Лекция (2) (1123236), страница 2
Текст из файла (страница 2)
немогутбытьправильнорепарированы.ДвунитевыеразрывыДНКмогутвозникнуть:1) припоследовательномпролете2-хредкоионизирующихчастиц(иликвантов) излучения, вызвавшихразрывывкомплиментарныхучасткахОБЕИХнитейДНК–этот.н. двусобытийныйпроцессобразованиядвунитевогоразрыва;2) припролете1-йплотноионизирующейчастицы(α-частицы), вызвавшихразрывывкомплиментарныхучасткахОБЕИХнитейДНК–этот.н.однособытийныйпроцессобразованиядвунитевогоразрыва.ОбразованиедвунитевогоразрываДНКврезультатедвусобытийногопроцессаОднонитевыйразрывДНКРедкоионизирующееизлучениеОднонитевыйразрывДНКЕслимеждупоявлениемповрежденийДНКвкомплиментарныхучасткахОБЕИХнитейДНКпроходитдостаточноевремя, чтобыпроизошларепарация1-гоповреждения, то2-еповреждение(вкомплиментарномучасткевторойнитиДНК) неприведеткобразованиюдвунитевогоразрываибудеттакжелегкорепарировано.Еслирепарация1-гоповреждениянеуспеваетпроизойтидопоявления2-гоповреждения(вкомплиментарномучасткевторойнитиДНК), товозникаетдвунитевыйразрыв–т.е.нерепарируемоеповреждениеДНК,приводящееклеткукгибели.КлеткаосталасьживойКлеткапогиблаУспеетилинеуспеетпроизойтирепарация1-гоповреждениядопоявления2-гоповреждениявкомплиментарномучасткедругойнитиДНК, зависитотчастоты, скоторойионизирующиечастицыпролетаютчерезмолекулуДНК, т.е.
отМОЩНОСТИДОЗЫ облучения.Чтотакое«двунитевыйразрыв» ДНК?ЕслиразрывынаходятсяточновкомплиментарныхучасткахобеихнитейДНК–этодвунитевыйразрыв(повреждение) ДНК.ΔЕслиразрывывнитяхДНКрасположеныдруготдруганарасстоянииΔ, непревышающем6-10нуклеотидов, тоэтотвариантповреждениятожесчитаетсядвунитевымразрывом(повреждением)ДНК.ЕслиразрывывучасткахнитяхДНКнаходятсянарасстоянииΔ, превышающем6-10 нуклеотидов, тоэтотвариантповрежденияследуетсчитатьдвумяоднонитевымиразрывами(повреждениями) ДНК.ОбразованиедвунитевогоразрываДНКврезультатеоднособытийногопроцессаПридействииплотноионизирующихизлучений(например, α-излучения)разрывывкомплиментарныхучасткахОБЕИХнитейДНКпроисходятврезультатеоднособытийногопроцесса(т.е.пролетаоднойα-частицы).ДвунитевыйразрывДНКТ.е. независимоотчастотыпролетаα-частицчерезмолекулуДНКкаждыйтакойпролетαчастицыприводиткобразованиюдвунитевогоразрываДНК.Этоозначает, чтопридействииαизлученияотсутствуетзависимостьвеличинырадиобиологическогоэффектаотмощностидозыоблучения.ГибельклеткиПлотноионизирующееизлучениеЗависимостьрадиационногоэффектаотмощностидозыдляразныхтканейОслаблениерадиационногоэффектаприснижениимощностидозыболеехарактернодлятехтканейорганизма, которыеобладаютвысокойпролиферативнойактивностью(например, дляслизистойтонкойкишки).Прилучевомвоздействиинатканиснизкимуровнемпролиферативнойактивности(например, нанервнуюткань,печень, мышцы) ослаблениерадиационногоэффектаприснижениимощностидозыменеевыраженоилидажеотсутствуетпривоздействиилюбыхвидовионизирующихизлучений.5.
