿¿ ³íàêòèâàö³þ ïðè íàñòóïíîìó îïðîì³íåíí³ (îäèíè÷í³ ðîçðèâè ÄÍÊ)

l Ïîòåíö³éíî ëåòàëüí³ ïîøêîäæåííÿ – òàê³ ïîøêîäæåííÿ, ÿê³ ñàì³ ïî ñîá³ ñïðè÷èíÿþòü çàãèáåëü êë³òèíè, àëå ìîæóòü áóòè ðåïàðîâàí³ (ðåïàðàö³ÿ ìîæëèâà ò³ëüêè â G0- òà G1-ôàçàõ êë³òèííîãî öèêëó)

Á³îõ³ì³÷íà ðåïàðàö³ÿ çä³éñíþºòüñÿ ³ç çàëó÷åííÿì ïðîöåñ³â:

l ë³êâ³äàö³ÿ îäíî- ³ äâîíèòêîâèõ ðîçðèâ³â ÄÍÊ,

âèð³çàííÿ ä³ëÿíîê ÄÍÊ ç ïîøêîäæåíèìè àçîòèñòèìè îñíîâàìè ³ ðåêîíñòðóêö³ÿ ïîðîæí³õ ä³ëÿíîê çà äîïîìîãîþ êîìïëåìåíòàðíîãî ôðàãìåíòó ïðîòèëåæíî¿ íèòêè ÄÍÊ

Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ðåïàðàö³ÿ ìàêðîìîëåêóë:

l ïîñòðàä³àö³éíà ðåàêòèâàö³ÿ ìàêðîìîëåêóë,

l âíóòð³øíüîìîëåêóëÿðíà ðåïàðàö³ÿ,

l ðåïàðàö³ÿ ïðîäóêòàìè ðàä³îë³çó (íàïðèêëàä, ïðîäóêòàìè ðàä³îë³çó ñóëüôã³äðèëüíèõ ðå÷îâèí)

Åíçèìè, ÿê³ ïðèéìàþòü ó÷àñòü â ðåïàðàö³¿ ÄÍÊ ó âèïàäêó ïîäâ³éíèõ ðîçðèâ³â ìîëåêóëè ÄÍÊ

l ÄÍÊ-çàëåæí³ ÄÍÊ-ïîë³ìåðàçè (çä³éñíþþòü ðåïë³êàö³þ — ïîäâîºííÿ ìîëåêóë ÄÍÊ; â «íîðì³» ñàìå ö³ ôåðìåíòè ïðàöþþòü ïðè ðåïàðàö³¿ ïîäâ³éíèõ ðîçðèâ³â ÄÍÊ);

l ÐÍÊ-çàëåæí³ ÄÍÊ-ïîë³ìåðàçè (çâîðîòí³ òðàíñêðèïòàçè (ñèíòåçóþòü ÄÍÊ íà ìàòðèö³ ÐÍÊ);

l ÄÍÊ- çàëåæí³ ÐÍÊ- ïîë³ìåðàçè (ñèíòåçóþòü ÐÍÊ íà ìàòðèö³ ÄÍÊ, â³äïîâ³äàþòü çà «ç÷èòóâàííÿ» ãåí³â — òðàíñêðèïö³þ);

l ÐÍÊ- çàëåæí³ ÐÍÊ- ïîë³ìåðàçè (ðîçìíîæóþòü ìîëåêóëè ÐÍÊ).

