Co je to „dávka“?

Zjednodušeně lze říct, že absorbovanou dávku je možné vyjádřit jako podíl energie, která se absorbovala v daném objemu látky o určité hmotnosti, a hmotnosti tohoto objemu, tj. D = E/m. Z tohoto vztahu plyne, že velikost dávky je závislá na velikosti energie, která se v určitém objemu absorbovala, ale současně i na hmotnosti tohoto objemu. Jednotkou je Gray (Gy), přičemž 1 Gy = 1 Joule (J) / 1 kg.

Energie 1 J je z hlediska člověka jako makroskopického objemu velmi malá. Pro lepší představu, jak malá je to energie, si představme kávovou lžičku s vodou, objem vody je cca 5 ml [1], hmotnost této vody je 5 g. Nechť tato voda má určitou teplotu a my chceme zvýšit teplotu o 1°C. Jakou energii (zanedbáme tepelnou kapacitu lžičky) musíme dodat pro zvýšení teploty vody?

Jednoduchým dosazením do vztahu
                                                      Q = m.c.T,

kde m je hmotnost vody (5 g = 0,005 kg),
c je měrná tepelná kapacita vody (4 180 J/(kg.K))
T je změna teploty (pro nás 1 K (nebo 1°C)),

dostáváme Q = 20,9 J = 21 J. Pro zvýšení teploty vody o 1°C je tedy nutné dodat energii 21 J. Abychom se přiblížili hodnotě 1 J, vezměme si místo lžičky vody jen pět kapek vody, které mají objem 5.0,05 ml = 0,25 ml [2]. Pro jejich ohřátí o 1°C jim musíme dodat energii cca 1 J.
Např. jeden čtvereček čokolády Milka obsahuje energii téměř 100 000 J. Takže skutečně energie 1 J je pro člověka velmi malá energie. Ale co když takovou energii dodáme malému objemu lidské tkáně?

Mějme lidskou tkáň o objemu pěti kapek vody, tj. 0,25 ml a předpokládajme, že hustota tkáně je stejná jako hustota vody (lidské tělo je ze 70 % tvořeno vodou). Dodáme-li do tohoto objemu energii 1 J, představuje to dávku D = 1 J / 0,000 25 kg = 4 000 Gy. To je obrovská dávka! Např. mezní hodnota dávky, od které se mohou projevit poškození kůže, je cca 3 Gy, při 15 Gy se objevují puchýře, vředy a dochází k odumření tkáně. Takže obecně vzato, energie dodaná zářením, při které se mohou u člověka vyskytnout poškození, je velice malá. Ale jak může tak malá energie poškodit buňky?

Dodáním i malé energie buňce vznikají volné radikály. Tyto radikály poškozují důležité součásti buňky, mezi které patří DNA, RNA, proteiny atd. V důsledku těchto poškození může dojít ke smrti buňky nebo k pozměnění genetické informace, což se pak může rozvinout v rakovinné bujení. Takže důvodem, proč i tak malá energie dodaná buňce ji ohrožuje, je právě vznik volných radikálů, které pak buňku poškozují.

V radioterapii (ozařování nádorů za účelem jejich zničení) se vychytáváním škodlivých radikálů určitými látkami aplikovanými do organismu chrání zdravé buňky. Současně je možné aplikovat do nádorové tkáně látky, které naopak podporují vznik volných radikálů, čímž tyto nádory ničí. Celý proces působení záření na buňku a ochrany buňky je však podstatně složitější, ale o tom někdy přístě…

Použitá literatura:
[1] http://wiki.answers.com/Q/How_many_ml_water_equals_One_teaspoon_water
[2] http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20060928194539AAoxlvq

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *