Природа лучевого поражения клеток

Учебные материалы по биологии / Природа лучевого поражения клеток

Страница 5

Наиболее радиочувствительным процессом при гамма - излучении является процесс свободно-радикального перекисного окисления ненасыщенных липидов - липопероксидация (Владимиров, Арчаков,1972). Гамма - излучения интенсифицирует пероксидацию липидов, в результате образуется избыток липидных токсических веществ, наступает деструкция мембраны. Надежность живых систем в отношении поражающего действие гамма лучей обеспечивается активностью защитных ресурсов системы - биогенных аминов, тиолов, гормонов, эндогенных антиокислительных и антирадикальных систем (Гончаренко, Кудряшов, 1980).

Для жизненной функции клеток решающее значение имеют белки и нуклеиновые кислоты. Белки - главный органический компонент цитоплазмы. Некоторые белки относятся к структурным элементам клетки, другие - к имеющим важное значение ферментам. Радиационное повреждение белков состоит в уменьшении их молекулярной массы в результате фрагментации полипептидных цепочек, в изменении растворимости, нарушении вторичной и третичной структуры, агрегировании и т. п. Биохимическим критерием радиационного повреждения ферментов является утрата ими способности осуществлять специфические реакции. Радиационное повреждение эндоплазматического ретикулума приводит к уменьшению синтеза белков. Поврежденные лизосомы высвобождают катаболические ферменты, способные вызвать изменения нуклеиновых кислот, белков и мукополисахаридов. Нарушение структуры и функции митохондрий снижает уровень окислительного фосфорилирования.

Наконец, важным последствием облучения является изменение эпигеномной (не связанной с ядерным материалом) наследственности клетки, носителем которой служат различные цитоплазматические органеллы. При этом снижается функциональная активность потомков облученных клеток, что может быть одной из причин отдаленных последствий облучения.

Важная особенность действия ионизирующих излучений на биологические объекты состоит в том, что радиобиологический эффект может быть существенно модифицирован при наличии других веществ, присутствующих в облучаемом объекте во время облучения или вводимых после него. Такими свойствами обладают многие вещества, входящие в состав живых клеток. В частности, к их числу относится кислород, в присутствии которого лучевое повреждение обычно заметно усиливается по сравнению с тем случаем, когда облучение проводится в анаэробных условиях.

Среди веществ, модифицирующих эффект облучения, имеются и такие соединения, в присутствии которых лучевое повреждение проявляется в меньшей степени, чем в их отсутствие. Наиболее выраженными защитными свойствами обладают вещества, содержащие SH-группу (такие, как цистеин, цистеамин, глутатион и др.). С точки зрения теории косвенного действия, защита обусловлена конкуренцией между протекторами и биологическими макромолекулами за свободные радикалы.

Поскольку количество радикалов, образующихся в клетках при облучении сублетальными дозами, относительно невелико, наличие внутриклеточных веществ, способных конкурировать с биологическими макромолекулами в реакциях со свободными радикалами, создает химическую защиту, снижая тем самым степень радиационного повреждения этих молекул.

Химическая защита возможна не только при косвенном действии излучения. Установлено, что повреждение молекул, вызываемое прямым действием, также существенно снижается в присутствии различных примесей. Защита от прямого повреждения осуществляется двумя способами:

а) межмолекулярной передачей поглощенной энергии от молекулы-мишени к молекуле защитного вещества, испытывающей затем радиационное изменение;

б) в результате взаимодействия поврежденной биологически активной молекулы с молекулой защитного вещества и восстановления поврежденной молекулы до исходного состояния, если ее первичное повреждение не было необратимым.