## 2.12. Ðàä³îë³ç âîäè òà â³ëüíîðàäèêàëüí³ ïðîöåñè.

Ï³ä ä³ºþ ³îí³çóþ÷îãî âèïðîì³íþâàííÿ óòâîðþºòüñÿ àí³îí àáî êàò³îí âîäè:

Âîíè º íåñò³éêèìè ³ ñàìîâ³ëüíî ðîçïàäàþòüñÿ, ôîðìóþ÷è àêòèâí³ â³ëüí³ ðàäèêàëè:

àáî:

³îí Í2Î+ òà åëåêòðîí å- âçàºìîä³þòü ç ìîëåêóëîþ âîäè, óòâîðþþ÷è ñò³éê³ ó âîä³ ³îíè ã³äðîêñîí³þ Í3Î+ òà ã³äðîêñèëó ÎÍ- :

Àòîìàðíèé âîäåíü Í ³ ã³äðîêñèëüíèé ðàäèêàë ÎÍ íå ñò³éê³, âîíè âçàºìîä³þòü ì³æ ñîáîþ:

Ïåðåêèñ âîäíþ Í2Î2 ³ ìîëåêóëÿðíèé âîäåíü Í çäàòí³ âçàºìîä³ÿòè ç ðàäèêàëàìè Í ³ ÎÍ, óòâîðþþ÷è âîäó Í2Î:

Òàêèì ÷èíîì, ìàºìî öèêë ïðîöåñ³â:

Ðàçîì ç òèì, ìîëåêóëÿðí³ ïðîäóêòè ìîæóòü ïåðåòâîðþâàòèñü â ðàäèêàë ã³äðîïåðîêñèäó ÍÎ2 ³ çíîâó â ïåðåêèñ âîäíþ Í2Î2 :

Ó ïðèñóòíîñò³ êèñíþ ìàºìî ïåðåêèñíèé ðàäèêàë ÍÎ2• :

Òàêîæ âèíèêàº ñòàá³ë³çîâàíà ôîðìà åëåêòðîíà – ã³äðàòîâàíèé åëåêòðîí

å-aq .

Â³ëüíîðàäèêàëüíå îêèñëåííÿ – âàæëèâèé ³ áàãàòîãðàííèé á³îõ³ì³÷íèé ïðîöåñ ïåðåòâîðåíü êèñíþ, ë³ï³ä³â, íóêëå¿íîâèõ êèñëîò, á³ëê³â òà ³íøèõ ñïîëóê ï³ä ä³ºþ â³ëüíèõ ðàäèêàë³â.

Â³ëüí³ ðàäèêàëè ÿâëÿþòü ñîáîþ ñïîëóêè, ùî ìàþòü íåñïàðåíèé åëåêòðîí íà çîâí³øí³é îðá³òàë³ ³ âîëîä³þòü âèñîêîþ ðåàêö³éíîþ çäàòí³ñòþ. Äî ÷èñëà ïåðâèííèõ â³ëüíèõ ðàäèêàë³â íàëåæàòü ñóïåðîêñèäíèé àí³îí-ðàäèêàë, îêèñ àçîòó, à âòîðèííèìè â³ëüíèìè ðàäèêàëàìè º ã³äðîêñèëüíèé ðàäèêàë, ñèíãëåòíèé êèñåíü, ïåðåêèñ âîäíþ, ïåðîêñèí³òðèò. Óòâîðåííÿ â³ëüíèõ ðàäèêàë³â ò³ñíî ïîâ'ÿçàíå, ç îäíîãî áîêó, ç ïîÿâîþ â³ëüíèõ åëåêòðîí³â ïðè ïîðóøåííÿõ ïðîöåñ³â îêèñëåííÿ â äèõàëüíîìó ëàíöþç³, ïåðåòâîðåíí³ êñàíòèíó, ñèíòåç³ ëåéêîòð³ºí³â ³ ïðîñòàãëàíäèí³â.

