Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Лекція 4

Тема: „Поширення кисневого ефекту. Прямі та непрямі ефекти опромінення, модифікація радіобіологічних ефектів.”

1. Кисневий ефект у радіаційно-хімічних реакціях.

2. Прямі та непрямі ефекти опромінення клітин.

3. Модифікація радіобіологічних ефектів.

4. Радіопротектори та радіосенсибілізатори.

5. Пострадіаційне відновлення та репарація клітин від променевого ураження.

Від наявності кисню в реакційному середовищі, де опроміненням індукована поява іонізованих і збуджених станів атомів та молекул, залежить подальший розвиток радіаційно-хімічних і радіаційно-біохімічних реакцій і, врешті-решт, вихід радіаційних ушкоджень біологічно важливих молекул у клітинних ультраструктурах.

Вплив кисню на перебіг радіаційно-хімічних перетворень речовин, який посилює прояв радіобіологічної реакції, дістав назву кисневого ефекту. Цей ефект проявляється в разі опромінення біологічних об'єктів у атмосфері, що містить кисень у різних концентраціях.

Кисневий ефект зумовлений взаємодією кисню з вільними радикалами, які виникають унаслідок дії іонізуючого випромінювання на молекули різних речовин, насамперед води. В складних біологічних системах вилив кисню на вихід продуктів радіаційно-хімічних перетворень молекул визначає подальший розвиток радіобіологічного ефекту.

Кисневий ефект проявляється на різних рівнях організації процесів у біологічних системах, починаючи з елементарних радіаційно-хімічних реакцій — радіолізу води, й закінчуючи складними, інтегральними радіобіологічними реакціями клітин, тканин і багатоклітинних організмів.

Видалення кисню із середовища могло б послабити радіаційне ураження організму, але для життєдіяльності аеробних клітин аноксичні або гіпоксивні умови є вкрай несприятливими, й це обмежує використання кисневого ефекту як засобу захисту організму шкідливої дії іонізуючого випромінювання.

Прояв кисневого ефекту — посилення індукованої іонізуючим випромінюванням реакції — поширюється на різні системи — як хімічні, так і складні біологічні: за наявності кисню в середовищі спостерігається збільшення виходу радіаційно-хімічних реакцій внаслідок опромінення окремих речовин, а також клітин, органів і цілісного багатоклітинного організму.

Для пояснень механізму кисневого ефекту залучаються уявлення про появу первинних потенційних ушкоджень типу R. Якщо тривалість існування цього збудженого стану біомакромолекули значна. то є підстави говорити про довгоіснуючі потенційні киснезалсжні ушкодження. На прикладі водних розчинів міозину, який характеризується аденозинтрифосфатазною активністю, було показано що опромінення супроводжується інактивацією ферментативної активності, й у цій інактивації чітко проявляється кисневий ефект, інактивація міозину за опромінення в аноксичних умовах набагато менша, ніж у присутності кисню. Проте, якщо до міозину, опроміненого в аноксичних умовах, через деякий час після дії випромінювання додавати кисень, то реєструватиметься така сама інактивація ферментативної активності, як у разі опромінення в середовищі, що містить кисень. Отже, первинні киснезалежні ушкодження зберігаються як потенційні, тому й проявляється киснева післядія.

Російський радіобіолог Л. X. Ейдус виявив так званий відтермінований кисневий ефект, який полягає в тому, що інактивація біологічних макромолекул, опромінених в аноксичних умовах, може посилюватися під впливом кисню, якщо його вводити в середовище через деякий час після опромінення. Наявність кисневої післядії свідчить про те, що за умов опромінення в безкисневому середовищі макромолекулах виникають киснечутливі ушкодження, що можуть зберігатися досить тривалий час. Ці ушкодження належать до потенційних, бо вони реалізуються лише за наявності кисню. Потенційні киснечутливі ушкодження є стабільними вільнорадикальними станами молекул, і їх можна реєструвати методом ЕПР. На прикладі міозину було визначено, що час, протягом якого зберігаються потенційні киснезалежні ушкодження його молекул, досить значний - багато годин.

