Основы радиационной биофизики - Кудряшов Ю.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Модифицирующие факторы пытаются 'использовать в радиотерапии, например, избирательно повышая радиочувствительность опухолевых клеток, и .в защите организма от радиации.
Воздействия, изменяющие радиочувствительность, способствуют выяснению механизмов лучевого поражения клеток. Если какой-либо из внутриклеточных процессов подвергается модификации и при этом меняется устойчивость клеток ж облучению, логично предполагать связь этого процесса с механизмом лучевого поражения.
Модификация репродуктивной гибели
Радиочувствительность быстроделящихся клеток удается мо-дифицировать за счет воздействий, изменяющих плоидность, продолжительность отдельных стадий жизненного цикла, характер внутриклеточного метаболизма. Кроме того, репродуктивная гибель зависит от физических параметров среды — температуры, состава атмосферы, присутствия в .облучаемой системе ряда химических агентов, степени замещения нуклеотидов ДНК на бронированные аналоги.
Несмотря на многолетние исследования, до сих пор не ясно, на какие внутриклеточные системы и .процессы направлено действие многих модифицирующих факторов. И все же для некоторых из них можно указать предположительные механизмы модификации (Окада, 1970).
Факторы, способные изменять степень начального радиационного поражения клетки. Установлено, что в присутствии кислорода увеличивается выход однонитевых разрывов ДНК и эффективность летального поражения клеток. Другой модифицирующий агент — бромдезоксиуридин >— включается в состав ДНК вместо тимидина. При этом увеличивается число однонитевых разрывов и снижается радиочувствительность.
Цистеамин и цистеин увеличивают устойчивость клеток к радиации и снижают выход одно- и двухнитевых разрывов в ДНК.
Таким образом, установлено, что, модифицируя начальное радиационное повреждение ДНК, можно изменить радиочувствительность быстроделящихся клеток (репродуктивную гибель).
Факторы, изменяющие процессы восстановления. При увеличении плоидности клетки повышается ее устойчивость к излуче-
нию и способность восстанавливать повреждения генетического аппарата. Напротив, с ростом ЛПЭ-.излучения в 2—3 раза увеличивается эффективность лучевого поражения /клеток и снижается их способность к восстановлению, вероятно, за счет появления трудаорепарнруемых повреждений.
Целый ряд химических агентов, влияющих на восстановление клетками радиационных повреждений, модифицирует радиочувствительность (актиномицин Д, циклогексимид, стрептовитацин А и др.).
Факторы, изменяющие распределение клеточной популяции
по возрасту. Известно, что на разных стадиях клеточного цикла клетки обладают 'неодинаковой радиочувствительностью. Для большинства клеток наиболее радиочувствительные стадии — «поздняя G2», «М» и «поздняя G\>. На стадиях «поздняя S» и «ранняя G1» клетки наиболее устойчивы к облучению. Некоторые воздействия изменяют продолжительность отдельных стадий клеточного цикла и, таким образом, модифицируют радиочувствительность популяции клеток. В сыворотке уменьшенной «он-, центрации пролонгировалась стадия G\ клеток китайского хомячка, при этом радиочувствительность популяции была «иже, чем при культивировании в сыворотке нормальной концентрации, где значительно меньше клеток ;в стадии G\. Агенты, блокирующие синтез ДНК, вызывают накопление клеток на поздней стадии Gi и (или) ранней S. При этом клетки оказываются наиболее радиочувствительными.
По данным Оинклера (1968), защитный агент цистеамин вызывает исчезновение возрастной зависимости радиочувствительности клеток .китайского хомячка i— на .всех стадиях цикла клетки одинаково реагируют на облучение. Это означает, что радиационное повреждение состоит из двух компонент — зависящей от возраста, защищаемой цистеамином, и не зависящей от возраста, не защищаемой цистеамином. Природа этих компонент неизвестна.
Модификация интерфазной гибели клеток
Неделящиеся или медленно делящиеся клетки погибают в интерфазе до первого деления. Гибели клеток предшествует изменение внутриклеточного .метаболизма и .проницаемости мембран, появление морфологических .признаков деградации ядерного материала. Можно было ожидать, что воздействия, изменяющие характер метаболизма или защищающие ядерный материал от деградации, модифицирует интерфазную гибель. В целом это предположение подтвердилось.
Физические агенты — температура, газовый состав атмосферы и pH среды — изменяют радиочувствительность. Так как снижение температуры и уменьшение pH модифицируют интерфазную гибель, было высказано предположение, что эти факторы
влияют на химические реакции, зависящие от температуры и >рН и, возможно, имеющие ферментативный характер.
Интерфазная гибель возрастает при облучении «леток в атмосфере чистого кислорода. Замена кислорода на азот приводит к снижению радиочувствительности. Возможно, эти агенты модифицируют начальное радиационное поражение клеток, тогда сте-. пень начального повреждения может определять характер интерфазной гибели.
Химические факторы, модифицирующие интерфазную гибель, делят на три группы. В первую входят «конденсирующие агенты» — агматин, спермедин, хлористый натрий в высоких концентрациях. Считается, что эти вещества защищают клетки от интерфазной гибели за счет влияния >на степень дисперсии хроматина. Действительно, в их присутствии снижается число клеток с пикнозом ядер. Однако они не снижают доли погибших клеток, если интерфазную гибель оценивать но выходу К+, уменьшению скорости дыхания и окрашиванию красителями. Это означает, что пикноз может зависеть от дисперсии хроматина (эффект модифицируется конденсирующими агентами), но другие проявления интерфазной шбели связаны с иными процессами.