Â³ëüíîðàäèêàëüíå îêèñëåííÿ íåîáõ³äíî äëÿ íîðìàëüíîãî ôóíêö³îíóâàííÿ îðãàí³çìó. Ïðî öå ñâ³ä÷èòü, çîêðåìà, ñïîæèâàííÿ á³ëüøå 5% êèñíþ íà óòâîðåííÿ ñóïåðîêñèäíîãî àí³îí-ðàäèêàëà. ÂÐÎ ñïðèÿº çíèùåííþ â³äæèëèõ êë³òèí, åë³ì³íàö³¿ êñåíîá³îòèê³â, ïîïåðåäæàº çëîÿê³ñíó òðàíñôîðìàö³þ êë³òèí, ìîäåëþº åíåðãåòè÷í³ ïðîöåñè çà ðàõóíîê àêòèâíîñò³ äèõàëüíîãî ëàíöþãà â ì³òîõîíäð³ÿõ, ïðîë³ôåðàö³þ ³ äèôåðåíö³àö³þ êë³òèí, òðàíñïîðò ³îí³â, áåðå ó÷àñòü ó ðåãóëÿö³¿ ïðîíèêíîñò³ êë³òèííèõ ìåìáðàí, ó ðóéíóâàíí³ ïîøêîäæåíèõ õðîìîñîì, ó çàáåçïå÷åíí³ ä³¿ ³íñóë³íó. ÑÐÎ ãåíåðóº âíóòð³øíüîêë³òèíí³ áàêòåðèöèäí³ òà â³ðóñîö³äíîå ôàêòîðè, îñîáëèâî â êë³òèííîìó ÿäð³ .

Ïðè â³ëüíîðàäèêàëüíîìó îêèñíåíí³ àðàõ³äîíîâî¿ êèñëîòè â³äáóâàºòüñÿ â³äðèâ âîäíþ â α-ïîëîæåíí³ ïî â³äíîøåííþ äî ïîäâ³éíîãî çâ'ÿçêó, ùî ïðèçâîäèòü äî ïåðåì³ùåííÿ öüîãî ïîäâ³éíîãî çâ'ÿçêó ç óòâîðåííÿì Ä³ºíîâî¿ êîí'þãàòè.

## 2.13. Êèñíåâèé åôåêò. Êîåô³ö³ºíò êèñíåâîãî ïîñèëåííÿ.

(³íôà ç ëåêö³¿ 6 Öèìáàëþê)

Êèñíåâèé åôåêò

Íàÿâí³ñòü êèñíþ ïðèçâîäèòü äî çíà÷íîãî ïîñèëåííÿ ïîøêîäæóþ÷î¿ ä³¿ ³îí³çóþ÷èõ âèïðîì³íþâàíü:

Ôîðìóâàííÿ îðãàí³÷íîãî ïåðåêèñíîãî ðàäèêàëó RO2• ìîæå ³íäóêóâàòè ëàíöþãîâó ðåàêö³þ â îðãàí³÷íèõ ìîëåêóëàõ:

Êèñíåâèé åôåêò – öå ïîñèëåííÿ ïðîìåíåâîãî âðàæåííÿ ïðè ï³äâèùåíí³ êîíöåíòðàö³¿ êèñíþ ïîð³âíÿíî ç âðàæåííÿì â àíàåðîáíèõ óìîâàõ.

Ïðèíöèï ä³¿ – ïåðåòâîðåííÿ ïîòåíö³éíî ëåòàëüíèõ ïîøêîäæåíü â ëåòàëüí³.

Âàæëèâ³ñòü êèñíåâîãî åôåêòó

• ×óòëèâ³ñòü êë³òèí äî ä³¿ ³îí³çóþ÷îãî âèïðîì³íþâàííÿ íàïðÿìó çàëåæèòü â³ä êîíöåíòðàö³¿ êèñíþ

• Êîåô³ö³ºíò êèñíåâîãî ïîñèëåííÿ (oxygen enhancement ratio, OER) – ñï³ââ³äíîøåííÿ äîç îïðîì³íåííÿ â îêñèãåíîâàíîìó ³ ã³ïîêñè÷íîìó ñòàíàõ, ÿê³ ñïðè÷èíÿþòü îäíàêîâèé á³îëîã³÷íèé åôåêò:

Âëàñòèâîñò³ êîåô³ö³ºíòà êèñíåâîãî ïîñèëåííÿ:

