Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) - Кудряшов Ю.Б.
ISBN 5-9221-0388-1
Скачать (прямая ссылка):
Так, было обнаружено, что помимо систем, репарирующих структуры от лучевых повреждений, в любой клетке имеются иные собственные защитные ресурсы, способные предохранять от повреждения такие структуры, как ДНК н биологические мембраны. К превентивным системам такого рода относится ряд биологически активных молекул и ферментов, составляющих «эндогенный фон радиорезистентности», определяющий окислительно-восстановительный гомеостаз клетки.
Открытие механизмов программируемой гибели клетки — апо-птоза — явилось одним из выдающихся достижений молекулярной биологии и радиобиологии. Биологический смысл этого процесса, осуществляемого многоэтапным каскадом биохимических реакций, состоит в уничтожении клеток, выработавших свой «ресурс», ставших нежизнеспособными или чужеродными для организма в результате мутационных изменений.
В последнее время установлено, что механизмы апоптоза свойственны не только клеткам, но они также присущи субклеточным и надклеточным структурам. В. П. Скулачев сформулировал общий биологический закон самоликвидации: любая живая система (от органеллы и выше) уничтожает себя, если становится опасной для жизнедеятельности системы, занимающей более высокую ступень в иерархии организации жизни. Самоликвидация митохондрий была названа митоптозом, а органов и тканей — органоптозом.
При лучевом поражении происходит клеточное опустошение критических органов и тканей, наблюдаемое прн развитии, например, костномозгового и кишечного синдромов. Высокие дозы острого облучения приводят к некротической гибели (например, при ЦНС-синдро-ме). Показано, что одним из сигнальных механизмов, приводящих к апоптозу или некротической гибели клетки при лучевом воздействии,
*) Е. Ф. Романцев, В. К. Мазурик, И. В. Филиппович, Н. В. Ермолаева, Е. А. Жербии, К. П. Хансон, Б. Д. Животовский, С. Р. Уманский, А. М. Поверенный, Н. И. Рябченко.
Введение
31
является избыточное образование активных форм кислорода и продуктов перекисного окисления липидов.
На фоне исследований механизмов повреждения и восстановления критических структур периодически, начиная с работ 3. Бака и П. Александера (1955 г.), обсуждался вопрос о том, являются ли эти механизмы специфичными только для ионизирующих излучений или данный системный ответ является общебиологическим явлением, свойственным любой клетке, реагирующей на любые внешние воздействия?
В 60-е гг. В. П. Парибок высказал предположение, согласно которому известная способность репаративных систем устранять радиационные повреждения ДНК — это лишь одно из проявлений неспецифической реакции живой системы на повреждающее воздействие. Иначе говоря, отмечается, что в клетках «заложены* системы, поддерживающие нормальную, стационарную динамику состояния ее структур и стандартно реагирующие изменением иа любое повреждающее воздействие. В исследованиях Л.Х.Эйдуса, начавшихся еще в 1979 г., проанализирован биофизический механизм неспецифической реакции клеток на повреждающие воздействия, к которым автор наряду с ионизирующей радиацией относит и действие различных физических и химических раздражителей. Согласно развиваемой им гипотезе, под влиянием повреждающего агента возникают однотипные изменения, включающие нарушение мембранного транспорта и соответствующих градиентов концентрации низкомолекулярных соединений, которые локально накапливаются в компартментах клеток, сорбируются на макромолекулах и изменяют их конформационную подвижность.
Имеющийся в настоящее время большой фактический материал отечественных и зарубежных школ позволяет говорить о конкретных механизмах стрессовой реакции, развивающейся в результате изменений окислительно-восстановительного гомеостаза в клетке при радиационном воздействии.
Облучение, так же, как и любой раздражитель, вызывает в клетке «оксидативный стресс», проявления которого зависят от величины дозы и продолжительности воздействия. Он состоит из двух основных взаимосвязанных процессов: оксидативного, развивающегося в результате накопления прооксидантов, и сдерживающего его процесса с помощью мобилизации запасов защитных ресурсов клетки — системы ферментных и низкомолекулярных антиоксидантов. Соотношение скоростей конкурирующих между собой процессов окисления и восстановления в уникальных клеточных структурах определяет степень развития той или иной стадии стрессовой реакции и, в конечном счете, при исчерпании «емкости» антиоксидантной системы ферментов и низкомолекулярных соединений вносит вклад в вероятность развития радиационно-обусловленного патологического процесса.
32
Введение
Проблемы, возникшие после Чернобыльской катастрофы (современный период)
Казалось бы, в почти вековой истории радиобиологии фундаментальные исследования в основном завершились, и радиационным биофизикам остались лишь «отделочные», «косметические» работы. Одиако, как это бывало и ранее, социальные проблемы внезапно поставили перед радиобиологами принципиально новые задачи. Так, можно считать, что авария на Чернобыльской АЭС в 1986 г., снятие секретов с информации о ее последствиях, а также последствиях других радиационных аварий н ядерных испытаний открыли новый, четвертый период в истории радиобиологических исследований.
