Основы общей и сельско-хозяйственной радиобилогии - Гудков И.Н.
ISBN 5-7987-0005-4
Скачать (прямая ссылка):
Именно молекула ДНК является первичной мишенью как прямого, так и непрямого действия ионизирующих излучений, повреждение которой вызывает какие-либо неспецифические реакции в клетке, например мутации отдельных генов, нарушения в обмене веществ и гибель. Это положение постулируется в радиобиологии как «принцип попадания» и «теория мишени».
При применяемых в радиобиологии дозах облучения вероятность попадания частицы или фотона в такую жизненно важную внутриклеточную «мишень» сравнительно невелика. Именно поэтому теория мишени не является универсальной и не объясняет всех биологических эффектов, возникающих под действием ионизирующих излучений.
3.2.2. Гипотезы радиотоксинов
Изучение обмена веществ в облученном организме показало, что в нем могут накапливаться вещества, обладающие токсическим действием, некоторые из которых были названы радиотоксинами.
Согласно одной из гипотез, выдвинутой Б. Н. Тару-совым и Ю. Б. Кудряшовым (1962), к таким соединениям относятся так называемые «липидные радиотоксины». Эта гипотеза базируется на концепции Н. М. Эмануэля о решающей роли в начальных процессах лучевого поражения цепных окислительных реакций свободно-радикального типа, наиболее подходящим субстратом для которых являются липиды. А так как они входят в состав одного из двух компонентов всех клеточных мембран, то их поражение должно приводить к нарушению нормального функционирования клеток, вплоть до их гибели.
Липидные радиотоксины обнаруживаются во всех организмах уже в первые часы после облучения. Было
показано, что под их влиянием тормозится деление клеток, наблюдаются повреждения хромосом, нарушение синтеза многих соединений и в целом обмена веществ, характерное для лучевой болезни, и другие радиобиологические эффекты от радиационной стимуляции до мутагенного действия.
А. М. Кузин и его сотрудники (1964) отдают предпочтение другому классу токсических веществ, накапливающихся в организме при облучении — фенолам и продуктам их окисления: орто- и семи-хинонам. Рассматри-
вая возможный механизм образования и действия радиотоксинов фенольно-хиноидной природы, авторы предлагают такую последовательность процессов: в момент облучения в клетках образуются активные радикалы биосубстратов, инициирующие реакции окисления внутриклеточных фенолов, в первую очередь тирозина; образующиеся продукты окисления активируют тирозина-зу и, возможно, другие ферменты, способствуя тем самым появлению значительного количества орго-хинонов; хино-подобные радиотоксины сорбируются ядрами клеток, угнетают синтез ДНК, подавляют деление, рост и развитие клеток, вызывают мутации, а при высоких концентрациях, возникающих при высоких дозах облучения, приводят к гибели клеток и организма. Было показано, что радиотоксины фенольной природы, выделенные из растительных и животных объектов, идентичны по химическим свойствам и токсическому действию: введение животным радиотоксинов из растений и наоборот индуцировало в организмах весь спектр радиобиологических эффектов.
А. М. Кузин выделяет понятия первичных и вторичных радиотоксинов. Первичными радиотоксинами, по его определению, являются вещества, образующиеся в клетках облученных организмов тотчас или в ближайшие часы после облучения и обладающие свойством вызывать различные радиобиологические эффекты. Это в первую очередь радиотоксины липидной и фенольно-хиноидной природы. Ко вторичным радиотоксинам следует относить самые различные биологически активные вещества белковой природы, накопление которых в повышенных количествах может также играть важную роль в лучевой токсемии и гибели организмов. Их появление связано с глубокими сдвигами в обмене веществ, но они завершают, а не вызывают развитие радиационного поражения.
В разное время на роль радиотоксинов претендовали и другие соединения, накапливающиеся в облученном
организме: всевозможные органические перекиси, хо-лин — продукт радиолиза фосфолипида лецитина, тканевой гормон гистамин, полиглютамат и его аналоги, сиа-ловая кислота, малональдегид, так называемые «белковые радиотоксины» и другие. Такое обилие веществ, обладающих токсическим действием, не является странным. Все эти соединения естественны для организма и в норме. Но накапливаясь при облучении вследствие искажения метаболизма в повышенных концентрациях, они становятся токсичными для него.
В настоящее время один из авторов гипотезы липидных радиотоксинов Ю. Б. Кудряшов, не отрицая и других механизмов биологического действия ионизирующей радиации, развивает понятие о «комплексе биологически активных веществ», принимающих участие в развитии и формировании радиобиологических эффектов. В нем определенная роль отводится как продуктам окисления липидов, так и фенол-хиноидным радиотоксинам, продуктам радиолиза аминокислот и другим.
Иногда гипотезу радиотоксинов противопоставляют теории мишени. Между тем для этого нет никаких оснований. Они вполне уживаются вместе, занимая совершенно разные уровни в достаточно длинной цепи развития процессов лучевого поражения и дополняя друг друга: теория мишени рассматривает механизм повреждения на начальных этапах поглощения энергии, а гипотеза радиотоксинов описывает события, развивающиеся в более поздние периоды, связанные с реализацией повреждения на биохимическом уровне и искажением характера обменных реакций (см. рис. 2).