Оскільки інтенсивність прояву відтермінованого кисневого ефекту з часом ослаблюється, є підстави вважати, що потенційні киснечутливі ушкодження макромолекул розпадаються.

У складніших системах, наприклад у клітинах або багатоклітинних організмах, кисневий ефект проявляється не тільки в зростанні радіочутливості, яку визначають, досліджуючи виживаність, а й на рівні різних молекулярно-біологічних або метаболічних процесів. Так, як уже зазначалося, інтенсивність транскрипції ДНК зазнає більщого радіаційного гальмування за наявності кисню в середовищі. Так само індукована опроміненням деградація ДНК у клітинах деяких бактерій в 2-4рази сильніша в присутності кисню, ніж в аноксичних умовах опромінення. Наявність кисню в клітині впливає на ефективністьвідновлення ДНК від ушкоджень (репарацію).

Очевидно, є всі підстави стверджувати, що внаслідок опромінення клітин виникають як киснезалежні, так і кисненезалежні ушкодження. Очевидно також, що в клітинах містяться тіолові сполуки, які забезпечують ліквідацію ушкоджень макромолекул, зокрема ДНК.

Первинні й вторинні процеси у формуванні радіаційного ураження клітин і багатоклітинного організму

Під первинними процесами розуміють ушкодження біологічно важливих молекул унаслідок прямого передавання їм енергії іонізуючого випромінювання чи в результаті атакування рухомими хімічно активними продуктами, що виникають під час опромінення складних хімічних сумішей або розчинів. Отже, первинні процеси охоплюють пряму й непряму дію іонізуючого випромінювання, тобто біофізичні й радіаційно-хімічні процеси (рис. 3.1).

З появою змінених унаслідок опромінення біологічно важливих молекул розпочинаються вторинні процеси, які раніше тлумачились як реалізація потенційно летальних ушкоджень молекул. Ці процеси охоплюють низку клітинних явищ, в яких беруть участь ушкоджені молекули, що спричинює формування летального ураження клітини. До таких явищ належать реплікація ДНК, якщо йдеться про радіаційне ушкодження молекули. В разі реплікації відбувається дублювання ушкодження ДНК з появою двониткового розриву подвійної спіралі. За подальшого поділу клітини з таким двонигковим розривом ДНК може настати проліферативна загибель клітин унаслідок формування хромосомної аберації. Якщо ж інактивації зазнала молекула білка, котра до того ж має унікальний для клітини характер, то розвиток вторинних процесів відображує дефіцит певної функції, здійснення якої потребує наявності ушкодженої опроміненням молекули білка.

Рис. 3.1. Загальна схема радіобіологічного процесу.

Якщо ж первинний процес завершився порушенням молекулярної структури, яка забезпечує перетворення сигналів, що визначають функціональну орієнтованість клітинних процесів, то спостерігається патологічне відхилення онтогенетичного розвитку ураженої клітини. Раніше вважали, що вторинні процеси відбуваються в одному напрямі реалізації молекулярного ушкодження аж до повної інактивації. Останнім часом до вторинних відносять також різні за напрямами розвитку процеси. При цьому великого значення надають реакції клітини на появу в ній первинно ушкоджених молекул. У цих активних реакціях реалізується стратегія виживання клітини або багатоклітинного організму, до складу тканин якого входять уражені внаслідок опромінення клітини. Крім того, як вторинні процеси слід розглядати зведення до мінімуму генетичної загрози для виду, котру може становити ушкоджена опроміненням клітина або група клітин.

МОДИФІКАЦІЯ РАДІОБІОЛОГІЧНИХ ЕФЕКТІВ

Унаслідок впливу різних факторів на опромінену систему може змінюватися ступінь прояву радіобіологічного ефекту. Такі впливи називають модифікувальними, а явище, що полягає в управлінні формуванням радіобіологічного ураження, — модифікацією променевого ураження.

