Биофизика познает рак - Акоев И.Г.
Скачать (прямая ссылка):
устойчивости к радиации показал много
73
интересного. Широко распространенный феномен приостановки клеточного
деления в пролиферирующих тканях (первоначальная реакция) относится к
более общей реакции биологических систем в ответ на повреждение.
Происходит временное ингибирование многих функций, не необходимых для
репарации (восстановления) повреждений, и отдаление по времени переходов
в другие функциональные состояния, когда эти невосстановленные
повреждения могут проявиться неблагоприятным для биологической системы
эффектом. Такое однотипное поведение биологических систем наблюдается на
разных уровнях: организм, физиологическая система, клеточная
система, ткань.
Продолжительность возможных задержек периодов клеточного цикла зависит не
только от характера ткани, к которой клетки относятся. Так, в эпителии
роговицы глаза мышей в период Gi возникают более продолжительные
задержки, чем в эпителии кишечника, в расчете на единицу дозы нейтронного
излучения: для эпителия роговицы - 17 мин на 0,01 Гр, а для эпителия
кишечника - только 4 мин на 0,01 Гр. Продолжительность митотического
цикла клеток эпителия роговицы в норме в 6,5 раза больше, чем у клеток
эпителия кишечника. К тому же клетки эпителия роговицы способны
блокировать митотический цикл в периоде Gi на значительно большие сроки,
чем это возможно для эпителия кишечника. Установлено, что способность к
удлинению продолжительности интерфазы (в основном в периоде Gi)
митотического цикла является одним из основных условий эффективного
завершения репарации лучевых повреждений. Существует определенная
пропорциональность продолжительности блоковых задержек периодов интерфазы
митотического цикла и интенсивности повреждения.
Четкие доказательства последовательности выхода клеток из блоков
различных периодов интерфазы митотического цикла, зависимость
продолжительности их от дозы облучения, относительное значение блоковых
задержек были получены в нашей лаборатории В. Г. Тяже-ловой и др.
Основной результат аналитических исследований представлен в виде
пространственной трехкоординатной картины дозовых кривых митотической
активности, позволяющих извлекать ряд интересных за-кономерйостей. Всего
выделено пять пиков митотической активности. Экстраполяция дозовых
зависимостей к нулевой дозе характеризует нормальную продолжительность
74
периодов митотического цикла: Gi -8 ч, S -8, G2 -1 и М - 1ч при суммарной
длительности цикла 18 ч. Это соответствует данным, полученным другим
путем для эпителия кишечника крыс. Длительность блока в данном
эксперименте учитывается через максимум митотической активности, который
здесь представляет собой сумму нормальной длительности периода и блоковой
задержки. Первые три пика соответствуют первому послеблоковому делению
клеток. Выход клеток из блоков происходит в естественной
последовательности. Раньше клетки выходят из блоков тех периодов, которые
в момент облучения были ближе по ходу естественного созревания клеток к
периоду митоза. Первая кривая характеризует выход из блока G2M, вторая -
из блока SG2, третья - из блока GiS.
С увеличением дозы облучения длительность всех периодов интерфазы
митотического цикла растет, но не беспредельно. Она стремится к
некоторому пределу. С одной стороны, удлинение периодов интерфазы
необходимо для репарации увеличенного объема повреждений с увеличением
дозы облучения, с другой - клетка, по-видимому, не может находиться
неограниченное время в каком-либо одном периоде интерфазы и задерживать
естественный для нее процесс созревания. Для каждого периода развития
клетки характерно преобладание одних структурнофункциональных процессов и
ингибирование других. В этом причина ограничения продолжительности
блоковых задержек периодов интерфазы митотического цикла.
При этом скорость достижения' указанного предела для разных периодов
неодинакова. Она последовательно уменьшается для блоков G2M, SG2 и GiS.
Длительность периодов с учетом блоковых задержек после облучения
максимальна для Gi, меньше для S и еще меньше для стадии G2. В то же
время относительные изменения периодов (в процентах от нормальной
продолжительности стадии) иные: максимальное для G2, менее сильное для Gi
и слабое для периода S.
Сравнительный анализ площадей, охватываемых кривыми митотической
активности, дал возможность при некоторых допущениях (число клеток
пропорционально площади) оценить относительное число выживающих клеток,
облученных в определенном периоде митотического цикла, и построить
дозовые кривые выживаемости. Клетки, облученные в периоде S, не погибали,
пока доза облучения не превысила ~5 Гр, Даже после облучения в
75
дозе 9 Гр еще выживало не менее половины клеток. Кривая выживаемости для
клеток, облученных в периоде G2, имеет небольшое плечо, затем число
выживающих клеток снижалось и достигало примерно 50% в районе дозы
облучения 5 Гр. Поведение клеток, облученных в стадии Gi, существенно
отличалось. Гибель клеток происходила при любой дозе и достигала примерно
