Вторичные процессы - повреждение отдельных клеток и нарушение функций целого организма как следствие первичных процессов.

Таблица Стадии радиобиологических процессов

Тип процесса	Время протекания	Основные процессы
Радиационно-физический	10^-18-10^-15, с	Поглощение энергии ионизирующего излучения
Радиационно-химический	10^-15-10^-8, с	Ионизация, образование свободных радикалов и кислорода
Химический	10^-14-10^-4,с	Образование первичных повреждений ДНК ( разрывы связей вследствие реакции со свободными радикалами)
Клеточные	Минуты-часы	Перестройка мембранной системы. Гибель клеток или изменение их свойств в результате мутаций
Соматические	Дни- годы	Нарушение
Генетические	Много десятилетий	Формирование мутаций

Еще раз подчеркнем, что взаимодействие ионизирующего излучения с веществом, в том числе и биологическим объектом, начинается с поглощения энергии ионизирующего излучения

( процессом чисто физическим).

Поскольку у человека (и млекопитающих) основную часть массы тела составляет вода (около 75%), первичные процессы во многом определяются поглощением излучения водой клеток. Вследствие этого исследование влияния ионизирующих излучений на водные растворы ионизацией молекул воды с образованием высокоактивных в химическом отношении свободных радикалов типа ОН и Н и последующими каталитическими реакциями (в основном окислением этими радикалами молекул белка). Реакции превращения продуктов радиолиза воды приведены в таблице.

Таблица . Радиолиз воды

Продукты первого поколения	Продукты второго поколения
Н₂О→ОН + Н− диссоциация Н₂О⁺+Н₂О→Н₃О⁺ + ОН Н+Н→Н₂ ОН+ОН→Н₂О₂ Прямое разложение воды Н₂О+Н₂О→Н₂+Н₂О₂ ионно-молекулярная реакция е+Н₂О→Н₂О^¯→Н + ОН ^¯ е+О₂→О	Н + Н→Н₂ ОН + ОН→Н₂О −соединение Н + ОН→Н₂О − соединение Н + е→ Н₂О→ОН ^¯+ Н₂ ОН + е→ОН ^¯ Н + О₂→НО₂ ОН + НО₂→Н₂О₂+О₂

Примечание: *− возбужденная молекула; е− гидратированный электрон

Длительность процессов, завершающихся появлением внутри клеток мягкой биологической ткани продуктов с высокой химической активностью, не превышает 10^-6 с, и следовательно, они заканчиваются во время облучения. Повреждение макромолекул вследствие взаимодействия отдельных их частей с продуктами радиолиза воды относят к непрямому (косвенному) действию радиации.

Химически активные продукты, образовавшиеся на первом этапе развития поражения, вступают в химические, в основном окислительные реакции, завершающиеся изменением биологически важных молекул.

Прямое действие ионизирующего излучения может вызвать расщепление молекул белка, разрыв наименее прочных связей, отрыв радикалов и другие денатурационные процессы. Это непосредственная передача энергии биологически активным молекулам.

И прямое и непрямое повреждение макромолекул приводит к изменению их функциональных свойств, т.е. в радиационном повреждении клеток участвует как прямой, так и косвенный механизм.

Тем не менее, необходимо отметить, что и прямое и косвенное действие радиации не объясняют повреждающего действия излучения. Так, при абсолютно смертельной дозе, равной для человека 6Гр на все тело, в 1см³ образуется 10¹³ ионов, что составляет одну ионизационную молекулу воды из 10 млн. молекул.

Более обоснованной гипотезой, объясняющей повреждающее действие излучения на организм, является гипотеза радиотоксинов, которые накапливаются в облученном организме, сорбируются ядрами клеток, угнетают синтез ДНК, подавляют деление, рост и развитие клеток, вызывают мутации, а при высоких концентрациях, возникающих при высоких дозах облучения, приводят к гибели клеток и организма.

Выделяют понятие первичных и вторичных радиотоксинов. Первичными радиотоксинами являются вещества, образующиеся в клетках облученных организмов тот час или в ближайшие часы после облучения и обладающие свойством вызывать различные радиобиологические эффекты. К ним относятся радиотоксины липидной или фенольно-хиноидной природы, которые вызывают развитие радиационного поражения.

К вторичным радиотоксинам следует относить самые различные биологически активные вещества белковой природы, накопление которых в повышенных количествах может играть важную роль в лучевой токсемии и гибели организмов. Эти радиотоксины завершают, но не вызывают развитие радиационного поражения. Пусковыми же принято считать физико-химические процессы, протекающие на начальных этапах.

Все последствия, которые развиваются при облучении организма человека, могут быть разделены условно на три группы: соматические, соматико-стохастические и генетические.

Соматические (телесные) эффекты - это последствия воздействия облучения на самого облученного, а не на его потомство.

Соматические эффекты облучения делят на стохастические (вероятностные) и нестохастические.

К нестохастическим соматическим эффектам относят поражения, тяжесть которых зависит от дозы облучения и для возникновения которых существует дозовый порог.

К таким эффектам относят локальные незлокачественные повреждения кожи (лучевой ожог), катаракта глаз, постоянная или временная стерилизация. Эти эффекты проявляются если превышается высокая пороговая доза.

К стостохастическим эффектам относят злокачественные образования и опухоли, индуцированные облучением. Вероятность их проявления зависит от дозы облучения и не исключается при малыдозах, так как полагают,что соматико - стохастические эффекты не имеют дозового порога

Генетические эффекты – врожденные уродства и нарушения, передающиеся по наследству. Генетические эффекты, так же как и соматико-стохастические не имеют порога, то есть мало зависят от мощности дозы.

Соматико-стохастические и генетические эффекты облучения, которые имеют вероятностный характер обнаружить трудно, т.к. они незначительны и имеют длительный скрытый период, измеряемый десятками лет после облучения.

Соматические эффекты возникают у облученного индивидуума, генетические эффекты проявляются у его потомства.

Оба вида эффектов возникают в результате мутаций и других нарушений в клеточных структурах, ведающих наследственностью.( Мутации – внезапно возникающее стойкое изменение наследственных структур.)