Поняття «модифікація променевого ураження» є доволі широким за своїм змістом і охоплює коло найрізноманітніших ефектів залежно від того, на якому етапі формування радіобіологічного ефекту здійснюється його модифікація.

Щодо типізації модифікації є два підходи.

По-перше, виділяють модифікацію променевого ураження, яка спричиняє або підвищення, або зменшення радіостійкості під впливом модифікувального фактора.

По-друге, враховують, за яких проміжків часу дії модифікатора відносно моменту опромінення його модифікувальний вплив виявляється найефективнішим.

Дійсно, під впливом деяких факторів до опромінення ультраструктури мішеней клітин можуть переходити в такий стан, коли їх ушкодження внаслідок опромінення буде або більшим, або меншим порівняно з біологічними об'єктами, що не зазнали дії модифікаторів.

Якщо модифікувальні впливи виявляються ефективними лише за умови їх наявності в момент опромінення, то, очевидно, механізм їхньої дії пов'язаний із впливами на виходи радіаційно-хімічних реакцій. Впливи, які спричиняють модифікувальний ефект після опромінення, певно, мають бути пов'язані зі змінами відповідних процесів відновлення клітини або розвитку її ушкодження. Вони, на відміну від попередніх типів дії, не запобігають появі первинних радіаційних ушкоджень.

Історія розвитку радіобіології — це пошуки ефективних засобів підвищення радіостійкості організмів, бо практична мета теоретичних розробок у цій науці полягає, насамперед, у визначенні шляхів активного втручання в процеси формування радіобіологічних ефектів.

Особливо важливим явищем є радіопротекція — запобігання появі первинних ушкоджень біологічно важливих молекул. Завдяки радіопротекції зменшується вихід радіаційно-хімічних перетворень таких клітинних структур, як хроматин і мембрани, на одиницю дози. Фактори хімічної природи, що спричиняють радіопротекторний ефект, називають радіопротекторами.

Проте в „чистому вигляді” радіопротекторні ефекти можна спостерігати лише в дуже простих системах, таких, як, наприклад, розчини окремих речовин або їх суміші. В клітинах, тканинах, багатоклітинних організмах під впливом тих чи інших речовин, як правило, реєструють відповідь системного характеру, що формується за участю самого радіопротекторного ефекту та низки інших механізмів, котрі часто охоплюють і власне процеси модифікації радіаційного ураження. Тому в більшості існуючих класифікацій ефектів модифікації поняття радіопротекторних ефектів конкретизують, зважаючи на те, що модифікація променевого ураження, яка зменшує інтенсивність прояву радіобіологічної реакції, може мати прояв, тотожний радіопротекторному ефекту.

За характером розрізняють позитивну й негативну модифікацію променевого ураження, залежно від того, ослаблюється чи посилюється прояв радіобіологічної реакції внаслідок дії модифікувального фактора.

Найчастіше поняття «модифікація променевого ураження» розглядається в контексті радіобіологічної реакції клітини або організму, проте його можна застосовувати й до систем будь-якої складності, в тому числі до видових популяцій і біоценозів. Отже, модифікація радіаційних уражень може здійснюватися на різних рівнях: молекулярних субклітинних процесів, процесів у клітинних популяціях, компенсаторних процесів у багатоклітинному організмі, у видових популяціях і біоценозах.

Природа модифікувальних факторів

Модифікація променевого ураження може відбуватися під впливом факторів різної природи — фізичної, хімічної й біологічної.

До фізичних належать фактори, пов'язані власне з характером опромінення, а також фізичні поля, під дією яких змінюється розвиток променевих ушкоджень різної природи в процесі формування Оскільки прояв променевого ураження залежить від якості випромінювання, ефекту фракціонування і потужності поглинутої дози, то ці фактори можна вважати модифікаторами фізичної природи.

За модифікатори променевого ураження правлять впливи світла (фотомодифікація), магнітні поля різної природи, температурні впливи, малі дози іонізуючого випромінювання, що передують опроміненню організму в більших дозах (радіоадаптація).

