2) H2O•
3) H2O
4) O•
Правильным является атомарный водород H•. При прохождении ионизирующего излучения через воду происходят ионизация и возбуждение молекул с последующим распадом возбужденных состояний. На первичной физико-химической стадии формируются высокореактивные частицы, в том числе гидроксильный радикал OH•, гидратированный электрон eaq− и атомарный водород H•. Последний представляет собой электрически нейтральный радикал с неспаренным электроном и обладает выраженными восстановительными свойствами.
Молекула H2O является исходной средой радиолиза, а не новым продуктом этого процесса. Обозначение H2O• не используется для стандартного первичного продукта радиолиза воды: реакционноспособной частицей является гидроксильный радикал OH•. Атомарный кислород O• также не относится к основным первичным продуктам радиолиза жидкой воды. В дальнейшем первичные радикалы вступают в реакции рекомбинации и диспропорционирования с образованием молекулярных продуктов, прежде всего H2 и H2O2.
| Продукт или частица | Тип | Характер образования | Основное радиобиологическое значение |
|---|---|---|---|
| H• | Первичный нейтральный радикал | Возникает при распаде возбужденных состояний воды и последующих быстрых реакциях в радиационном треке | Восстановитель; участвует в повреждении биомолекул и образовании молекулярного водорода |
| OH• | Первичный свободный радикал | Формируется при гомолитическом распаде воды и в реакциях ионизированной воды | Один из наиболее агрессивных окислителей; вызывает окислительное повреждение ДНК, белков и липидов |
| eaq− | Первичный восстановитель | Свободный электрон быстро сольватируется молекулами воды | Вступает в реакции переноса электрона и восстановления растворенных соединений |
| H3O+ | Ионный продукт | Образуется при переносе протона от ионизированной молекулы воды к соседней молекуле H2O | Определяет кислотно-основные реакции в радиационном треке |
| H2 | Молекулярный продукт | Формируется преимущественно на последующих стадиях при рекомбинации атомарного водорода | Отражает молекулярную ветвь радиолиза; не является свободным радикалом |
| H2O2 | Молекулярный окислитель | Возникает при рекомбинации и взаимодействии гидроксильных радикалов | Поддерживает окислительный стресс и может участвовать в последующем образовании активных форм кислорода |
| O• | Неосновной для жидкой воды радикал | Не рассматривается как типичный первичный продукт стандартного радиолиза воды | Его нельзя выбирать как наиболее характерный продукт в данной классификации |
Радикалы радиолиза обеспечивают непрямое действие ионизирующего излучения, особенно значимое для клеток с высоким содержанием воды. Наибольший вклад в повреждение биологических мишеней обычно вносит OH•, поскольку он реагирует почти диффузионно-контролируемо и обладает коротким радиусом действия. Кислород, тиолы и радиопротекторы способны изменять судьбу первичных радикалов и выраженность фиксируемого повреждения. Поэтому распознавание H• как первичного продукта требует отличать ранние радикальные частицы от вторичных молекулярных продуктов радиолиза.