Êîåô³ö³ºíò êèñíåâîãî ïîñèëåííÿ ó ñåðåäíüîìó äîð³âíþº 3-3,5, òà çàëåæèòü ÿê â³ä íàïðóæåííÿ Î2 ñåðåäîâèù³, òàê ³ â³ä äîçè îïðîì³íåííÿ (ó âèïàäêó D ≤ 3 Ãð, â³í çíèæóºòüñÿ)

Êèñíåâèé åôåêò ïðîÿâëÿºòüñÿ, êîëè Î2 ïðèñóòí³é ï³ä÷àñ îïðîì³íåííÿ, àáî ç’ÿâëÿºòüñÿ ïðîòÿãîì äåê³ëüêîõ ì³ë³ñåêóíä ï³ñëÿ îïðîì³íåííÿ

Êîåô³ö³ºíò êèñíåâîãî ïîñèëåííÿ çàëåæí³ñòü â³ä ðÎ2 :

• Çà â³äñóòíîñò³ Î2 (àíîêñ³ÿ), êîåô³ö³ºíò ÊÏ äîð³âíþº 1,

• Ïðè ðÎ2 äî 0.15 ìì.ðò.ñò (äî 0.02%) ìàºìî min ðàä³î÷óòëèâ³ñòü,

• Íàéá³ëüøó øâèäê³ñòü çðîñòàííÿ ÊÊÏ ìàºìî ïðè ðÎ2 0,5 - 20 ìì.ðò.ñò.

Âëàñòèâîñò³ êîåô³ö³ºíòà êèñíåâîãî ïîñèëåííÿ (îðãàí³çì):

• Ì³í³ìàëüíà êîíöåíòðàö³ÿ Î2 â ïîâ³òð³ (ëàáîðàòîðí³ òâàðèí), ïðè ÿê³é ìîæå ³ñíóâàòè îðãàí³çì = 5%,

• Ïîì³òíå çíèæåííÿ ðàä³î÷óòëèâîñò³ îðãàí³çìó íàñòàº ïðè çíèæåíí³ ð³âíÿ Î2 äî 10%. Çà öèõ óìîâ ìàêñèìàëüíå çíà÷åííÿ ÊÊÏ = 2-2,5.

• Àëå çàõèñíèé åôåêò ã³ïîêñ³¿ çíèæóºòüñÿ ïðè òðèâàëîìó ïåðåáóâàíí³ îðãàí³çìó â ã³ïîêñè÷íèõ óìîâàõ.

Çàëåæí³ñòü êèñíåâîãî åôåêòó â³ä âèäó âèïðîì³íþâàííÿ

• Íàéá³ëüø âèðàæåíèé – ó âèïàäêó ²Â ç íèçüêîþ ãóñòèíîþ ³îí³çàö³¿ (γ-âèïðîì³íþâàííÿ, ðåíòãåí³âñüê³ ïðîìåí³),

• Â³äñóòí³é ó âèïàäêó α-âèïðîì³íþâàííÿ

• Öÿ â³äì³íí³ñòü êîðåëþº ç³ çíà÷åííÿì ãóñòèíè ³îí³çàö³¿ (òà ë³í³éíî¿ ïåðåäà÷³ åíåðã³¿) âèïðîì³íþâàíü

## 2.14. Ðàä³îïðîòåêòîðè òà ìåõàí³çìè ¿õ ä³¿.

(ëåêö³ÿ 7 Öèìáàëþê).

Ðàä³îïðîòåêòîðè

Ó òîìó âèïàäêó, êîëè ô³çèêî-õ³ì³÷í³ ôàêòîðè (îñîáëèâî – õ³ì³÷í³ ðå÷îâèíè) çíèæóþòü åôåêò ²Â, ¿õ âèêîðèñòîâóþòü â ÿêîñò³ ðàä³îïðîòåêòîð³â (ðàä³îçàõèñíèõ çàñîá³â)

Ðàä³îïðîòåêòîðè çíèæóþòü åôåêòèâíó äîçó ²Â.