До хімічних модифікувальних факторів належить багато хімічних речовин, під впливом яких змінюється інтенсивність прояву радіобіологічних реакцій біологічних систем.

Із біологічними модифікувальними факторами пов'язують залежність радіочутливості клітини від фази мітотичною циклу, в якому вона перебуває під час опромінення, функціональну здатність систем клітинної репарації, проліферативну активність клітин, здатність клітинних популяцій до репопуляційного відновлення, генетичні фактори, що визначають реакцію організму на опромінення. До модифікувальних факторів біологічної природи належить здатність клітин нагромаджувати продукти метаболізму, які виявляють властивості нативних хімічних радіомодифікаторів. Отже, ефекти від впливу біологічних і хімічних модифікувальних факторів можуть бути однаковими.

Безперечно, дуже часто вплив факторів хімічної й фізичної природи опосередковується біологічними факторами.

Якщо модифікатори виявляють ефективність у разі впливу до опромінення, то такі модифікувальні впливи називають профілактичними. Якщо модифікатор проявляє ефективність дії після опромінення, то йдеться про пострадіаційну модифікацію. Якщо вплив пострадіаційного модифікатора ослаблює прояв радіобіологічного ефекту, то його називають терапевтичним.

Очевидно, профілактичні модифікувальні впливи слід розглядати як модифікацію радіочутливості організму.

Хімічні радіомодифікатори променевого ураження й радіопротектори часто класифікують за хімічною природою речовин, які виявляють відповідні радіомодифікувальні властивості

В радіології профілактичні протипроменеві засоби класифікують за особливостями змін перебігу гострої променевої хвороби в разі використання цих засобів і виділяють такі групи: мієло-, ентеро- та цереброрадіопротектори; стимулятори радіорезистентності; фактори, що запобігають нагромадженню доз внутрішнього опромінення пригніченням депонування радіонуклідів у окремих тканинах організму.

Радіопротекторні ефекти

Речовини, що сприяють зменшенню .радіаційного ураження, за часом, протягом якого вони справляють радіопротекторну дію, поділяються на такі групи:

1) речовини, що ефективні за умов дії на клітини до опромінення, — профілактичні радіопротектори. Очевидно, їх радіозахисна функція пов'язана з тим, що вони індукують процеси, які супроводжуються зростанням радіостійкості клітини;

2) речовини, що є активними лише в тому разі, коли присутні в момент опромінення. Здебільшого вони взаємодіють із короткоіснуючими продуктами, які виникають у клітинах унаслідок опромінення. Ці речовини належать до групи власне радіопротекторів, бо під їхнім впливом інактивуються продукти радіолізу, а отже, зменшується вихід радіаційних ушкоджень макромолекул у клітинах;

3) речовини, що є активними в разі потрапляння в клітини після опромінення,— терапевтичні. їх радіозахисна дія зумовлена активацією репараційних процесів або впливом на інші процеси пострадіаційного відновлення, зокрема на репопуляцію. Очевидно, терапевтичні радіопротектори є позитивними радіомодифікаторами.

Радіопротектори

Відомо дуже багато різних за хімічною природою речовин, які мають протирадіаційні захисні властивості.

Радіопротектори класифікують за хімічною природою радіопро-текторних речовин або за клінічними проявами захисних ефектів.

За хімічними властивостями раліопротекгори поділяють на такі класи:

І. Сульфогідрильні сполуки — речовини, до складу яких входить SH-група. Серед цих речовин є сполуки з найсильнішими радіопротекорними властивостями, зокрема цистеамін і цистеїн. На сьогодні відомо понад 400 сульфогідрильних сполук радіопротекторної ДІЇ. До протекторів цієї групи належать також S-13-аміноетилізотіо-уроній (АЕТ), меркаптоетилтіогуаігідин (MEG), 2,3-меркаптопроію-нол (БАЛ), тіоурацил, глугатіон та ін. Сульфогідрильні сполуки з радіопротекторними властивостями, в свою чергу, розподіляються на різні групи.

