Влияние ИИ на обмен веществ и биоэнергетику клетки

Действие ИИ на нуклеиновые кислоты, белки, жиры и углеводы.

При воздействии ИИ в высоких дозах структурные нарушения

происходят в любых биомолекулах. При облучении в относительно

небольших дозах в первую очередь повреждаются высокополимерные

соединения: нуклеиновые кислоты, белки, липопротеиды, полимерные

соединения углеводов.

Наиболее высокой радиочувствительностью обладают нуклеино-

вые кислоты. При облучении в ДНК происходят разрывы, чаще в од-

ной спирали, но могут быть и одновременные разрывы обеих поли-

нуклеотидных цепей (двойные разрывы). Последние чаще происходят

при облучении 7 a 0-частицами, протонами и нейтронами. Аналогичные

изменения наблюдаются и в облученном РНК.

Облучение повреждает структуру белков в результате чего на-

рушается ферментативная и антигенная их активность. Согласно

современным представлениям, при воздействии ИИ молекула белка

может потерять один или несколько электронов или перейти в воз-

бужденное состояние, при этом она становится неустойчивой и лег-

ко диссоциирует с образованием свободных радикалов. Инактивация

биологической (в том числе и ферментативной) активности белка

при воздействии ИИ может происходить в результате окисления или

дезаминирования в активных центрах ферментов, разрывов полипеп-

тидных цепей, а также других процессов, изменяющих конформацион-

ную и химическую структуру белковой молекулы.

Первичные изменения в жирах при взаимодействии ИИ состоят в

образовании свободных радикалов, которые взаимодействуют с кис-

лородом, являются источником возникновения перекисных соедине-

ний. Последние в свою очередь могут вступать в реакции с жирами,

в результате чего образуются гидроперекиси, которые очень нес-

тойки и в присутствии ионов металлов легко распадаются с образо-

ванием реакционно активных радикалов. Эти радикалы могут дать

толчок к развитию цепных реакций окисления. Перекисные соедине-

ния разрушаются с образованием оксикислот, альдегидов и др. про-

дуктов окисления жиров.

Первичные изменения структуры углеводов наблюдаются при

воздействии высоких доз ИИ и сводятся к деполимеризации и окис-

лению полисахаридов. Это приводит к распаду углеводородной цепи

и образованию кислот и формальдегида.

Как мы упоминали большое значение в патогенезе лучевых по-

ражений имеют нарушения в обмене нуклеиновых кислот. Являясь но-

сителем генетической информации в клетке, нуклеиновые кислоты

принимают непосредственное участие в процессах биосинтеза бел-

ков, размножения клеток и регенерации тканей. К числу наиболее

ранних реакций на облучение относится торможение синтеза ДНК в

лимфоидной ткани, костном мозге и слизистой тонкого кишечника.

Тоже происходит и с РНК, однако она более радиоустойчива. Пост-

лучевые нарушения структуры и функции ДНК в облученной клетке

могут привести к повреждению строения хромосом и к гибели клет-

ки. При значительных повреждениях структуры нуклеиновых кислот

происходит их деградация и распад. Этот процесс протекает

вследствие повышения активности ферментов: нуклеаз, дезоксирибо-

нуклеаз и рибонуклеаз. Большая часть разрывов в ДНК и РНК, осо-

бенно одиночных, подвергается репорации. Двойные разрывы не ре-

парируют.

Ранние изменения в белковом обмене связаны с деградацией и

распадом белковых субстратов в связи с гибелью радиочувствитель-

ных клеток. Это результат активации протеинов и гипофизадренало-

вой системы В последующем нарушается синтез белка вследствие не-

возможности восполнения убыли информационной РНК. В результате

прерывается новообразование ферментов и ряда других специфичес-

ких белков. Все это приводит к нарушению обновления структурных

белков и в конечном итоге - к гибели клеток.

Нарушение жирового обмена в организме выражаются в липемии.

В дальнейшем содержание липидов повышается и в некоторых тканях

(печень, косный мозг). Помимо перераспределения липидов происхо-

дит переключение углеводного обмена в сторону липидного (угнете-

ние процессов окисления углеводов в цикле Кребса). важные пос-

ледствия повреждений структуры липидов проявляются в нарушении

строения клеточных мембран, что приводит к нарушению процессов

адсорбции и активного транспорта ряда веществ и др. процессов.

Изменение в углеводном обмене наблюдаются в период разгара,

носят вторичный характер, они не столь глубоки, чтобы явится

причиной нарушения жизнедеятельности клеток и организма. Они,

однако, играют важную роль в патогенезе повышения проницаемости

сосудов и развития геммарогического синдрома (деполимеризации

гиалуроновой кислоты).

Вследствие угнетения процессов окислительного фосфорилиро-

вания в митохондриях и в ядрах происходит снижение биоэнергети-

ческой активности клетки. Кроме того, повышается активность

АТФ-азы, что способствует еще более значительному снижению со-

держания АТФ. Считают, что эти изменения являются основным меха-

низмом гибели радиочувствительных клеток.

Дата добавления: 2014-12-27