Основы общей и сельско-хозяйственной радиобилогии - Гудков И.Н.
ISBN 5-7987-0005-4
Скачать (прямая ссылка):
Величина кислородного эффекта зависит главным образом от типа ионизирующего излучения и условий облучения. В наибольшей степени он проявляется при действии рентгеновских и гамма-лучей. С увеличением плотности ионизации кислородный эффект уменьшается, а при действии плотноионизирующих излучений, например альфа-лучей, практически отсутствует.
Кислородный эффект слабо проявляется в сухих системах (семена, споры, пыльца). Но при переходе к активной жизнедеятельности, например при прорастании
ЛДя/юЛ км
Время проращивания семян,час
семян, он возрастает и достигает максимума (значение ККУ достигает 3) в нормально обводненных активно ме-таболизирующих проростках и растениях (рис. 22). Это вполне понятно, так как радиационно-химические реакции с кислородом более активно проходят в водной фазе.
Как правило, кислородный эффект имеет место только в условиях гипоксии в момент облучения. Но в сухих объектах он проявляется и при их пострадиационном проращивании в условиях гипоксии. И наоборот, помещение облученных в условиях гипоксии семян в атмосферу с кислородом либо в насыщенную кислородом воду приводит к более сильному повреждению, чем при выдерживании их в пострадиационный период в соответствующей среде с азотом. Это явление, получившее название «эффекта кислородного последействия», обычно связывается с возникновением в сухих объектах особых потенциальных повреждений, реализующихся только в присутствии кислорода.
Открытие кислородного эффекта привело к перевороту представлений в области модификации лучевого повреждения. Оно показало, что процессом развития и реализации радиационного поражения можно управлять и, главное, его снижать. Кстати, значения ККУ (то же ФИД), равного 3, легко достигаемого в опытах с самыми разными объектами, пока не удается получить с помощью ни одного фактора физической или химической природы. Поэтому гипоксия до настоящего времени остается самым мощным радиозащитным агентом, а кислород — одним из сильнейших радиосенсибилизаторов.
Безусловно, не имеется достаточных оснований сводить действие кислорода в клетке и в организме в целом исключительно лишь к увеличению количества продуктов радиолиза воды и изменению их природы. Варьирование содержания кислорода в среде оказывает влияние на интенсивность многих биосинтетических процессов и, следовательно, может изменять радиочувствительность благодаря воздействию на активность метаболизма.
Сильным радиосенсибилизирующим действием обладает оксид азота, который, подобно кислороду имеет неспаренный электрон и поэтому, так же как кислород, способен легко соединяться с органическими радикалами веществ клетки, усиливая радиационное поражение.
Нами было установлено, что необычайно сильным радиозащитным действием обладают этилен — известный
газообразный фитогормон-ингибитор роста растений и его химические аналоги: ненасыщенные углеводороды ал-лен, ацетилен и пропилен (И. Н. Гудков и соавторы, 1982). Выдерживание растений перед гамма-облучением в течение нескольких часов в атмосфере, содержащей всего 2—4 мМ этих газов, оказывает мощный противолучевой эффект — при использовании этилена и аллена ФИД превышает 2. В основном именно влиянием на активность метаболических процессов объясняется радио-защитное действие этих газов, блокирующих деление клеток и индуцирующих у растений близкое к естественному покою состояние, в котором резко повышается их устойчивость ко всем факторам, в том числе и ионизирующей радиации. Хотя нельзя исключить и их ингибирующего влияния на развитие радиационно-химических реакций.
5.1.2. Влажность
Как уже отмечалось, степень проявления кислородного эффекта, а следовательно, и радиобиологических эффектов, зависит от влажности системы. И в радиобиологии растений, пожалуй, нет другого такого вопроса, по которому было бы столько сведений, как о влиянии влажности семян на их радиоустойчивость. И подавляющее большинство данных, полученных разными авторами с самыми различными видами растений, если и не совпадают, то весьма близки между собой. Они свидетельствуют о том, что наибольшая радиоустойчивость семян достигается при содержании воды несколько большей, чем ее количество в воздушно-сухих семенах. При содержании воды выше и ниже этого уровня радиоустойчивость снижается. С одной стороны, она становится минимальной при влажности семян 3—5 % и с другой — при ее увеличении до 15—20 % и выше.
Эту сложную зависимость объясняет шведский радиохимик JI. Эренберг (1960). Он установил, что независимо от влажности семян при определенной дозе облучения в них образуется одинаковое количество свободных радикалов. В семенах с влажностью 3—5 % они в течение довольно длительного промежутка времени, измеряемого днями и даже месяцами, не подвергаются рекомбинации (воссоединению с образованием неактивных форм атомов и молекул). С увеличением влажности семян доля исчезающих свободных радикалов со временем непрерывно возрастает, весьма быстро достигая некоторого по-
стоянного уровня. Биологическое повреждение пропорционально стационарной концентрации радикалов и, следовательно, с увеличением влажности уменьшается.
