- •Тема № 8: «Радиобиология: предмет, задачи, структура и основные понятия. Предмет, цели и задачи военной радиобиологии»
- •V. Расчет учебного времени:
- •Введение
- •Предмет и задачи радиобиологии
- •Основные свойства и единицы измерений ионизирующих излучений
- •Доза излучения
- •Единицы основных видов доз излучения *
- •Мощность дозы излучения
- •Количество радиоактивных веществ
- •Единицы физических величин, используемых для выражения количества радиоактивных веществ
- •Ионизирующие излучения как постоянно действующий фактор внешней среды
- •Естественные источники ионизирующих излучений
- •Земная радиация
- •Внутреннее облучение от естественных радионуклидов
- •Другие естественные источники радиации
- •Искусственные источники ионизирующих излучений
- •Атомная энергетика
- •Другие источники облучения
- •Военная радиобиология
- •Поражения человека при применении ядерного оружия Поражающие факторы ядерного взрыва
- •Характеристика лучевых поражений
- •Радиобиологические эффекты
- •Классификация радиобиологических эффектов Уровень формирования
- •Сроки появления
- •Основы биологического действия ионизирующих излучений Первичные стадии в действии излучений
- •Реакции клеток на облучение
- •Формы лучевой гибели клеток
- •Действие излучений на ткани, органы и системы.
- •Заключение
Реакции клеток на облучение
Клетки представляют собой основные ячейки жизни, в которых формируются начальные эффекты лучевых воздействий, приводящие к поражениям, проявляющимся позднее на более высоких уровнях биологической организации - тканевом, органном, системном, организменном. Поэтому в радиобиологии уделяют особое внимание процессам, развивающимся после облучения именно в клетках.
Поскольку локализация и характер первичных повреждений в той или иной молекулярной структуре клетки носит в значительной степени вероятностный характер, весьма 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 усиления" первичного радиационного повреждения. Однако, наряду с этим, в клетке развиваются и репарационные процессы, следствием которых является полное или частичное восстановление структур и функций.
Биологическое усиление радиационного поражения
Наиболее значимы для судьбы облученной клетки, изменения нуклеинового обмена, белкового обмена, окислительного фосфорилирования.
Практически сразу после облучения в делящихся клетках замедляется синтез ДНК. Активируются эндо- и экзонуклеазы, вследствие чего повышается ферментативный гидролиз молекул ядерной ДНК; увеличение проницаемости внутриклеточных мембран способствует поступлению ферментов во внутриядерное пространство, повышает доступность ядерной ДНК для ферментативной атаки. Распад ДНК приводит к повышению содержания в тканях полидезоксинуклеотдов.
Повреждение мембран лизосом и выход за их пределы протеаз способствуют в ранние сроки после облучения активации процессов протеолиза.
Биосинтез белка нарушается мало. Однако, продолжающийся синтез белка в сочетании с глубоким снижением или даже прекращением синтеза ДНК может привести к серьезным нарушениям структуры и пространственной организации нуклеопротеидных комплексов.
В первые часы после облучения иногда наблюдаются признаки тканевой гипоксии. В клетках кроветворных тканей угнетение окислительного фосфорилирования 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 восстановительных процессов, в частности, на работе системы ферментов репарации ДНК. Таким образом, подавление окислительного фосфорилирования играет заметную роль в радиационном поражении генетических структур клетки.
Репарация лучевых повреждений
Одновременно в ответ на возникшие первичные повреждения в облученной клетке активируются репарационные системы, деятельность которых направлена на устранение возникших повреждений. Существование в клетках механизмов и ферментных систем, обеспечивающих репарацию большинства начальных повреждений ДНК, эволюционно обусловлено необходимостью поддержания стабильности генома, в условиях постоянно возникающих повреждений ДНК в результате воздействия естественного радиационного фона, присутствия в среде химических мутагенов, случайно возникающих в процессе жизнедеятельности клеток нарушений и сбоев. Если бы не было таких механизмов, жизнь была бы невозможна.