Реакции клеток на облучение

Клетки представляют собой основные ячейки жизни, в которых форми-руются начальные эффекты лучевых воздействий, приводящие к пораже-ниям, проявляющимся позднее на более высоких уровнях биологической организации — тканевом, органном, системном, организменном. Поэто-МУ в радиобиологии особое внимание уделяют процессам, развивающим-ся после облучения именно в клетках.

Часть II, РАДИОБИОЛОГИЯ

I

В живой клетке постоянно осуществляется обмен веществ с внешней средой, между отдельными внутриклеточными структурами. Молекуляр-ные повреждения, возникшие в клетках на начальных стадиях действия ионизирующих излучений, изменяют ход обменных процессов, осущест-вляющихся при участии поврежденных структур. Поскольку локализация и характер первичных повреждений в той или иной молекулярной струк-туре клетки носят в значительной степени вероятностный характер, весь-ма разнообразны и связанные с ними изменения метаболизма.

Нарушение метаболических процессов в свою очередь приводит к увеличению выраженности молекулярных повреждений в клетке. Этот феномен получил наименование биологического усилвния первичного ра-диационного повреждения. Однако, наряду с этим, в клетке развиваются и репарационные процессы, следствием которых является полное или ча-стичное восстановление структур и функций.

' <=:•

Биологическое усиление..'','(радиационного поражения >

Наиболее значимы для судьбы облученной клетки изменения нуклеино-вого обмена, белкового обмена, окислительного фосфорилирования.

Практически сразу после облучения в делящихся клетках замедляется синтез ДНК. Активируются эндо- и экзонуклеазы, вследствие чего повы-шается ферментативный гидролиз молекул ядерной ДНК; увеличение проницаемости внутриклеточных мембран способствует поступлению ферментов во внутриядерное пространство, повьдшает доступность ядер-ной ДНК для ферментативной атаки. Распад ДНК приводит к повыше-нию содержания в тканях полидезоксинуклеотидов. В крови и моче облу-ченных нарастает количество нуклеотидов и продуктов их разрушения — азотистых оснований, нуклеозидов, мочевой кислоты и др.

Синтез РНК снижается в меньшей степени, чем ДНК. Отчасти нару-шение синтеза РНК зависит от повреждения матричных структур ДНК.

Повреждение мембран лизосом и выход за их пределы протеаз спо-собствуют в ранние сроки после облучения активации процессов протео-лиза. Эта активация проявляется повышением уровня свободных амино-кислот и других аминосоединений в тканях и жидкостях организма, аминоацидурией, развитием отрицательного азотистого баланса. Повы-шается активность протеолитических ферментов в крови, тканях, моче. Нарушается активность ингибиторов протеаз. Активация протеолиза не всегда является выражением процессов, происходящих в сохранивших жизнеспособность клетках. Она может отражать завершение деструкции уже погибших клеток.

Биосинтез белка нарушается мало. Однако продолжающийся синтез белка в сочетании с глубоким снижением или даже прекращением синте-за ДНК может привести к серьезным нарушениям структуры и простран-ственной организации нуклеопротеидных комплексов. Распад комплекса

Глава 16. РАДИОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ

ДНК — гистон облегчает доступ мутагенов к освобожденным от связей с белком участкам ДНК.

Интенсивность потребления кислорода существенно не изменяется. Однако в первые часы после облучения иногда наблюдаются признаки тканевой гипоксии. В высокорадиочувствительных клетках уже после об-лучения в сравнительно невысоких дозах отмечается нарушение окисли-тельного фосфорилирования, проявляющееся снижением коэффициента

Р/0.

В клетках кроветворных тканей угнетение окислительного фосфори-лирования выявляется уже через 2—4 ч после облучения, параллельно с глубоким распадом ДНК. По мнению ряда исследователей, нарушение синтеза АТФ является пусковым звеном в послелучевой деградации ДНК. Нарушение синтеза макроэргов может сказаться и на развитии вос-становительных процессов, в частности на работе системы ферментов ре-парации ДНК. Таким образом, подавление окислительного фосфорили-рования играет заметную роль в радиационном поражении генетических структур клетки.

Тканевое дыхание и окислительное фосфорилирование в клетках пе-ренесшего облучение организма, как правило, довольно быстро восста-навливаются.

Дата добавления: 2014-12-27