II. Відновники — аскорбінова кислота та її похідні, пропіловий спирт, сульфіт натрію, етиловий спирт та ін.

III. Окисники — кисень, пероксид водню, меланіни, піросульфат натрію, феросульфат.

IV. Комплексні сполуки — 8-гідроксихінолін, дауекс-50, діетил-гіокарбамат, купферон, трилон Б, ЕДТА.

V. Іони металів — Fe²⁺, Fe^J⁺, Cu⁺, Mg²⁺' Ca²⁺, Hg²⁺' Со^ї+та ін. Радіопротекторну дію справляють також деякі кофактори — цитохром с, як окремо, так і в суміші. Радіопротекторні властивості виявляють і деякі вітаміни — тіамін, ціанокобаламін.

Кількісна характеристика радіопротекторного ефекту. Радіопротек-ефекти характеризують коефіцієнтом захисту (К.З), який відображує ймовірність ефекту захисту й обчислюється як відношення різниці показників ушкоджуваності системи без захисного фактора та з ним.

Проте найчастіше ступінь протирадіаційного захисту характеризують. фактором зменшення дози (ФЗД):

ФЗД = для захищеного організму для незахищеного організму

Час дії радіопротектора. Радїопротекторний ефект того чи іншого радіопротекгора залежить від часу введення його в організм — до чи після гострого опромінення. Найбільша ефективність справжніх радіопротекторів досягається у випадку, коли їхні молекули присутні и клітинах у момент дії радіації.

Дослідження впливу радіопротекторів на вихід радіаційних ушкоджень складних організмів, зокрема вищих тварин і рослин, можуть ускладнюватися внаслідок того, що засвоєння тієї чи іншої речовини часто супроводжується її метаболічним перетворенням, або ж вона взагалі може й не потрапити до місця дії, наприклад, у хроматин клітинного ядра. Тому експерименти на організмах слід дублювати на модельних системах, що дає змогу однозначніше тлумачити добуті дані.

Радіосенсибілізація

Під впливом низки хімічних сполук зростає радіочутливість клітин. Це явище називають радіосенсибілізацією, а сполуки, що спричиняють ефект радіосенсибілізації, - радіосенсибілізаторами.

Серед радіосенсибілізаторів є речовини різної хімічної будови, шо свідчить про існування кількох механізмів радіосенсибілізації.

До радіосенсибілізаторів належать насамперед кисень, за наявності якого в опромінюваній клітині або тканині радіаційні ефекти, як правило, істотно посилюються, а також:

• галоїдовмісні речовини - монойодоацетат, йодоацетамід, йодобегаойна кислота, йодистий метил, йодистий калій;

• сполуки з ненасиченими зв'язками - акриламід, акрилова кислота, N-етиламеїмід, похідні малеїнової кислоти;

• сполуки, які внаслідок перетворення здатні утворювати молекули з реакдійноздатното карбонільною групою, - хлоралгідрат, трифторацетальдегщгідрат;

• заміщені гліоксалі, кетоальдегіди, нінгідрин, синкавіт;

• ртутьорганічні сполуки - меркуріойодид;

• сполуки, здатні існувати у формі вільних радикалів, — дитретичний бутил-нітроксид, триацетамід, К-оксил.

Кількісною характеристикою ефекту радіосенсибілізації є фактор зменшення дози (ФЗД) - коефіцієнт, який показує, на скільки збільшується радіочутливість клітин під впливом радіосенсибілізатора:

ФЗД = /,

де і— значення D₀ відповідно у відсутності й за наявності радіосенсибілізатора.

Слід зауважити, що цей коефіцієнт подібний до фактора збільшенім дози. Тому часто говорять про фактор зміни дози, значення якого може бути й більшим за одиницю (для радіопротекторів), і меншим за одиницю (для радіосенсибілызаторів), Очевидно, коефіцієнт кисневого посилення (ККЛ) пов'язаний із ФЗД.