ДозаоблученияНаиболееважнымфактором, определяющимвконечномитогестепеньрадиационногопоражениябиологическогообъекта, являетсядозаоблучения.Поэтомуврадиобиологическихэкспериментахнаиболеераспространеннымявляетсяисследованиедозовой(илидозной) зависимостикакого-либорадиационногоэффекта, отражающеготуилиинуюсторонулучевогопораженияорганизма.Однимизнаиболеечастоприменяемыхкритериевоценкидействияизлучениянабиологическиеобъектыявляетсятакойчеткорегистрируемыйинтегральныйпоказателькакгибельорганизма, являющаясяконечнымитогоммногочисленныхнарушений, происходящихприлучевомпоражении.Оценкулетальногодействияизлучениянабиологическиеобъектыпроводятисследуязависимостьгибелииливыживаемостиорганизмовотдозыоблучения(т.е.отпоглощеннойдозы).Подобныезависимости, представленныеграфически, получилиназваниедозовойкривойгибелиидозовойкривойвыживаемости.ДозовыекривыегибелиивыживаемостиВслучаемногоклеточныхорганизмовприпостроениитакойкривойпоосиабсциссоткладываютвеличинудозыоблучения(т.е.
поглощеннойдозы), апоосиординат—процентгибелиилипроцентвыживаемости, наблюдающийсявгруппахбиологическихобъектов, облученныхвразныхдозах.Срокнаблюдения, черезкоторыйрегистрируютгибель(иливыживаемость) зависит,вчастностиотвидаиспользуемогоорганизма. Приисследованиилетальногодействияизлучениянабольшинствовидовмлекопитающихсрокнаблюдениясоставляетобычно30 суток(однако, длянекоторыхвидовмлекопитающихэтотсроксоставляет— 60 суток).ДозоваякриваягибелиДозоваякриваявыживаемостиЛД50, МАЛДиМЛДДозоваякриваягибели(ивыживаемости) имееттипичнуюSобразнуюформу.
Нанейможновыделитьнесколькохарактеристическихточек.Однаизних–этоточка, значениеординатыкоторойсоставляет50% гибелиоблученныхорганизмов. Значениедозы, соответствующееабсциссеэтойточкиназываетсяполулетальнойдозой. Т.о., полулетальнаядоза–этодозаоблучения, придействиикоторойпогибает50% облученныхорганизмов. ЭтудозуобозначаюткакЛД50 илиЛД50/30 (ЛД50/60 ),гдевзнаменателеподстрочногоиндексауказываютсрок(всутках), черезкоторыйподсчитываютгибель. ВеличинаЛД50оченьширокоиспользуетсяврадиобиологии.Втораяхарактеристическаяточкаимеетвкачествеабсциссыт.н. минимальнуюабсолютнолетальнуюдозу(МАЛД), т.е.
минимальнуюдозу, вызывающуюгибельвсехоблученныхорганизмов(ордината–100% гибели).Третьяхарактеристическаяточкаимеетвкачествеабсциссыт.н. минимальнуюлетальнуюдозу(МЛД), т.е. практическитумаксимальнуюдозу, котораяневызываетгибелиниодногоизоблученныхорганизмов(ордината–0% гибели).Строгоговорятермины«минимальнаяабсолютнолетальнаядоза» и«минимальнаялетальнаядоза» несовсемправомерны, т.к. криваягибелиприближаетсякотметкам100% и0%ассимптотически. ПоэтомуобычнозаМАЛДпринимаютдозу, вызывающуюгибель99% объектов(ЛД99 ), азаМЛД–дозу, вызывающуюгибель1% объектов(ЛД1 ).Летальные, сублетальныеисверхлетальныедозыДозыоблучения, лежащиевдиапазонеотминимальнойлетальнойдозыдоминимальнойабсолютнолетальнойдозы,называютлетальнымидозами.Дозы, превышающиеминимальнуюабсолютнолетальнуюдозу, определяюткаксверхлетальные.Дозы, лежащиенижеминимальнойлетальнойдозы–каксублетальные.Переходимкрассмотрениюосновныхбиологическихфакторов, определяющихрадиобиологическиеэффекты.Основныебиологическиефакторы, определяющиерадиобиологическиеэффекты1.
