Wat doet straling met levende cellen?
De effecten van straling op levende cellen variëren, afhankelijk van het type, de intensiteit van de blootstelling en de cel. Voor onze doeleinden verwijst "straling" naar een emissie van ioniserende energie, zoals neutronen, fotonen en hoge energie -geladen deeltjes zoals gammastralen. Er zijn een aantal verschillende typen, waaronder kosmische straling uit de ruimte, terrestrische straling die wordt uitgestoten door radioactieve elementen in de grond, en dat wat door de mens is gemaakt, zoals die wordt vrijgegeven door de ontploffing van een atoombom.
Levende cellen omgaan eigenlijk met een eerlijke hoeveelheid straling; Ongeveer 360 millirems per jaar in de Verenigde Staten bijvoorbeeld. Millirems zijn overigens eenheden van een dosering; Ze worden gebruikt om de resultaten van blootstelling te berekenen van dingen als röntgenfoto's in ziekenhuizen. Het dodelijke blootstellingsniveau varieert tussen individuen en het hangt af van het type blootstelling; Een enkele blootstelling is bijvoorbeeld dodelijk bij ongeveer 300.000 millirems, terwijl hogere doseringen kunnen worden getolereerd als ze de resolter zijnt van langdurige blootstellingen in de loop van de tijd.
Bij lage niveaus kan stralingsschade worden gerepareerd door levende cellen zonder nadelige effecten. Hogere doses kunnen ertoe leiden dat een cel steriel wordt, of ze kunnen het vermogen van een cel om zich goed te reproduceren te verstoren, waardoor mutaties worden veroorzaakt. Veel kankers zijn bijvoorbeeld gekoppeld aan blootstelling aan straling die cellen verwart, waardoor ze muteren en snel reproduceren. Bij extreem hoge doses veroorzaakt straling celdood, door een proces dat thermalisatie wordt genoemd, dat in feite een cel van binnenuit kookt.
Blootstelling kan celschade op twee verschillende manieren veroorzaken. In de eerste zin, directe stralingsactie, schaadt het een molecuul rechtstreeks; Zoals bijvoorbeeld wanneer straling interfereert met een DNA -molecuul, waardoor celschade wordt veroorzaakt. Het kan ook indirecte schade veroorzaken, door moleculen te ioniseren, waardoor ze in potentieel giftige verbindingen worden gemaakt die interageren met gezonde moleculen enschade veroorzaken. Zuurstof, waterstof, stikstof en koolstof zijn allemaal zeer kwetsbaar voor ionisatie; Helaas voor levende cellen vormen deze elementen veel van een levend organisme.
Bij zeer hoge doses zal straling massale orgaan- en weefselschade veroorzaken die te uitgebreid is voor het lichaam om te repareren. Dit veroorzaakt acuut stralingssyndroom, ook bekend als stralingsziekte. Deze aandoening is vaak extreem pijnlijk en onaangenaam en leidt tot de dood. Bij lagere doses kan de veroorzaakte schade op een subtieler niveau zijn, en het kan zich manifesteren als kanker of door geboorteafwijkingen veroorzaakt door schade aan reproductieve weefsels later in het leven. Sommige cellen zijn bijzonder kwetsbaar voor schade, vooral cellen die zich snel vermenigvuldigen; Dit is de reden waarom zwangere vrouwen voorzichtig moeten zijn rond stralingsbronnen, omdat het de zich ontwikkelende foetus kan beschadigen.
Een van de gevaarlijkere oorzaken van straling zijn radioactieve isotopen, omdat deze isotopen zich in het lichaam zullen ophopen en straling uitzenden, in contraAST met eenmalige blootstelling aan radioactieve deeltjes zoals die uitgestoten in een röntgenfoto. Om deze reden moeten mensen die rond radioactieve isotopen werken heel voorzichtig zijn, en die worden gebruikt in procedures zoals medische beeldvorming, hebben een zeer korte halve levens, wat betekent dat ze snel vervallen en worden uitgedrukt door het lichaam.