Природні й штучні радіосенсибілізатори. Серед речовин, які належать. до продуктів обміну речовин, є чимало сполук із карбонільними групами. Вони можуть спричиняти радіосенсибілізувальні ефекти певного рівня. Очевидно, компартментація метаболічних фондів у клітині обмежує прояв цих ефектів. Проте не виключено, що підвищена радіочутливість клітин може бути наслідком наявності природних радіосенсибілізаторів. Натомість штучні радіосенсибілізатори, яким немає аналогів серед речовин, властивих метаболізму клітини належать до ксенобютиків. Можлива поява радіосенсибілізаторів під впливом факторів, які, змінюючи напрям обміну речовин, спричиняють зростання внутршньотканинної концентрації природних радіосенсибілізаторів.

Механізми ефектів радіосенсибілізації досить різноманітні. їх реалізація може бути пов'язана як із безпосередньою взаємодією радіосенсибілізатора з біомакромолекулами, так і з непрямим впливом на умови атакування макромолекул вільнорадикальними продуктами радіолізу води. Так само, як і для радіопротєкторів, слід чітко розрізняти власне радіосенсибілізацію, коли наявність радіосенсибілізатора збільшує виходи первинних ушкоджень молекул, та радіосенсибілізувальні модифікаційні впливи, за яких радіосенсибілізатор підвищує інтенсивність вторинних процесів розвитку радіаційного ушкодження, наприклад, негативним впливом на репарацію ДНК у клітині.

Пострадіаційне відновлення та репарація клітин від променевого ураження

Пострадіаційне відновлення— ліквідація ушкодження, викликаного впливом іонізуючого випромінювання.

Відкриття феномена пострадіаційного відновлення і вивчення його механізмів пов'язане з іменами радянських дослідників Н.В. Лучника (1951), В.Л. Корогодіна (1956) і американського вченого Елкінда (М. Elkind, 1959).

Пострадіаційне відновлення проявляється на різних рівнях біологічної організації від молекулярного до организменного. У його основі лежать фізіологічні процеси, спрямовані на забезпечення стабільності генетичного матеріалу й клітинного відновлення життєво важливих систем. Відновлення, що протікає в опромінених клітинах без їхнього поділу (внутрішньоклітинне відновлення), позначають терміном «репарація». У клітинах опроміненого організму відбувається репарація сублетальных і потенційно летальних ушкоджень. Репарація сублетальных ушкоджень характерна для активно проліферуючих клітин, наприклад клітин кісткового мозку й епітелію кишківника. При такому типі пострадіаційного відновлення у перші кілька годин після опромінення репарируються ушкодження, які сприяють підвищенню чутливості клітини до повторного опромінення. Репарація сублетальных ушкоджень звичайно буває повною й завершується до вступу опромінених клітин у період синтезу ДНК.

Репарація потенційно летальних ушкоджень характерна для клітин, що перебувають у фазі тимчасового або постійного проліферативного спокою, наприклад. для клітин печінки, нирок, головного мозку. У цьому випадку виживаність клітин зростає зі збільшенням тимчасового інтервалу між опроміненням і впливом стимулу до клітинної проліферації або при зниженні потужності дози випромінювання. Репарація потенційно летальних ушкоджень звичайно не є повною, частина популяції - це клітини, що втратили здатність до «нескінченного» розмноження, що й відмирають після одного або декількох поділів.

Обидва типи клітинної репарації значно більш виражені при дії рідкоіонізуючого випромінювання, ніж щільноіонізуючого.

