15 (1123229), страница 2
Текст из файла (страница 2)
не могут быть правильно репарированы.Двунитевые разрывы ДНК могут возникнуть:1)при последовательном пролете 2-х редкоионизирующих частиц (иликвантов) излучения, вызвавших разрывы в комплиментарныхучастках ОБЕИХ нитей ДНК – это т.н. двусобытийный процессобразования двунитевого разрыва;2)при пролете 1-й плотноионизирующей частицы (α-частицы),вызвавших разрывы в комплиментарных участках ОБЕИХ нитей ДНК– это т.н. однособытийный процесс образования двунитевогоразрыва.Образование двунитевого разрыва ДНК врезультате двусобытийного процессаОднонитевыйразрыв ДНКРедкоионизирующееизлучениеОднонитевыйразрыв ДНКЕсли между появлением поврежденийДНК в комплиментарных участкахОБЕИХ нитей ДНК проходитдостаточное время, чтобы произошларепарация 1-го повреждения, то 2-еповреждение (в комплиментарномучастке второй нити ДНК) не приведетк образованию двунитевого разрыва ибудет также легко репарировано.Если репарация 1-го повреждения неуспевает произойти до появления 2-гоповреждения (в комплиментарномучастке второй нити ДНК), то возникаетдвунитевый разрыв – т.е.нерепарируемое повреждение ДНК,приводящее клетку к гибели.КлеткаосталасьживойКлеткапогиблаУспеет или не успеет произойти репарация 1-го повреждения до появления 2-гоповреждения в комплиментарном участке другой нити ДНК, зависит от частоты, скоторой ионизирующие частицы пролетают через молекулу ДНК, т.е.
от МОЩНОСТИДОЗЫ облучения.Что такое «двунитевый разрыв» ДНК?Если разрывы находятся точно вкомплиментарных участках обеих нитей ДНК –это двунитевый разрыв (повреждение) ДНК.ΔЕсли разрывы в нитях ДНК расположены друг отдруга на расстоянии Δ, не превышающем 6-10нуклеотидов, то этот вариант повреждения тожесчитается двунитевым разрывом(повреждением) ДНК.Если разрывы в участках нитях ДНК находятсяна расстоянии Δ, превышающем 6-10нуклеотидов, то этот вариант поврежденияследует считать двумя однонитевымиразрывами (повреждениями) ДНК.Образование двунитевого разрыва ДНК врезультате однособытийного процессаПри действииплотноионизирующих излучений(например, α-излучения) разрывыв комплиментарных участкахОБЕИХ нитей ДНК происходят врезультате однособытийногопроцесса (т.е.
пролета одной αчастицы).Двунитевыйразрыв ДНКТ.е. независимо от частотыпролета α-частиц через молекулуДНК каждый такой пролет αчастицы приводит к образованиюдвунитевого разрыва ДНК.Это означает, что при действии αизлучения отсутствуетзависимость величинырадиобиологического эффекта отмощности дозы облучения.ГибельклеткиПлотноионизирующееизлучениеЗависимость радиационного эффекта от мощности дозыдля разных тканейОслабление радиационного эффекта при снижении мощности дозы болеехарактерно для тех тканей организма, которые обладают высокойпролиферативной активностью (например, для слизистой тонкой кишки).При лучевом воздействии наткани с низким уровнемпролиферативнойактивности (например, нанервную ткань, печень,мышцы) ослаблениерадиационного эффекта приснижении мощности дозыменее выражено или дажеотсутствует при воздействиилюбых видов ионизирующихизлучений.5.
Доза облученияНаиболее важным фактором, определяющим в конечном итоге степеньрадиационного поражения биологического объекта, является доза облучения.Поэтому в радиобиологических экспериментах наиболее распространеннымявляется исследование дозовой (или дозной) зависимости какого-либорадиационного эффекта, отражающего ту или иную сторону лучевого пораженияорганизма.Одним из наиболее часто применяемых критериев оценки действия излученияна биологические объекты является такой четко регистрируемый интегральныйпоказатель как гибель организма, являющаяся конечным итогоммногочисленных нарушений, происходящих при лучевом поражении.Оценку летального действия излучения на биологические объекты проводятисследуя зависимость гибели или выживаемости организмов от дозы облучения(т.е. от поглощенной дозы).Подобные зависимости, представленные графически, получили названиедозовой кривой гибели и дозовой кривой выживаемости.Дозовые кривые гибели и выживаемостиВ случае многоклеточных организмов при построении такой кривой по осиабсцисс откладывают величину дозы облучения (т.е.
поглощенной дозы), а пооси ординат — процент гибели или процент выживаемости, наблюдающийся вгруппах биологических объектов, облученных в разных дозах.Срок наблюдения, через который регистрируют гибель (или выживаемость)зависит, в частности от вида используемого организма. При исследованиилетального действия излучения на большинство видов млекопитающих срокнаблюдения составляет обычно 30 суток (однако, для некоторых видовмлекопитающих этот срок составляет — 60 суток).Дозовая кривая гибелиДозовая кривая выживаемостиЛД50, МАЛД и МЛДДозовая кривая гибели (и выживаемости) имеет типичнуюS-образную форму.
