Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) - Кудряшов Ю.Б.
ISBN 5-9221-0388-1
Скачать (прямая ссылка):
В 70-е гг. Е. Н. Гончаренко и Ю. Б. Кудряшов установили, что различные радиозащитные агенты к моменту своей максимальной эффективности снижают в тканях животных уровень продуктов пере-кисного окисления липидов — природных сенсибилизаторов лучевого поражения — и увеличивают содержание биогенных амннов, которые, наряду с тиолами и другими антиокислителями, относятся к природным противолучевым веществам. На основании этих данных авторы предложили гипотезу «эндогенного фона радиорезистентности» (1980).
Эти исследования привели к накоплению обширного фактического материала по общей картине лучевого поражения и его модификации, позволили наметить пути к выяснению основных закономерностей зарождения «пусковых», «запальных» физико-химических процессов, механизмов ослабления или усиления первичных лучевых реакций. В результате на первый план вышли исследования, посвященные анализу физико-химических процессов, протекающих в клетке от момента возникновения начальных структурных повреждений до проявления выраженных биохимических и морфологических изменений.
Анализируется модифицирующее действие кислорода, температуры и других агентов, влияющих на развитие лучевого поражения биологических объектов. Большое число работ посвящается проблеме миграции энергии и заряда в облученной системе. Проводится также изучение роли свободных радикалов, относительного вклада прямого и непрямого действия ионизирующей радиации, накопления
Введение
оксирадиотоксинов в формировании радиобиологического эффекта и эффекта защиты.
Значительный вклад в расшифровку первичных молекулярных механизмов лучевого поражения внесли пионерские работы Б. Н. Тарусова и его школы.
Согласно выдвинутой им теории, немногочисленные первичные повреждения инициируют цепные процессы окисления, в которые вовлекаются множественные субклеточные структуры. Такая теория физико-химического механизма и принцип усиления начального радиационного повреждения позволили объяснить многие радиобиологические феномены: развитие лучевого поражения во времени, влияние на этот процесс температуры, газового состава атмосферы и т.д.
В середине 50-х гг. в лаборатории Б. Н. Тарусова обнаружено, что высшие ненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав клеточных липидов, обладают значительной уязвимостью к радиационному воздействию, а продукты перекисного окисления липидов во многом имитируют действие излучения на разнообразных биологических объектах и системах: например, продукты окисления высших ненасыщенных жирных кислот обладают радиомиметическими и радиосенсибилизирующими свойствами. Эти и другие исследования позволили предположить, что в результате облучения происходит активное вовлечение липндов биомембран в процессы перекисного окисления, что впоследствии приводит к множественному поражению и гибели клетки.
Б. Н. Тарусов обосновал предположение о том, что в норме окислительные процессы в тканевых липидах протекают иа низком уровне и находятся в стационарном режиме. После облучения эти процессы могут переходить в нестационарный режим и вовлекать в окислительные изменения различные компоненты внутриклеточных мембранных структур, обусловливая этим динамику лучевого поражения.
Для развития этих представлений большое значение имели классические исследования механизмов окислительных реакций, проведенные Н. Н. Семеновым и его школой. Появилось значительное количество работ Н. М. Эмануэля, Е. Б. Бурлаковой и ряда других авторов, посвященных выяснению механизмов окисления липидов, индуцированного ионизирующей радиацией, и антиокисли-тельных защитпно-восстановителъных процессов в биологических мембранах (БМ) клетки.
Открытие и изучение биохимической системы антиокислительной защиты, состоящей из ферментов и низкомолекулярных антиоксидантов, играющей важную роль в формировании радиорезистентности клетки н организма, явилось значительным вкладом радиобиологии и радиационной биофизики в биологическую науку. Было установлено, что активные формы кислорода (так называемые оксирадикалы) возникают не только после облучения, но и продуцируются метаболически, вызывая повреждения клеточных структур и патологические состояния организма. Предложенная защита от таких повреждений
28
Введение
стала важным способом лечения, используемым при многих заболеваниях. Радиобиологи и биофизики (Н. М. Эммануэль и Б- Н. Тарусов — руководители коллектива*)) за цикл работ «Физико-химические механизмы свободно-радикального перекисиого окисления липидов в биологических мембранах», опубликованных в 1954-1981 гг., в 1984 г. стали лауреатами Государственной премии.
В последние два-три десятилетия в молекулярной биологии и радиационной биофизике происходит совершенствование методических приемов и высокочувствительной аппаратуры для тонкой идентификации лабильных биомолекул: находят применение селективная ионная масс-спектрометрия, рентгеноэлектронная и атомная спектроскопия, ЭПР, различные виды хроматографии, активированная хеми- н биолюминесценция, использование радиоактивных индикаторов, модификаторы свободнорадикальных состояний н др.