¯õ çàñòîñîâóþòü çà 5-15 õâ ïåðåä îïðîì³íåííÿì (ðå÷îâèíè, ÿê³ çàñòîñîâóþòü ï³ñëÿ îïðîì³íåííÿ – çàñîáè ë³êóâàííÿ ïðîìåíåâî¿ õâîðîáè).

Ðàä³àö³éíèé çàõèñò – öå ïðîöåñ ïîñëàáëåííÿ óðàæåííÿ ³îí³çóþ÷èì âèïðîì³íþâàííÿì.

Ôàêòîð çìåíøåííÿ äîçè ²Â

Ê³ëüê³ñíà ì³ðà åôåêòèâíîñò³ ä³¿ ðàä³îïðîòåêòîð³â – ôàêòîð çìåíøåííÿ äîçè (ÔÇÄ)

ÔÇÄ = D2/D1 ,

äå D1òà D2 – äîçè ðàä³àö³¿, ÿê³ ìàþòü îäíàêîâèé á³îëîã³÷íèé åôåêò

Ôàêòîð çì³íè ëîãàðèôìà âèæèâàíîñò³

Ê³ëüê³ñíà ì³ðà åôåêòèâíîñò³ ä³¿ ðàä³îïðîòåêòîð³â – ôàêòîð çì³íè ëîãàðèôìà âèæèâàíîñò³ (ÔÇË)

ÔÇË = ln [ S2/S1 ],

äå S1òà S2 – âèæèâàí³ñòü êë³òèí:

Äëÿ ðàä³îïðîòåêòîð³â ÔÇË < 1

Êëàñèô³êàö³ÿ ³ õàðàêòåðèñòèêè ðàä³îïðîòåêòîð³â

1 - Åôåêòèâí³ ïðè ïðè êîðîòêî÷àñîâîìó îïðîì³íåíí³ çíà÷íî¿ ïîòóæíîñò³ (ä³þòü ïðîòÿãîì 15 õâ – 3 ãîä),

2 - Åôåêòèâí³ ïðè ïðîëîíãîâàíîìó îïðîì³íåíí³ íåâåëèêî¿ ïîòóæíîñò³ âèæèâàíîñò³

Ðàä³îïðîòåêòîðè êîðîòêî÷àñîâî¿ ä³¿

ñ³ðêîàçîòîâì³ñí³ ðàä³îïðîòåêòîðè

öèñòàì³í, öèñòàôîñ, ãàììàôîñ, öèñòåàì³í

âæèâàííÿ:

Ö³ ïðåïàðàòè ïðèéìàþòü çà 40-60 õâ äî ïî÷àòêó ä³¿; ¿õ åôåêòèâí³ñòü çáåð³ãàºòüñÿ 4-6 ãîä.

ÔÇÄ:

ÔÇÄ öèñòàì³íó ïðè Υ-âèïðîì³íþâàíí³ = 1.5,

ÔÇÄ öèñòàì³íó ïðè íåéòðîííîìó âèïðîì³íþâàíí³ = 1.1,

ÔÇÄ ãàììàôîñó ïðè Υ- íåéòðîííîìó âèïð. = 2-2.5,

Ìåõàí³çì ä³¿:

- â³äíîâëåííÿ (äîíîðè å-) çáóäæåíèõ á³îìîëåêóë,

- òèì÷àñîâå ³íã³áóâàííÿ àêòèâíèõ á³îìîëåêóë (òàêèì ÷èíîì âîíè ìåíø ïîøêîäæóþòüñÿ),

- ïðèãí³÷åííÿ â³ëüíîðàäèêàëüíèõ ïðîöåñ³â ó ë³ï³äàõ,

- çâ’ÿçóþòü äâîâàëåíòí³ ³îíè,

- ïîñèëþþòü â³äò³ê ë³ìôè (òàê êðàùå éäå äåòêñèêàö³ÿ îðãàí³çìó)

- Á³îãåíí³ àì³íè

- ìåñêàì³í (ñèíòåòè÷íèé àíàëîã ñåðîòîí³íó),

- ³íäðàë³í (Á-190-Â; α-àäðåíîì³ìåòèê), íàôòèçèí, ïðåïàðàò «Ñ»

- âæèâàííÿ:

- ïðåïàðàòè åêñòðåíî¿ ä³¿, ¿õ âèêîðèñòîâóþòü çà 5-10 õâ ïåðåä îïðîì³íåííÿì; åôåêòèâí³ñòü óòðèìóºòüñÿ ïðîòÿãîì 1 ãîä.

