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

Зміст.

Додаткова

Основна

Література

План.

1. Кисневий ефект у радіаційно-хімічних реакціях.

2. Прямі та непрямі ефекти опромінення клітин.

3. Радіопротектори та радіосенсибілізатори.

4. Пострадіаційне відновлення та репарація клітин від променевого ураження.

Самостійна робота:

1. Модифікація радіобіологічних ефектів.

.Підготувати реферати на теми: «Радіопротектори»

1. Д.М. Гродзинський. Радіобіологія. К.: Либідь, 2001. – 448с.

1. Г.О. Білявський, М.М. Падун, Р.С. Фурдуй Основи загальної екології. — К., 1993.

2. Хижняк М. І., Нагорни А. М. Здоров'я людини та екологія. — К., 1995.

Державна національна програма “Освіта” (“Україна ХХІ століття”).// Освіта, 1993. – Грудень.
Анненков Б.Н., Юдинцева Е.Б. Основы сельскохозяйственной радиологии. – М.: Агропромиздат. 1991. – с. 130-141.
Бударков В.А. и др. Радиобиологический справочник. 1992. 336 с.
Гудков И.Н. и др. Практикум по сельскохозяйственной радиобиологии. – Киев: Изд-во УСХА. 1992. – с. 31-34.
Корзун В.Н., Недоуров С.Г. Радіація: захист населення. Київ: Наукова думка. 1995.
Методичні рекомендації з дозиметричного контролю. / АН УРСР. Мін. охорони здоров¢я УРСР: Здоров¢я. 1990. – 40 с.
Никберг И.И. Ионизирующая радиация и здоровье человека. – К.: Здоровье. 1989 – 160 с.
Нормы радиационной безопасности НРБ-76/87 и основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений ОСП-72/87. – М.: Энергоатомиздат. 1998. – 106 с.
Норми радіаційної безпеки України (НРБУ-97). Київ. 1997.
Основы сельскохозяйственной радиологии / Б.С. Пристер и др. – К.: Урожай. 1988. – с. 23-42.

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 2-4 рази сильніша в присутності кисню, ніж в аноксичних умовах опромінення. Наявність кисню в клітині впливає на ефективність відновлення 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.

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.

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.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Люмінісцентні методи.	\|	Радіосенсибілізація

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.