Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) - Кудряшов Ю.Б.
ISBN 5-9221-0388-1
Скачать (прямая ссылка):
Фенотипически радиационно-индуцированная нестабильность генома — это особое состояние части потомства облученных клеток, при котором они существенно отличаются от нормальных клеток, не подвергавшихся никаким повреждающим воздействиям. Это состояние характеризуется в настоящее время цитогенетическими, молекулярно-биологическими, цитологическими и биохимическими проявлениями, не свойственными нормальным клеткам.
На цитогенетическом уровне — это передача части потомства склонности к спонтанному образованию аберраций хромосом de novo. Это относится и к образованию точковых мутаций, особенно затрагивающих регуляторные гены, что делает неэффективным их функционирование, в частности по контролю за поддержанием постоянства генома, темпа клеточного обновления и элиминации чужеродных клеток, и облегчает опухолевую трансформацию.
На молекулярно-биологическом уровне — это существование и эпигенетическая передача части потомства облученных клеток конфор-мационных изменений в структуре хроматина, свойственного материнской клетке состояния его активности, включая экспрессию и продукцию белков, участвующих в осуществлении функции сверочных точек в клеточном цикле, прежде всего белка р53. Оно поддерживает измененный биохимический фенотип клетки, способствует мутагенезу. Изменение в локализации мини- и микросателлитных последовательностей ДНК, амплификация генов также облегчают фенотипические проявления мутагенеза.
378
Гл. VII, Биологические эффекты малых доз излучений
На клеточном уровне это проявляется снижением жизнеспособности в обычных для нормальных клеток условиях, понижением, по крайней мере in vitro, их клоногенной способности.
Биохимические особенности такого состояния и механизмы, приводящие к проявлению отсроченных летальных мутаций/репродуктивной гибели, пока еще недостаточно изучены.
Радиобиологическая характеристика радиационно-индуцированной нестабильности генома показывает, что этот феномен возникает после облучения в широком диапазоне доз, включая малые (<20 сГр), особенно при воздействии плотноионизирующих излучений. Он зависит от дозы излучения, вероятно, в ограниченном диапазоне и может наблюдаться в некоторых случаях в потомстве облученных клеток длительное время, на протяжении многих десятков клеточных циклов.
Феноменология радиационно-индуцированной нестабильности генома находит объяснение с позиций концепции непостоянства генома, развивавшейся Р. Б. Хесиным. Многообразные механизмы перестройки хроматина могут рассматриваться как направленные на обеспечение адаптивно-эволюционного процесса приспособления вида к изменяющимся условиям внешней среды, как переход потомства облученных клеток в состояние готовности к адаптационным изменениям.
Такое состояние может иметь два исхода: приспособление к возникшим условиям с постепенной нормализацией клеточных функций и фенотипа путем репарации и элиминации дефектных клеток, переход в нормальное стабильное состояние, либо переход клеток в трансформированное состояние с сохраняющейся нестабильностью генома и приобретением свойств опухолевого роста.
Заключение
379
Заключение
Радиационная биофизика, как мы видели, — сложная, многоплановая наука. Ее задача заключается в том, чтобы выяснить каждую стадию в развитии лучевых изменений, начиная от поглощения энергии излучения отдельными молекулами до конечного радиобиологического эффекта — лучевого поражения и гибели клетки и организма.
Радиационная биофизика также и комплексная наука — в ней работают специалисты самых разных научных дисциплин.
Это и физики, изучающие атомное ядро, свойства излучений, способы их регистрации, физические аспекть/ взаимодействия излучений с веществом, включая биоматерию.
Это и биологи самого широкого профиля, в задачи которых входит оценка существа и механизмов ответной реакции биологических объектов на разных уровнях их организации на воздействия ионизирующих излучений.
Это и врачи, интересы и обязанности которых сосредоточиваются на изучении механизмов развития, распознавания лучевой болезни и лучевых поражений, их лечении и профилактике.
На разных этапах своего развития радиационная биофизика находила возможности для объяснения с единых позиций, казалось бы, непримиримых концепций и подходов ученых в оценке механизмов ответных реакций биологических систем и объектов на лучевые воздействия.
Методологической основой для биофизического анализа механизмов инициируемых излучениями процессов является изучение биологических явлений в динамике на принципе «от простого — к сложному».
Так, биофизические исследования процессов, протекающих на разных уровнях организации живого, позволили оценить наиболее простые и фундаментальные механизмы реакций элементов биологических систем на внешние физические воздействия. Как отмечал профессор-эколог Массачусетского технологического института Роберт Вайнберг, «прелесть и загадочность красоты Природы нигде не проявляется так ярко, как в молекулярной организации живой системы». Однако к этим словам следует добавить, что по мере усложнения организации исследуемой живой системы загадочность ее все более возрастает, поскольку появляются новые, качественно иные, не свойственные другим уровням и потому не сопоставимые свойства.