ÔÇÄ:

- ÔÇÄ ïðè Υ- íåéòðîííîìó âèïð. = 1.3-1.5,

- Ìåõàí³çì ä³¿:

- - ñïðè÷èíÿþòü ñïàçì ñóäèí, òàêèì ÷èíîì âèêëèêàþòü ã³ïîêñ³þ (çíèæóþòü ðèçèê õðîìîñîìíèõ àáåðàö³é)

Ðàä³îïðîòåêòîðè ïðîëîíãîâàíî¿ ä³¿

Ïðåïàðàòè ç åñòðîãåííîþ àêòèâí³ñòþ

äèeòèëñòèëüáåñòðîë (ÄÅÑ àáî ÐÄÄ)

âæèâàííÿ:

ïðåïàðàòè ïðîëîíãîâàíî¿ ä³¿, ¿õ âèêîðèñòîâóþòü çà 1-2 äîáè ïåðåä îïðîì³íåííÿì; åôåêòèâí³ñòü óòðèìóºòüñÿ ïðîòÿãîì 10-14 ä³á.

ÔÇÄ:

ÔÇÄ ïðè Υ- íåéòðîííîìó âèïð. = 1.2-1.3,

Ìåõàí³çì ä³¿:

- ñïðè÷èíÿþòü ÿâèùå ã³ïåðåñòðîãåí³çìó ³, ÿê íàñë³äîê:

- ãàëüìóþòü ïðîë³ôåðàòèâíó àêòèâí³ñòü ê³ñòêîâîãî ìîçêó (çàõèñò ïðîöåñ³â ãåìîïîåçó);

- ïîñèëþþòü ë³ìôîò³ê (ïîêðàùåííÿ âèâåäåííÿ ðàä³îòîêñèí³â);

- Àêòèâóþòü ðîáîòó ùèòîïîä³áíî¿ çàëîçè ³ íàäíèðíèê³â (ÿê íàñë³äîê – àêòèâóþòü ïðîöåñè ðåïàðàö³¿).

Êîìá³íóâàííÿ öèñòàì³íó ³ ÄÅÑ çíà÷íî ïîñèëþº åôåêò öèõ ðàä³îïðîòåêòîð³â ïîð³âíÿíî ç ¿õ àâòîíîìíîþ ä³ºþ

Ïîë³ñàõàðèäè, íóêëå¿íîâ³ êèñëîòè, ñèíòåòè÷í³ ïîë³ìåðè

âæèâàííÿ:

ïðåïàðàòè ïðîëîíãîâàíî¿ ä³¿.

Ìåõàí³çì ä³¿:

- Ñòèìóëþþòü ñèíòåç íóêëå¿íîâèõ êèñëîò,

- Ñòèìóëþþòü ïðîë³ôåðàö³þ, òðàíñïîðòóâàííÿ äî âðàæåíèõ êðîâîòâîðíèõ îðãàí³â òà ïðèæèâàííÿ òàì ìîëîäèõ êë³òèí ê³ñòêîâîãî ìîçêó.

