Biologiczne skutki promieniowania 

jonizującego na poziomie 

molekularnym

 

Autor: Nawrot Izabela

Pod kierunkiem: mgr Ewy Czupry

 

 

 

 

DNA-najbardziej promieniowrażliwa 

część komórki

Rodzaj uszkodzenia Uszkodzenia spontaniczne

      w komórce na 1h

Uszkodzenia w komórce

na Gy

Pęknięcie

podwójnoniciowe

<1

40

Pęknięcie

pojedynczoniciowe

5x10

 3

1000

Utrata zasady

1,5x10

 3

950

Uszkodzenie

zasady

1,25x10

 3

950

 

 

Efekty promieniowania na 

poziomie komórki



Promieniowaniem jonizującym można 
zabić komórkę bakteryjną, roślinną lub 
zwierzęcą, z tym większym 
prawdopodobieństwem, im wyższą 
zastosujemy dawkę promieniowania. 
W przypadku komórek zwierzęcych 
mamy do czynienia z dwoma 
rodzajami komórkowej śmierci 
popromiennej: 

 

 

ŚMIERĆ REPRODUKCYJNA 

(mitotyczna) 



Znana w radiobiologii reguła Bergonie i 
Tribondeau mówi, że komórki nie dzielące 
się są oporniejsze na promieniowanie niż 
komórki dzielące się. Dzieje się tak dlatego, 
że uszkodzenie wywołane przez 
promieniowanie może pozostać w stanie 
utajnionym, nie zaburzając funkcji komórek 
w fazie G

0

 (“spoczynek” komórek 

zróżnicowanych), natomiast ujawniając się w 
postaci aberracji chromosomowych przy 
przejściu komórki przez mitozę, co prowadzi 
do śmierci.

 

 

Mutacje na poziomie DNA.



Nie wszystkie aberracje chromosomowe prowadzą do 
mitotycznej śmierci komórki. Różnego rodzaju 
przemieszczenia, zwane translokacjami, nie zmieniają 
morfologii chromosomów, mogą być zatem przekazywane 
komórką potomnym. 



Translokacjom zawsze towarzyszą mutacje na poziomie 
DNA, czyli zmiany informacji zawartej w materiale 
genetycznym. Jeśli mutacji ulegnie gen, prowadzi to do 
zmiany funkcji kodowanego przez ten gen białka. 
Najbardziej niebezpieczne są mutacje w genach 
odpowiedzialne za kontrole cyklu komórkowego lub 
naprawy DNA. Mogą one zmienić komórkę prawidłową w 
komórkę nowotworową (transformacja nowotworowa). 

 

 

C.d mutacji



Wiadomo że w DNA nastąpić musi 
wiele mutacji zanim komórka 
ulegnie transformacji. Nie można 
jednak wykluczyć, że jedna 
mutacja wyzwoli kaskadę dalszych 
zmian genetycznych 
prowadzących do transformacji.

 

 

ŚMIERĆ INTERFAZALNA

 

 

Wpływ dawek na śmierć 

komórkową



Na ogół niskie dawki promieniowanie 

powodują śmierć reprodukcyjną lub 

apoptotyczną. Nie wszystkie komórki 

posiadają zdolność do apoptozy. 

Komórkami szczególnie podatnymi na 

apopotozę są komórki grasicy – 

tymocyty. Wyższe dawki 

promieniowania powodują śmierć 

nekrotyczną wszystkich typów 

komórek.       

 

 

Działanie promieniowania 

jonizującego na organizmy, 

efekty i ryzyko.



Popromienna choroba,

 zespół objawów występujących 

w wyniku , których obraz kliniczny zależy od wchłoniętej 
przez organizm  . Dawka 400-600  powoduje pełny rozwój 
choroby, atakującej oraz hamującej działanie 
mechanizmów. Najgorzej rokującym objawem jest tzw. 
triada objawów szybkiej śmierci popromiennej: 
podwyższenie temperatury ciała, wymioty i biegunki. Przy 
mniejszych dawkach promieniowania choroba może 
rozwinąć się w postaci ostrych schorzeń układu 
krwiotwórczego. Napromieniowanie zwiększa częstość 
występowania.W wyniku napromieniowania powstają też 
tzw. zmiany późne, ujawniające się nawet po kilkunastu 
latach (złośliwe).

