Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Повреждение ДНК, обусловливающее репродуктивную гибель клетки, не является для неё фатальным благодаря существованию мощных систем восстановления (репарации). Часть возникающих в результате ионизации первичных повреждений репарируется хим. восстановителями, присутствующими в клетке. Оси. восстановителем является аминокислота глута-тион. Она конкурирует с внутриклеточным кислородом,
J____L
1 2 3 4 D1 уел. вд.
фиксирующим первичные повреждения, п препятствует их восстановлению. Повреждения, сохраняющиеся после этого физ.-хим. этапа репарации, эффективно устраняются ферментными системами, специфически репари-рующимн разл. виды геиетнч. повреждений. Конечный поражающий эффект облучения обусловлен неотрепарн-рованной частью первичных повреждений ДНК. Доля их в обычных условиях невелика (долн %), что и обусловливает относит, устойчивость живых клеток к действию ионизирующих излучений. С этим же связана возможность увеличить радиочувствительность, искусственно подавляя способность делящихся клеток к репарации, либо снизить их радиочувствительность, создавая условия для лучшей репарации потенц. повреждений ДНК.
Механизм интерфазиой гибели клеток изучен слабее, неясна и причина резкого отличия в радиочувствительности лимфоцитов от др. видов клеток. В отличие от репродуктивной гибели, изменения, ведущие к иитер-фазнон гибели, наблюдаются во всех клетках н с дозой облучения меняется не доля погибших клеток, а ср. время гпбелн всей популяции (рис. 2). Причина различий, по-видимому, в том, что интерфазиая гибель обус-
Рис. 2. Зависимость интерфазной гибели лимфоцитов от дозы; по оси ординат — время гибели половины облучённых клеток (T1J ).
ловлена повреждением ие уникальной структуры клетки (ДНК), а мембран и др. множественных её структур.
Радиац. гибель целостного организма млекопитающих обусловлена опустошением популяций делящихся клеток и ткаией т. н. критических органов, необходимых для жизнедеятельности. Такими органами являются кроветворные и пищеварительные. В кроветворных органах (костный мозг, селезёнка) и тонком кишечнике есть активно делящиеся клетки, являющиеся родоначальниками (стволовыми) для все* функционирующих клеток крови и клеток тонкого кишечника, ответственных за всасывание питательных веществ. Репродуктивная гибель стволовых клеток, снижающая пх численность ниже совместимого с жизнью критич. уровня, приводит к гибели организма.
На рис. 3 приведена дозовая кривая выживаемости млекопитающих при у-облучении всего организма. Доза летальности 50% особей в популяции (ЛДм)
%
*1001 і 90
S 80
S 70
Рис. 3. Дозовая кривая ги- * бели млекопитающих. J3 50
І. 30
S 20
« 10.......... ..............
200 400 600 600 ЮОО D, рад
различна для млекопитающих разных видов, но форма дозовой кривой и причины гибели одинаковы. При дозах порядка ЛД50 критической для организма является система кроветворения, при больших дозах — слизистая оболочка тонкого кишечника. В первом случае часть животных гибнет через 10—14 дней, во втором — через 4—7 дней после облучения. При D > 1 Гр вплоть до абс. летальной дозы у выживших особей наблюдается лучевая болезнь разной тяжести.
челоеек+ +
собака
- миним.ЛД
РАДИАЦИОННАЯ
РАДИАЦИОННАЯ
Существует ряд мер профилактич. защиты организма от облучения. Наиб, эффективны два класса хим. защитных веществ (радиопротекторов) при введении их за 10—15 мии до облучения. Это соединения, содержащие серу,— тиолы и индолил-а л к и л а м и в ы, Первые, подобно внутриклеточному глутатиоиу, способствуют физ .-хим. репарации первичных повреждений, конкурируя с кислородом н, по-видимому, способствуя ферментативной репарации. Вторые сужают сосуды и тем самым также ослабляют поражающее действие кислорода в облучённых клетках критич. органов.
В нек-рых случаях необходимо увеличить радиочувствительность клеток, напр, прн радиотерапии опухолей. Сенсибилизаторами могут служить т. н. электрон-акцепторные соединения, роль к-рых аналогична действию кислорода, но они лучше проникают в глубь опухоли.
Помимо повреждений, проявляющихся вскоре после облучения в больших дозах, ионизирующее излучение вызывает отдалённые последствия (в осн. канцерогенез и генетич. нарушения), к-рые могут возникнуть при любых дозах и характере облучения (разовом, хроиич., локальном). Вероятность возникновения отдалённых последствий возрастает с дозой, но экспериментально она определена лишь при достаточно больших дозах. Достоверному определению её при малых дозах препятствуют отсутствие достаточного статистич. материала и адекватных контрольных групп животных, а главное, огромный фон аналогичных заболеваний у человека, вызванных иными канцерогенными и мутагенными факторами окружающей среды. Поэтому ори нормировании допустимых доз облучения (см. Нормы радиационной безопасности) вероятность отдалённых последствий рассчитывают, используя линейную экстраполяцию эффекта больших доз в область малых и при допущениях о тождественности возникающих повреждений и возможности переиоса данных с животных на человека.