Різноманіття процесів пострадіаційного відновлення обумовлене як численністю виникаючих радіаційних ушкоджень, так і використанням різних показників — ушкоджень ДНК, хромосом і цілих клітин. Крім того, доведено, що різні репаративні процеси, розділені за швидкістю їх молекулярних проявів, протікають паралельно. Відповідні типи репарації можуть бути повністю або частково завершеними; крім того, у ряді випадків репарація протікає як «помилкова». Доведений генетичний контроль різних етапів репаративных процесів. У процесах репарації беруть участь численні ферменти — ДНК-полімерази, рестриктази, лігазы й ін. На клітинному рівні може бути відновлена більша чисть ушкоджень молекул-мішеней. Так, наприклад, при опроміненні в дозі 1 Гр у клітинах ссавців у середньому утворюється близько 1000 одиночних розривів ДНК, 100 подвійних розривів і 1500 зіпсованих її основ, які реалізуються потім усього в 1 хромосомну аберацію обмінного типу, тобто до 99,9% молекулярних ушкоджень ДНК можуть бути відновлені. Однак через стохастичний (імовірний) характер нанесення різних ушкоджень і неможливістю 100% репарації в кожній клітині або її генетичній структурі, навіть при найнижчій дозі випромінювання, існує деяка ймовірність летального ушкодження або індукування мутацій.

Пострадіаційне відновлення тканин опроміненого організму включає як внутрішньоклітинне відновлення, так і розмноження клітин, що вижили та заміщають загиблі клітини. При цьому в критичних органах і системах клітинного відновлення, яківизначають виживаність організму (кістковий мозок і кишковий епітелій), вирішальне значення має розмноження стовбурних клітин і їх нащадків. Стовбурні клітини за рахунок швидкої проліферації й диференціації здатні досить швидко (до кінця проявів гострого променевого синдрому) повністю відновити клітинний склад критичних органів. Тому стовбурові клітини, що відновилися після опромінення, є як би детермінантами променевої реакції систем клітинного відновлення. При опроміненні в більших дозах і значному виснаженні пулу стовбурних клітин клітинна система не здатна відновитися, і визначає результат гострого, або пізнього променевого ураження.

В органах і системах, у яких клітинне відновлення відбувається повільно (стаціонарні системи), а в дорослих практично відсутнє, результат променевого ураження із завершенням репарації потенційно летальних уражень залежить від ступеня ушкодження эндотелію судин. У результаті порушень мікроциркуляції відбувається зниження загальної кількості клітин й функціональних можливостей тканин. Таку реакцію на дію опромінення, яка поступово реалізується, розглядають як прояв незворотного компонента радіаційного ураження на тканинному рівні. Він з'являється у віддалений термін після опромінення й у системах швидкого клітинного відновлення. У цьому випадку він може бути пов'язаний не тільки зі зменшенням проліферативного потенціалу стовбурних клітин (через додаткову проліферацію при відновленні клітинної системи в гострий період променевого ураження), але й з виснаженням строми, що повільно поновлюється (у результаті ушкодження мікроциркуляції, відновлення фібробластів і ін.).

Феномен відновлення ураховується при розробці засобів профілактики й лікування радіаційних уражень, спрямованих на стимулювання процесів відновлення насамперед у критичних органах і системах. Істотне значення проблема пострадіаційного відновлення здобуває при променевій терапії злоякісних новоутворень у клінічній радіобіології. Деякі типи пухлин (наприклад, меланома, саркома) є радиорезистентными через здатність їхніх клітин до пострадіаційного відновлення. Крім того, в абсолютній більшості пухлин через недостатність їх васкуляризації є гіпоксичні клітини, багато з яких тимчасово перебувають у стані проліферативного спокою. Такі клітини після опромінення здатні до репарації потенційно летальних ушкоджень, а добре оксигеновані й проліферируючі клітини пухлини репарують сублетальні ушкодження. Тому для вибіркового підвищення радіочутливості пухлини в процесі променевої терапії використовують хімічні й фізичні радіомодифікуючі агенти, які пригнічуюють пострадіаційне відновлення (гіпертермію, препарати, що зв'язуються із ДНК, кисень під тиском, електронакцепторні сполуки й ін.). Із цією же метою застосовують схеми й види опромінення, при яких реалізуються відмінності у швидкості пострадіаційного відновлення в пухлині й нормальних тканинах (багаторазове опромінення протягом доби невеликими дозами, тривале внутрішнтканинне опромінення, застосування щільноіонізуючих випромінювань й ін.).

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Будова шини ISA	\|	Лекція 5

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.013 сек.