 

 

Efekty działanie 

promieniowania dzielą się na 

stochastyczne i 

deterministyczne

-

Do tych pierwszych należą nowotwory lub 
schorzenia dziedziczne, których 
prawdopodobieństwo wystąpienia lecz, nie 
stopień nasilenie jest wprost proporcjonalny do 
dawki. 

-

Deterministyczne  to takie skutki 
promieniowania jak choroba popromienna, 
zaćma (matowienie soczewki oka), rumień czy 
wypadanie włosów. Skutki te nie są 
dziedziczone, ich objawy mijają z czasem, zaś 
przeciętne nasilenie zależy od wysokości dawki: 
poniżej pewnego progu efekt nie występuje. 

 

 

 

 

Dawki 



Zagrożenie skutkami promieniowania zależy od ilości 
substancji promieniotwórczej (aktywności, Bq), od energii 
promieniowania oraz odległości i czasu przebywania w 
pobliżu materiałów, a to w sumie składa się na wartość 
dawki pochłoniętej. 



Dawka LD50, 50% letal dose, dawka równoważna 
prowadząca do zgonu 50% napromienionej populacji 
organizmów żywych danego gatunku, w przeciągu 30 dni 
od ekspozycji.



Dla człowieka LD50 oceniana jest na 4÷4.5 Sv (400÷450 
rem). Dawki dziesięciokrotnie mniejsze powodują już 
chorobę popromienną.  

 

 

C.d dawek



Dawka LD100 (letalna), 100% letal dose, 
najmniejsza dawka równoważna prowadząca 
do zgonu 100% populacji organizmów żywych 
(danego gatunku), w 30 dni od ekspozycji 
jednorazowej.



Dla człowieka LD100 ocenia się na 6÷7 Sv 
(600÷700 rem). Dawka dwukrotnie większa 
od LD100 prowadzi do ostrej choroby 
popromiennej i zgonu w przeciągu kilku dni.

 

 

Skażenia wewnętrzne – 

ciekawostki.



Pierwszymi ofiarami skażenia pyłem promieniotwórczym, 
zawierającym ,  i  emitery, byli mieszkańcy wysp Marshalla 

(<200 osób) oraz kilkudziesięcioosobowe grupy rybaków 
amerykańskich i japońskich wojskowych. Znajdowali się oni w 
obszarze objętym opadem pyłu promieniotwórczego (200km od 
centrum wybuchu) po próbnym wybuchu bomby wodorowej w 
1954r. Izotopy promieniotwórcze skaziły ich organizmy od 
wewnątrz jak i skórę od zewnątrz. 



Zmora lat 50 i 60 były próby nuklearne przeprowadzane przez 
państwa dysponujące bronią jądrową. Produkty rozszczepienia 
uranu i plutonu oraz izotopy promieniotwórcze zaśmieciły nawet 
niedostępne zakątki. Pył promieniotwórczy, w postaci 
radioaktywnej chmury, obiegł kilkakrotnie kulę ziemską. 
Dostawał się do organizmów przez płuca lub z pożywieniem.

 

 

Toksyczność pierwiastków 

promieniotwórczych.

•

Pierwiastki promieniotwórcze mają również 
działanie toksyczne na organizm na skutek 
ich właściwości, m.in. ze względu na to, że 
są to bardzo często metale ciężkie:



u górników i osób stykających się z pyłem 
związków pierwiastków pochodzących z 
naturalnych szeregów promieniotwórczych uranu 
i toru znacznie częściej niż normalnie obserwuje 
się ciężkie schorzenia układu krwionośnego, 
nowotwory płuc czy schorzenia nerek.

 

 

Skażenia:



dawniej do wyrobu farb świecących, np. do malowania 
wskazówek zegarków, były dodawane sole radu. Pracownicy 
malując przedmioty zwilżali pędzelki ustami ulegając w ten 
sposób skażeniu. U tych właśnie pracowników stwierdzono 
częste przypadki nowotworów szczęk i warg.



