Biologische Auswirkungen von Strahlung verstehen

Strahlung ist ein natürliches Element in der physischen Welt. Alle lebenden Organismen benötigen eine Form von radioaktiver Energie, um am Leben zu bleiben. Diese Energien werden schädlich, wenn die Atome, die in ihnen enthalten sind, instabil werden. In einigen Fällen kann diese Instabilität einen lebenden Organismus auf zellulärer Ebene beeinflussen und seine Fähigkeit verändern, normal zu funktionieren.

Identifizierung

Die biologische Wirkung von Strahlung hat mit den Auswirkungen zu tun, die Strahlung auf lebende Zellen hat. Strahlung ist eine Form von Energie, die in Wellen reist. Diese Wellen bestehen aus subatomaren Teilchen – den Elektronen, Protonen, Positronen und Neutronen, die Atome bilden. Diese Wellen oder Strahlen kommen in zwei Formen vor – ionisierend und nicht ionisierend. Der Unterschied zwischen ionisierenden und nicht ionisierenden Strahlen liegt darin, wie sie mit lebender Materie interagieren. Ionisierende Strahlen sind die Arten, die den meisten Schaden an lebenden Zellen verursachen.

Ionisierende Strahlen

Ionisierende Strahlen kommen in verschiedenen Formen vor, je nach der Art der subatomaren Teilchen, die sie enthalten. Alpha-Strahlen bestehen aus dem Kernmaterial, das in Helium-4-Atomen enthalten ist. Neutronenstrahlen bestehen aus Neutronenpartikeln eines bestimmten Atomelements. Betastrahlen bestehen aus Elektronen und Positronen. Im Wesentlichen wird ein ionisierender Strahl von einem Atom emittiert, das zerfallen oder zerbrochen ist. Wenn dies geschieht, werden Atome instabil und beginnen, Strahlung oder Energie auszusenden.

Strahlenschäden

Strahlenschäden werden durch die Auswirkungen ionisierter Wellen auf interne Zellstrukturen verursacht. Die subatomaren Teilchen, die in diesen Wellen enthalten sind, stören Zellstrukturen, indem sie Elektronen aus den Atomen entfernen, die in diesen Strukturen enthalten sind. Wenn Zellatome anfangen, Elektronen zu verlieren, sind alle molekularen Bindungen, die zwischen Atomen bestehen, in Gefahr, zu brechen. Wenn dies geschieht, beginnen molekulare Strukturen auseinanderzufallen. Im Wesentlichen werden die Atome, die in Zellstrukturen enthalten sind, „ionisiert“, was dazu führt, dass sie instabil werden. So beginnt Gewebeschaden durch Strahlung.

DNA-Strukturen

Die Wirkung von Strahlung auf lebende Zellen tritt innerhalb ihrer DNA-Materialien auf. Wenn diese ionisierenden Wellen in eine Zelle eindringen, arbeiten die subatomaren Teilchen, die in den Strahlen enthalten sind, daran, das DNA-Molekül innerhalb einer Zelle zu zerbrechen. Diese Einmischung stört die Chromosomenprozesse der Zelle. Typischerweise können Zellen ihre Strukturen heilen und neu aufbauen, wenn Schäden auftreten. Wenn eine Zelle sich nicht selbst reparieren kann, können Zellmutationen auftreten. Diese Mutationen geschehen, weil das Chromosomenmaterial beschädigt wurde. Wenn es an der Zeit ist, dass sich die Zelle teilt und neue Zellen produziert, werden die resultierenden Zellen zu mutierten Formen des Originals.

Wirkungen

Strahlungswellen können unterschiedliche Auswirkungen auf die Zellstruktur haben. Die Art der Welle, die Intensität der Welle und die Art der betroffenen Zellen beeinflussen alle, welche Auswirkungen eintreten werden. In Fällen, in denen die Zelle sich vollständig reparieren kann, wird eine Veränderung der Zellstruktur überhaupt keine Auswirkungen haben. Zellen, die notwendige Funktionen ausführen müssen, bevor die Reparatur abgeschlossen ist, können sich nachteilig auf die Funktionsweise der Zelle auswirken, was dazu führen kann, dass benachbarte Zellen fehlfunktionieren. Zellen, die dauerhafte Schäden erleiden, können möglicherweise überhaupt nicht mehr funktionieren, wodurch sie schließlich absterben.