방사선이 인체에 조사시 메커니즘

2009. 6. 16. 14:46·정리필요./방사선 생물학
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다음과 같은 순서로 인체에 효과를 나타내게 된다.


1. 방사선이 인체에 조사.

2. 인체를 구성하고 있는 물분자의  이온화 발생

3. 물분자 이온화에서 전자가 방출되어 양이온의 물분자(H2O+)가 생기고,
   방출된 전자는 다른 물분자에 의해 흡수되어 음이온의 물분자(H2O-) 생김.

4. 발생한 양,음 이온 물분자들은 다른 물분자들의 존재하에서 분해되어
   이온과 free radical(유리기)를 형성.

5. 이같은 물분자의 radiolysis의해 생성된
    free radical들, eaq-(수화전자), H·, OH·[각주:1] 들은 강한 반응력을 가지며,
    생성된 부위에서 대부분 반응을 일으킴.
    이들 free radical들을 1차 free radical이라 부름.
    (발생된 이온 H+, OH-는 가지고 있는 E가 크지 않음)

6. 1차 free radical 들 등에 의해
   2차적으로 생성되는 free radical로는 HO2-, O2-가 있음.
   이들 2차 free radical들은 1차 보다 반응력이 약하기 때문에
   비교적 먼 곳의 생체 구성물질들과도 상호작용을 일으킬 수 있음.

7. 위에서 말한 free radical들은 순수한 물에서 서로 반응하여
    H2,H2O,H2O2등을 생성한다.


이같은 이온화 작용은 순수한 물에 국한된 현상이 아니라
세포내 여러 유기물에서도 이와 같은 원리로 과산화물이 생성됨으로써
단백질 및 기타 성분과 반응하여 대사장해를 일으키게 된다.
(인체의 80%가 물이라는 사실을 잊지말것)
결국 이같은 free radical등에 의해, DNA손상이 많아지게 되면, 세포기능에 문제발생할 것임.)

<참고>

방사선이 인체 구성 분자나 원자(물분자 포함)를 여기 전리시키는 단계는
물리적단계라고 불리며, 조사된 이후 10-16초내에 발생한다.
(위에선 물분자의 이온화 발생이 해당된다.)


1차 유리기, 2차 유리기, 과산화물등이 만들어지는 단계는
물리화학적 단계 혹은 화학전단계라고 불리며 방사선 10-6초 이내 발생된다.


이후 1차 유리기, 2차 유리기, 과산화물등이
인체내의 생체 고분자와 반응하여 생체 고분자의 불활성화등을 초래하는 단계는
화학적 단계라고 불리며, 물리화학전 단계 이후 2-3초내에 이루어진다.
(이때 염색체 분자등이 파괴된다.)


위의 단계들이 세포에 영향을 주어
세포가 조기에 사멸하거나, 세포분열이 중단 혹은 지연되거나, 세포자체에
영구적 변화가 일어나 이것이 자손세포까지 전달되는 등의 변화를 주게되는데
이를 생물학적 단계라고 하며 증상에 따라 몇분에서 수십년이 걸린다.




DNA분자의 방사선조사로 인한 변화

염기의 구조변화
염기의 탈락 또는 삽입
절단
사슬사이의 수소결합 절단
한가닥 절단
두가닥 절단
가교형성
나선내
다른 DNA 분자와
단백질과의 사이와



염색체돌연변이 종류

deletion : 염색체 일부분 절단되어 소실
inversion : deletion되었던 부분이 위치가 거꾸로 바뀌어 다시 결합
duplication : 절단된 염색체 부분이 상동염색체의 온전한 짝에 결합되어 동일한 유전자를 이중으로 가지게 됨.
translocation : 절단된 염색체 부분이 상동염색체가 아닌 다른 염색체에 결합된 경우



 
  1. 가장 반응력이 높음. [본문으로]
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