Основы общей и сельско-хозяйственной радиобилогии - Гудков И.Н.
ISBN 5-7987-0005-4
Скачать (прямая ссылка):
3.2.3. Структурно-метаболическая гипотеза
Данная гипотеза, разрабатываемая в последнее десятилетие А. М. Кузиным, в значительной степени является развитием гипотезы радиотоксинов. В основе ее лежат представления о том, что под влиянием ионизирующих излучений в организме развиваются не только процессы, связанные с первичными и начальными радиационно-химическими реакциями, но и образованием токсических веществ, обусловливающих повреждение биологически важных макромолекул, ответственных за лучевое повреждение, и в первую очередь молекул ДНК. Иными словами, основные радиобиологические эффекты являются не только следствием случайного попадания
ионизирующих частиц в уникальные структуры или взаимодействия продуктов радиолиза воды с биологически важными макромолекулами, но и результатом развивающихся радиационно-биохимических процессов, приводящих к возрастанию концентрации биологически активных токсических веществ, также взаимодействующих с ДНК клеточных ядер. Структурно-метаболическая гипотеза подчеркивает, что поглощение энергии в момент облучения, взаимодействие ее и продуктов первичного окисления с веществами клетки дает лишь начало развитию процессов искажения метаболизма и неспецифического накопления токсических продуктов, которые спустя некоторое время приводят к поражению уникальных внутриклеточных структур. Вероятность образования этих продуктов и их количество возрастают с увеличением дозы облучения.
Как видим, структурно-метаболическая гипотеза также не является противопоставлением принципу попадания и теории мищени, а лишь стремится дополнить механизм развития лучевого поражения организма, отводя важную, а может быть, и преимущественную роль токсическому фактору в изменении структурной и метаболической организации отдельных сторон обмена веществ, нарушенного ионизирующими излучениями.
Все изложенное позволяет заключить, что имеющиеся в настоящий период попытки теоретически объяснить механизм биологических эффектов ионизирующих излучений, в основном, носят гипотетический характер и пока не могут дать однозначный ответ о природе «основного радиобиологического парадокса» — несоответствие количества поглощенной энергии реакции организма. В целом же они не противоречат друг другу, так как пытаются объяснить радиобиологические эффекты на различных уровнях организации живого, различных уровнях развития лучевого поражения и в той или иной степени дополняют друг друга. Но, несомненно, создание единой теории биологического действия ионизирующих излучений, способной до конца объяснить механизм, различных радиобиологических эффектов, неодинаковый ход процессов радиационного поражения в организмах, отличающихся по радиочувствительности,— дело будущего.
3.3. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ РАДИОМИМЕТИКОВ
Радиомиметики, или радиомиметические вещества,— это химические соединения, действие которых на клетки, органы, ткани и организмы в делом по многим показателям сходно с действием ионизирующих излучений. В первую очередь к ним относятся алкилирующие соединения — химически необычайно высокоактивные вещества, способные посредством алкилирования образовывать связи с органическими соединениями, в том числе и биополимерами, вызывая в них нарушения, аналогичные повреждениям, индуцируемым ионизирующими излучениями. Типичными представителями радиомиметиков этого класса является известное со времен первой мировой войны отравляющее вещество иприт (дихлордиэтилсуль-фид), а также не менее известные в наше время химические мутагены: этиленимин, диметилсульфонат, метил-сульфонат и некоторые другие.
Некоторые радиобиологи относят к радиомиметичес-ким веществам различные перекиси, которые хотя и не столь близко имитируют излучение, как алкилирующие агенты, тем не менее, в некоторых отношениях между ними имеется сходство. Есть также данные о том, что картина повреждения организма в условиях повышенного содержания кислорода сходна с признаками лучевого поражения.
Радиомиметики, как и ионизирующие излучения, способны ингибировать синтез ДНК, индуцировать возникновение аберраций хромосом, подавлять скорость деления клеток и, соответственно, рост и развитие организма, оказывать канцерогенное и мутагенное действие и, наконец, как и радиация, убивать клетки и организм.
Однако общая реакция отнюдь не означает общности механизмов действия. Некоторые радиобиологи, в том числе английский исследователь П. Коллер, впервые показавший еще в 1954 г. неотличимые от действия ионизирующих излучений повреждения хромосом в клетках корневых меристем лука и в пыльце традесканции, индуцируемые азотистым ипритом, считают, что на основании сходства некоторых конечных реакций нельзя считать одинаковым механизм действия этих факторов на организм.
Тем не менее, многие исследователи убеждены, что в обоих случаях имеют место аналогичные механизмы. Об этом свидетельствует то, что, как и ионизирующие излучения, перечисленные вещества, и в первую очередь алки-
лирующие соединения, способны индуцировать глубокие изменения физических и химических свойств ДНК — мишени радиационного поражения; то, что радиустойчи-вые организмы обычно оказываются и более устойчивыми к их действию; радиозащитные вещества также, как правило, снижают степень их повреждающего действия.
