Основы радиационной биофизики - Кудряшов Ю.Б.
Скачать (прямая ссылка):
рильные группы аминокислот, пептидов и белков, повреждать митохондриальные мембраны (Хантер, 1964; Виллс, 1966). В работах, выполненных Ю. Б. Кудряшовым и сотрудниками, показано, что накопление липидных радиотоксинов в первый период лучевого поражения связано с распадом фосфолипидов в радиочувствительных клетках (главным образом, лецитина и кефалина). Ионизирующая радиация инициирует свободиорадикальное окисление фосфолипидов биомембран, вызывает отщепление ненасыщенных жирных кислот, ослабление ингибирующих свойств антиоксидантов и накопление в аномальных концентрациях продуктов перекисного окисления, способных разрушать внутриклеточные структуры. Участие липидных радиотоксинов в лучевом токсическом эффекте может состоять в том, что они индуцируют конформационные перестройки биомембран, образование гидрофильных «пор», нарушение проницаемости мембран и повреждение мембраносвязанных ферментов.
Экспериментальный материал приводит к выводу о важном значении комплекса липидных радиотоксинов не только в патогенезе лучевой болезни, но и в возникновении и развитии самого пострадиационного токсического эффекта. В пользу ведущей роли продуктов перекисного окисления липидов в сложном и многообразном проявлении лучевого токсического эффекта свидетельствуют следующие результаты опытов, выполненных на биологических объектах различного уровня организации.
1. Продукты перекисного окисления липидов образуются непосредственно в процессе облучения.
2. Наблюдается значительное накопление этих веществ в начальный период лучевого поражения.
3. Липидные перекиси инициируют образование и накопление других эндогенных токсических веществ.
4. Липидные радиотоксины повреждают энергетический аппарат клетки, вызывают конформационные изменения мембран, нарушение их проницаемости и трансформируют активность мембраносвязанных ферментов.
5. Продукты окисления высших ненасыщенных жирных кислот с высоким содержанием перекисей моделируют действие липидных радиотоксинов, проявляя широкий спектр радиомимети-ческого действия на различных биологических системах.
Конечно, было бы неправильным сводить все проявления лучевого токсического эффекта только к образованию липидных радиотоксинов. Круг возможных радиотоксинов, вероятно, достаточно широк. Более того, мы далеки от мысли, что лучевое поражение организмов исчерпывается только действием радиотоксинов и что между лучевым токсическим эффектом и лучевым поражением можно поставить знак равенства. Даже опосредованное действие радиации на организм вряд ли можно объяснить только лучевым токсическим эффектом, хотя радиотоксины, как мы уже упоминали, влияют на развитие аутоиммунных процессов, нейро-
гуморальную регуляцию и целый ряд других жизненно важных процессов в организме.
Лучевой токсический эффект — одно из важных звеньев в цепи процессов, приводящих к возникновению и формированию необычайно многообразных и взаимосвязанных проявлений лучевого поражения, т. е. таких проявлений, которые развиваются после облучения и наблюдаются в течение всего периода лучевой болезни. По всей видимости, в комплексе радиотоксинов можно выделить так называемые первичные радиотоксины, которые служат инициаторами лучевого токсического эффекта.
В связи с возможной ключевой ролью первичных радиотоксинов в процессе лучевого поражения представляется весьма важным детально рассмотреть радиационно-химический и биофизический механизм их формирования в облученном организме.
О «пусковых» химических процессах опосредованного лучевого поражения
В проблеме пусковых химических процессов опосредованного лучевого поражения можно выделить две основные задачи: ис-
следование субстратов, радиационное повреждение которых приводит к дальнейшему развитию лучевого поражения, и выяснение природы пусковых химических процессов, ведущих к структурным изменениям.
В начале 50-х гг., как известно, были сформулированы основные положения радиационной химии воды и водных растворов макромолекул. Экстраполяция этих данных на биологические ¦объекты оказалась весьма плодотворной, так как позволяла, хотя и приблизительно, объяснить механизм радиопрофилакти-ческого эффекта и некоторые особенности пусковых химических процессов лучевого поражения.
В дальнейшем предпринимались неоднократные попытки выяснить количественный вклад активных продуктов радиолиза воды в радиобиологические эффекты. Для этого облучению подвергали замороженные, высушенные или лиофилизированные клетки, а также клетки в присутствии активных перехватчиков радикалов воды. Предполагалось, что в таких условиях гибель облученной клетки обусловливается главным образом вкладом прямого действия ионизирующей радиации на молекулы и надмолекулярные структуры. Гибель необработанных, но только облученных клеток относили за счет совместного прямого и опосредованного (имелось в виду действие диффундирующих радикалов воды) действия радиации. Разница в радиочувствительности между необработанными и обработанными клетками служила критерием опосредованного действия радиации через активные продукты радиолиза воды. Результаты таких опытов представлены в табл. VI—11. Несмотря на многие ограничения, которые накладывает
