Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) - Кудряшов Ю.Б.
ISBN 5-9221-0388-1
Скачать (прямая ссылка):
Эксперименты с трансформирующей ДНК показали, что ее инактивация также обусловлена атакой полинуклеотидной цепи радикалом ОН'. Об этом свидетельствует независимость выхода инактивированных молекул от концентрации кислорода в среде (кислород — перехватчик радикалов е^,др и Н'). Сопоставив величины радиационно-химических выходов инактивированных молекул с выходом различных типов повреждений, предположили, что инактивация возникает вследствие однонитевых разрывов цепи ДНК.
В целом проблема лучевого поражения нуклеиновых кислот в водных растворах далека от полного разрешения. В настоящее время интенсивно анализируется возможность миграции энергии в молекуле и между молекулами, роль различных модифицирующих факторов в первичных процессах лучевого поражения нуклеиновых кислот, возможность химической репарации повреждений, вызванных в молекуле ДНК водными радикалами.
3.1.3. О радиационно-химических изменениях фосфолипидов
Основные радиационно-химические превращения водных растворов, суспензий и эмульсий фосфолипидов начинаются с разрушения двойной связи в ненасыщенной жирной кислоте. В присутствии кислорода за ним следует образование гидроперекиси и распад последней с образованием различных карбонильных соединений, накопление которых в избыточных количествах оказывает токсическое действие на клетку (см. гл. V и VI). По мнению многих радиобиологов, фосфолипиды могут быть отнесены к молекулам-мишеням хотя бы по той причине, что повреждение их даже в небольших количествах приводит к изменению проницаемости биологических мембран, нарушению ионного гомеостаза, энергетических и обменных процессов в клетке. Такие нарушения могут привести клетку к летальному исходу при облучении ее в относительно невысоких дозах. Однако для выяснения неординарной роли фосфолипидов в лучевом поражении субклеточных структур и биологических структур более высокого порядка — клеток, иных тканевых структур, самих тканей — необходимы данные
о сравнительной радиочувствительности*) различных биологически важных молекул.
*) Термин «радиочувствительность* — условный, применяемый к отдельным молекулам для оценки их степени реакций на облучение.
190
Гл. У. Непрямое действие ионизирующего излучения
3.2. Радиочувствительность биомолекул
В радиационно-химических экспериментах радиолиз молекул, как известно, определяется его радиационно-химическим выходом G, который выражается числом молей изменившегося субстрата или вновь образованных продуктов на 100 эВ поглощенной энергии (V.1).
Для оценки радиочувствительности радиационно-химический выход определяют и через производную от концентрации исследуемого вещества С по дозе излучения D с учетом коэффициента г):
dC I
G = V
dD Id-,o ’ (V36)
где г) — численный коэффициент, зависящий от выбранных единиц измерения. Если концентрация выражена в микромолях на литр, а доза в десятках грей (килорадах), то г) = 0,96.
Известно, что радиационно-химические выходы зависят от многих факторов: вида соединения, его концентрации в облученной среде, pH среды, газовой атмосферы и др. Поэтому в табл. V.5, составленной по данным работ А. В.Савича (1987), приведено не одно какое-то значение радиационно-химического выхода для той или иной группы веществ или для тех или иных видов реакций, а диапазоны изменения G, в которые эти выходы преимущественно попадают. Выделены четыре диапазона радиочувствительности: I — высокая, II — средняя, П1 — низкая и IV — очень низкая. В соответствующих графах таблицы перечислены виды превращений, соответствующих каждому диапазону радиочувствительности.
Основываясь на приведенном нами ранее в данной главе (разделы 2 и 3) фактическом материале о радиационно-химических реакциях, можно выделить несколько общих путей радиационных превращений молекул белков, нуклеиновых кислот и фосфолипидов в растворах.
Начальный этап — образование радикалов растворенного вещества. Здесь можно отметить следующие основные типы реакций: отрыв атома Н с разрывом связи —С—Н, разрыв двойной меж-углеродной связи, отщепление присоединенной группы (реакция диссоциации). Далее происходят межрадикальные реакции и реакции радикалов растворенного вещества с его молекулами и другими присутствующими в растворе молекулами.
Следует выделить также и такие реакции, как гидроксилирование или гидрирование; образование карбонильных соединений RC=0; ди-меризацию; диспропорционирование, в результате которого образуется исходная молекула и новое ненасыщенное соединение; образование гидроперекисных радикалов, гидроперекисей и далее продуктов их разложения — карбонильных соединений: альдегидов, кетонов, спиртов.
Продукты радиолиза, представленные в табл. V.5, образуются преимущественно в реакциях перечисленных типов.
3. Радиационно-обусловленные изменения
191
Таблица V.5. Радиочувствительность к воздействию 'у-излучения молекул белков, нуклеиновых кислот, фосфолипидов и их компонентов в растворах
Класс Радиочувствительность (диапазон изменений
биомолекул радиационно-химических выходов G,