W jednym z laboratoriów w USA zajmującym się badaniem 
plutonu, radioaktywny pierwiastek wypadł z pojemnika i 
trzeba go było natychmiast ponownie tam umieścić. 
Pracownik, który to wykonał skaził sobie rękę-pomimo 
natychmiastowej pomocy lekarskiej w miejscu skażenia 
wytworzyła się nie poddająca leczeniu rana i trzeba było 
rękę amputować.

 

 

C.d. skażeń



W Polsce w latach 50 i 60 prace związane z 
materiałami promieniotwórczymi były często okryte 
tajemnicą. Okazało się np. że członkowie jednej z 
ekip, które zajmowały się transportem na Śląsk 
izotopów promieniotwórczych stosowanych w 
hutnictwie umarli na białaczkę w dość krótkim czasie. 
Po wykonaniu badań wykazało że w gabinecie jednej z 
ofiar skażone było wszystko: biurko, krzesło i sejf, w 
którym były przechowywane iryd-192 i kobalt-60



Nawet miligramowe ilości izotopu 
promieniotwórczego mogą być dla człowieka 
śmiertelne.

 

 

 

Katastrofa w Czarnobylu



Wybuch rozpoczął dziesięciodniowy pożar 
moderatora grafitowego, w trakcie którego rdzeń 
reaktora stopił się, a do środowiska przedostało się 
kilkadziesiąt izotopów promieniotwórczych o łącznej 
aktywności rzędu 10

18

 Bq, z czego ponad 30% 

pierwszego dnia.



Pożar ugaszono dzięki bezprzykładnemu poświęceniu 
gaszących strażaków i wojska, 31 osób zmarło w 
wyniku bezpośredniego napromienienia i oparzeń, 
ponad 200 było hospitalizowanych w związku z 
chorobą popromienną

 

 

C.d katastrofy



Ocenia się, że u kilku tysięcy osób bezpośrednio 
narażonych na duże dawki, na skutek napromienienia 
wywiąże się (w przeciągu 10-20 lat) choroba 
nowotworowa. Substancje promieniotwórcze 
rozprzestrzeniały się, skażając rozległe terytoria, 
głównie Białorusi, Ukrainy, Rosji, ale i krajów 
skandynawskich oraz Europy Środkowej i Wschodniej.



Trzydziestokilometrową strefę wokół reaktorów 
ewakuowano i zamknięto, później ewakuowano też 
ludność z najsilniej skażonych terenów Białorusi (np. 
wsie w rejonie Homla odległe o ponad 200 km od 
reaktora).

 

 

C.d katastrofy



Szacuje się, że przeciętny mieszkaniec 

Polski otrzyma w ciągu 50 lat życia od 

izotopów pochodzących z Czarnobyla 

równoważnik dawki równy 0,3 ÷ 0,4 mSv, 

czyli jedynie 10% dawki otrzymywanej 

corocznie od tła naturalnego. Na najsilniej 

skażonych terenach Polski, przy 

pesymistycznych założeniach, równoważnik 

dawki rocznej stanowi 30% dawki od tła 

naturalnego, a w pierwszym roku nie 

przekroczył 50% dawki od tła naturalnego.

 

 

Statystyka zgonów

•

W ciągu 50 lat w Polsce należy się 
zatem spodziewać 1800 dodatkowych 
zgonów. Liczba ta aczkolwiek realna, 
nie zostanie zauważona, ponieważ 
zginie w wielokrotnie wyższych 
statystycznych fluktuacjach 
oczekiwanych 3,5 miliona zgonów na 
nowotwory złośliwe wywołane innymi 
przyczynami.

 

 

 

 

Bibliografia:



Andrzej Wójcik i Irena Szumiel 
“Biologiczne działanie i ryzyko 
promieniowania”



Andrzej Czerwiński “Blaski i cienie 
promieniotwórczości” 



Encyklopedia Multimedialna WIEM 
ONET