На ней можно выделить несколькохарактеристических точек.Одна из них – это точка, значение ординаты которойсоставляет 50% гибели облученных организмов. Значениедозы, соответствующее абсциссе этой точки называетсяполулетальной дозой. Т.о., полулетальная доза – этодоза облучения, при действии которой погибает 50%облученных организмов. Эту дозу обозначают как ЛД50или ЛД50/30 (ЛД50/60), где в знаменателе подстрочногоиндекса указывают срок (в сутках), через которыйподсчитывают гибель. Величина ЛД50 очень широкоиспользуется в радиобиологии .Вторая характеристическая точка имеет в качестве абсциссы т.н. минимальную абсолютнолетальную дозу (МАЛД), т.е.
минимальную дозу, вызывающую гибель всех облученныхорганизмов (ордината – 100% гибели).Третья характеристическая точка имеет в качестве абсциссы т.н. минимальную летальнуюдозу (МЛД), т.е. практически ту максимальную дозу, которая не вызывает гибели ни одногоиз облученных организмов (ордината – 0% гибели).Строго говоря термины «минимальная абсолютно летальная доза» и «минимальнаялетальная доза» не совсем правомерны, т.к. кривая гибели приближается к отметкам 100%и 0% ассимптотически.
Поэтому обычно за МАЛД принимают дозу, вызывающую гибель99% объектов (ЛД99), а за МЛД – дозу, вызывающую гибель 1% объектов (ЛД1).Летальные, сублетальные и сверхлетальные дозыДозы облучения, лежащие в диапазоне отминимальной летальной дозы доминимальной абсолютно летальной дозы,называют летальными дозами.Дозы, превышающие минимальнуюабсолютно летальную дозу, определяюткак сверхлетальные.Дозы, лежащие ниже минимальнойлетальной дозы – как сублетальные.Переходим к рассмотрениюосновных биологических факторов,определяющих радиобиологические эффекты.Основные биологические факторы,определяющие радиобиологические эффекты1.2.Вид живого организма.Возраст (или стадия онтогенетическогоразвития).3.Пол.4.Физиологическое состояние.5.Используемая пища.1.
Вид живого организмаВеличина радиобиологического эффекта (при одной и той жепоглощенной дозе облучения) существенно зависит от видаоблучаемого биологического объекта.Иными словами, биологические объекты обладают различнойрадиочувствительностью.Термин радиочувствительность широко используется врадиобиологии и означает поражаемость биологических объектов(клеток, тканей, органов или организма в целом) ионизирующимизлучением.Т.е. синонимом термина «радиочувствительность» является термин«радиопоражаемость».Антонимом термина «радиочувствительность» является термин«радиорезистентность», или «радиоустойчивость».Радиочувствительность живых организмов широко варьирует взависимости от их видовой принадлежности.
Сравнениерадиочувствительности обычно проводят по величинеполулетальной дозы ЛД50.Чем выше значение ЛД50, тем ниже радиочувствительность; чем нижезначение ЛД50, тем выше радиочувствительность.Значения ЛД50 для различных биообъектов при остромобщем однократном γ- или рентгеновском облученииБиологические объектыМлекопитающие:овцы, свиньи, козымартышкиЛД50, ГрБиологические объектыЛД50, Гр1,5-10Моллюски50-10001,5-3,5Насекомые10-30002-4собаки2,5-4человек2,5-4 (в средн.
3)Простейшие:амёбы1000-2000инфузории3000-4000мыши, крысы4-10хомяки, суслики6-10Escherichia coliПтицы6-30Micrococcus radioduransРыбы6-100Земноводные:Бактерии:Вирусы507500200-10000Низшие растения:тритоны25-30синезеленая водоросльлягушки5-10Microcoleus vaginatusПресмыкающиеся:Высшие растения:160001,5-1000черепахи15-20хвойные (сосна, ель)4-12змеи80-200бобовые4-12Видовые различия радиочувствительности – комментарииКак видно из этой таблицы, наиболее радиочувствительными являются млекопитающие,для которых полулетальные дозы варьируют для разных видов в основном от 1,5 до 10 Гр.Напротив, наиболее высокой радиоустойчивостью (радиорезистентностью) обладаютпростейшие, бактерии и вирусы, для которых ЛД50 может достигать нескольких тысячгрей.Таким образом в целом по мере усложнения биологической организациирадиочувствительность существенно повышается.Однако, встречаются и исключения, когда среди низших филогенетических группобнаруживаются отдельные виды, радиочувствительность которых очень высока исравнима с таковой для млекопитающих (или даже превышает ее).В целом для низших филогенетических групп характерна значительно большаявариабельность радиочувствительности, чем для высших.Одним из наиболее радиорезистентных биологических объектов является бактерияMicrococcus radiodurans (Микрококк радиоустойчивый), которая впервые была обнаруженав консервах, подвергнутых стерилизации большими дозами γ-излучения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