## 2.15. Ðàä³îñåíñèá³ë³çàö³ÿ.

ÐÀÄ²ÎÑÅÍÑÈÁ²Ë²ÇÀÖ²ß — øòó÷íå ï³äâèùåííÿ ðàä³î÷óòëèâîñò³ îðãàí³çìó, îêðåìèõ êë³òèí àáî òêàíèí äî ä³¿ ³îí³çóþ÷îãî âèïðîì³íåííÿ. Çàñòîñîâóºòüñÿ ïåðåâàæíî â ïðàêòè÷í³é îíêîëîã³¿ ç ìåòîþ ïîñèëåííÿ óøêîäæóâàëüíî¿ ä³¿ ³îí³çóþ÷èõ âèïðîì³íþâàíü íà çëîÿê³ñí³ ïóõëèíè ïðè ïðîâåäåíí³ ïðîìåíåâî¿ òåðàï³¿. ²ñíóº òðè îñíîâí³ ñïîñîáè ÐÑ.: çìåíøåííÿ âëàñíèõ ðàä³îçàõèñíèõ ìîæëèâîñòåé êë³òèí ³ îðãàí³çì³â (íàïð. øëÿõîì õ³ì³÷íîãî ñêð³ïëåííÿ åíäîãåííèõ ò³îë³â, ùî ñóïðîâîäæóºòüñÿ çá³ëüøåííÿì îêèñíî-â³äíîâíîãî ïîòåíö³àëó â êë³òèíàõ); ïðèãí³÷åííÿ ïðèðîäíî¿ ðåïàðàö³¿ â³ä ïðîìåíåâèõ óøêîäæåíü (íàïð. çà äîïîìîãîþ àêðèôëàâ³íó, êîôå¿íó àáî õ³ì³÷íèõ àãåíò³â, ùî ïîðóøóþòü îêèñíå ôîñôîðèëóâàííÿ â êë³òèíàõ, à òàêîæ øëÿõîì ãîðìîíàëüíîãî ïðèãí³÷åííÿ ðåãåíåðàö³¿ êðîâîòâîðíî¿ é ë³ìôî¿äíî¿ òêàíèí); ñòâîðåííÿ äëÿ îïðîì³íåíèõ îá’ºêò³â íåñïðèÿòëèâèõ óìîâ êóëüòèâóâàííÿ àáî ñêëàäîâèõ ñåðåäîâèùà, ùî ÷àñòî ïðèçâîäèòü äî ïîñèëåííÿ íàñë³äê³â îïðîì³íþâàííÿ. Ðîçðîáêà ìåòîä³â ÐÑ ìàº çíà÷åííÿ äëÿ çá³ëüøåííÿ åôåêòèâíîñò³ ïðîìåíåâî¿ òåðàï³¿ çëîÿê³ñíèõ óòâîðåíü, ïðîìåíåâî¿ ñòåðèë³çàö³¿ òà ³í.

Ðàä³îñåíñèá³ë³çàòîðè ïðè ðàä³îòåðàï³¿ ïóõëèí

- àíòèìåòàáîë³òè, ÿê³ âêëþ÷àþòüñÿ â ìîëåêóëè ÄÍÊ òà ïîñèëþþòü ¿õ ïîøêîäæåííÿ (íàïð., 5-ôòîðóðàöèë);

- ³íã³á³òîðè ñèíòåçà ÄÍÊ (íàïð., îêñèñå÷îâèíà);

- ñïåöèô³÷í³ ³íã³á³òîðè ñèíòåçà áåëêó (íàïð., àêòèíîì³öèí D).

- Òåðìîðàä³îòåðàï³ÿ áàçóºòüñÿ íà âèá³ðêîâ³é ïðîòèïóõëèíí³é ä³¿ ã³ïåðòåðì³¿ (âíàñë³äîê íåäîñòàòíüîãî êðîâîòîêó â ïóõëèíàõ òåïëî ç íèõ â³äïîäèòüñÿ ïîâ³ëüíî). Åôåêò ã³ïåðòåðì³¿ âèùèé ïðè êîìá³íóâàíí³ ç³ øòó÷íîþ ã³ïåðãë³êåì³ºþ: òåðìî÷óòëèâ³ñòü ïóõëèí ïðè öüîìó çðîñòàº çà ðàõóíîê çíèæåííÿ âíóòð³øíüîêë³òèííîãî ðÍ.

ÑËÀÂÀ ÓÊÐÀ¯Í²!

ÃÅÐÎßÌ ÑËÀÂÀ!