Efecte ale radiatiilor neionizante: Efectele chimice ale radiatiilor neionizante

Efecte ale radiatiilor neionizante: Efectele chimice ale radiatiilor neionizante

Energia absorbita de catre gruparile cromofore ale moleculelor poate antrena modificari (reactii) fotochimice ale acestora. Faptul este comun si impiedicarea lui poate fi regasita in pastrarea in flacoane brune sau opace a unor medicamente sau bauturi (bere, vin). In lumea vie, plantele si algele transforma curent energia luminoasa in energie chimica stocata in compusi organici de sinteza.

Exista doua legi ale fotochimiei: 1) Un foton interactioneaza cu o singura molecula si 2) In urma interactiunii, energia fotonului este absorbita integral.

De procese fotochimice sunt responsabile mai ales radiatiile UV, absorbite de dublele legaturi. Trecerea electronilor pe orbitalii de antilegatura (p*) este echivalenta cu ruperea acesteia urmata de posibilitatea refacerii in alte modalitati. Ca urmare, pot avea loc unul din fenomenele:

- Refacerea ei in alta pozitie (migrarea);

- Izomerizarea cis-trans;

- Aditia unui substituent, in general -OH sau -H;

- Dimerizarea;

- Ciclizarea interna.

Asupra macromoleculelor proteice, transformarile fotochimice susmentionate se manifesta mai ales asupra aminoacizilor aromatici si a secventei legaturilor peptidice. Ele au ca efect schimbarea structurii primare (covalente) si, consecutiv a celor secundare, tertiare si cuaternare. Rezultatul este aparitia unor compusi denaturati, lipsiti de functie biologica sau cu functia alterata.

Macromoleculele de acizi nucleici sufera efecte fotochimice importante datorita absorbtiei radiatiilor UV de catre dublele legaturi ale bazelor azotate. Dimerizarile si trimerizarile de baze, ciclizarile sau aditiile la acestea impiedica adoptarea unei geometrii corecte a helixurilor de acizi nucleici. Consecintele biochimice rezida in imposibiliatea de recunoastere a acestora de catre enzimele implicate in citirea, utilizarea si transmiterea informatiei genetice.

Efectele biologice ale radiatiilor neionizante

La nivel de organism, procesele fotochimice pot fi implicate in doua procese fiziologice:

a) Fotoconversia, prin care are loc tranformarea energiei luminoase in energie chimica. Cel mai important este fotosinteza, realizata de majoritatea plantelor vezi si de microorganismele plactonului oceanic.

b) Fotodetectia, in timpul careia energia luminoasa este tratata ca semnal informatic si mijloceste orientarea si incadrarea organismelor in mediu. Ea este intalnita de la protozoare la plante si animale. Dintre acestea, numai animalele au ochi - organe specializate in obtinerea unor imagini "fotografice" ale mediului inconjurator.

Efectele locale, tisulare, ale radiatiilor neionizante depind de domeniul spectral in care sunt plasate. Toate, cand sunt absorbite, produc incalzirea tesuturilor, profunzimea de patrundere scazand odata cu scaderea lungimii de unda.

Undele utilizate in telecomunicatii au efecte incerte. Cele cu lungimi de unda mari nu au fost incriminate in producerea unor afectiuni specifice. Undelor din domeniul celor ultrascurte, utilizate in telefonia mobila, le-a fost atribuit, fara a fi indubitabil, cresterea riscului de tumori cerebrale in vecinatatea urechii la care este folosit telefonul.

Microundele au efect caloric exprimat si de profunzime, prin punerea in oscilatie a dipolilor de apa, cea ce antreneaza cresterea energiei de agitatie termica din mediu. Faptul si-a gasit aplicatii practice atat in balneofizioterapie (in tratarea afectiunilor degenerative, cand incalzirea locala si vasodilatatia consecutiva au efecte benefice) cat si gospodaresti - cuptoarele cu microunde.

Radiatia din domeniul IR produce incalzirea locala, profunzimea lor de patrundere in tesuturi fiind de cativa milimetri. Si acestea sunt absorbite mai ales de apa tisulara, dar si de macromolecule, prin excitatrea miscarilor de vibratie ale atomilor.

Indiferent de mecanismul incalzirii, cresterea exagerata a temperaturii produce denaturarea ireversibila a proteinelor si a structurilor celulare cu manifestarile clinice curente ale arsurilor.

Radiatia vizibila nu are efecte patologice, ea fiind implicata in fotodetectie si fotoconversie. Totusi, daca este focalizata pe zone reduse, antreneaza arsuri tisulare, cum este cazul privirii cu ochiul liber a soarelui imprejurare in care se produc arsuri de retina.

Radiatia UV are cele mai multe efecte fotochimice, care se constata pana la profunzimi de 2- 3 mm. Protectia impotriva lor se face fiziologic prin pigmentarea (bronzarea) pielii. Aceasta poate fi determinata genetic la populatiile din zonele tropicale, sau poate fi indusa de expunerea la UV a subiectilor cu tegumente de nuante deschise.

In doze mici, radiatiile UV produc bronzarea prin transformarea tirozinei in melanina, pigment absorbant al acestora. Dozele mari, absorbite in timp scurt, produc fenomene similare arsurilor termice, cauza fiind denaturarea proteinelor. Efectul bacteriostatic al dozelor mari de UV se explica mai ales prin impiedicarea multiplicarii microorganismelor, ca o consecinta a interactiunii cu acizii nucleici.

Dozele moderate si repetate de ultraviolete au asupra tegumentelor, in timp mai indelungat, efecte carcinogene. (Tumorile maligne ale tesuturilor epiteliale se numesc carcinoame si o buna parte a celor cutanate, la varstnici, se datoresc radiatiilor UV). Si acestea sunt consecinte genetice rezultate din modificarea acizilor nucleici.