Видживогоорганизма.2. Возраст(илистадияонтогенетическогоразвития).3. Пол.4. Физиологическоесостояние.5. Используемаяпища.1. ВидживогоорганизмаВеличинарадиобиологическогоэффекта(приоднойитойжепоглощеннойдозеоблучения) существеннозависитотвидаоблучаемогобиологическогообъекта.Инымисловами, биологическиеобъектыобладаютразличнойрадиочувствительностью.Терминрадиочувствительностьширокоиспользуетсяврадиобиологиииозначаетпоражаемостьбиологическихобъектов(клеток, тканей,органовилиорганизмавцелом) ионизирующимизлучением.Т.е. синонимомтермина«радиочувствительность» являетсятермин«радиопоражаемость».Антонимомтермина«радиочувствительность» являетсятермин«радиорезистентность», или«радиоустойчивость».Радиочувствительностьживыхорганизмовшироковарьируетвзависимостиотихвидовойпринадлежности.
СравнениерадиочувствительностиобычнопроводятповеличинеполулетальнойдозыЛД50.ЧемвышезначениеЛД50, темнижерадиочувствительность; чемнижезначениеЛД50, темвышерадиочувствительность.ЗначенияЛД50 дляразличныхбиообъектовприостром общемоднократномγ- илирентгеновскомоблученииБиологическиеобъектыМлекопитающие:ЛД50 , ГрБиологическиеобъектыЛД50 , Гр1,5-10Моллюски50-10001,5-3,5Насекомые10-30002-4Простейшие:собаки2,5-4амёбы1000-2000человек2,5-4 (всредн. 3)инфузории3000-4000овцы, свиньи, козымартышкимыши, крысы4-10хомяки, суслики6-10Escherichia coliПтицы6-30Micrococcus radioduransРыбы6-100Земноводные:Бактерии:Вирусы507500200-10000Низшиерастения:тритоны25-30синезеленаяводоросльлягушки5-10Microcoleus vaginatusПресмыкающиеся:Высшиерастения:160001,5-1000черепахи15-20хвойные(сосна, ель)4-12змеи80-200бобовые4-12Видовыеразличиярадиочувствительности–комментарииКаквидноизэтойтаблицы, наиболеерадиочувствительнымиявляютсямлекопитающие, длякоторыхполулетальныедозыварьируютдляразныхвидоввосновномот1,5 до10 Гр.Напротив, наиболеевысокойрадиоустойчивостью(радиорезистентностью) обладаютпростейшие,бактерииивирусы, длякоторыхЛД50 можетдостигатьнесколькихтысячгрей.Такимобразомвцеломпомереусложнениябиологическойорганизациирадиочувствительностьсущественноповышается.Однако, встречаютсяиисключения, когдасрединизшихфилогенетическихгруппобнаруживаютсяотдельныевиды, радиочувствительностькоторыхоченьвысокаисравнимастаковойдлямлекопитающих(илидажепревышаетее).Вцеломдлянизшихфилогенетическихгруппхарактерназначительнобольшаявариабельностьрадиочувствительности, чемдлявысших.ОднимизнаиболеерадиорезистентныхбиологическихобъектовявляетсябактерияMicrococcusradiodurans (Микрококкрадиоустойчивый), котораявпервыебылаобнаруженавконсервах,подвергнутыхстерилизациибольшимидозамиγ-излучения.
Позжеэтибактериибылиобнаруженыивводе охлаждающегоканалаядерногореактора, гдеонипрекрасносебячувствовали,размножалисьинепогибали.Следуетотметить, чтозначительныеколебаниярадиочувствительностимогутнаблюдатьсядажедляразличныхштаммов, линий, сортоводногоитогожебиологическоговидаживогоорганизма.2. Возраст(илистадияонтогенетическогоразвития)живогоорганизмаПриведенныевышеданныеорадиочувствительностиразличныхбиологическихобъектовотносятсяквзрослыморганизмам.Однако, впроцессеонтогенетическогоразвитиярадиочувствительностьорганизмаможетсущественноизменяться.ЗначенияЛД50 дляразличныхстадийонтогенетическогоразвитиядрозофилыСтадияразвитияЛД50, Гр3-часовыеяйца24-часовыеяйца57,5-часовыеяйца8Куколки28Взрослыеособи950Плодовая(илифруктовая) мушка(Drosophila melanogaster, перслат.языка–«любительницаросысчернымжелудком») –излюбленныйобъектбиологов, вчастностигенетиков.Радиочувствительностьсвозрастомрезкоснижается(радиорезистентностьвозрастает)!ВозрастныеизменениярадиочувствительностиумлекопитающихКрысыикроликиМышиВцеломумлекопитающихполовозрелыеособиотносительнорадиоустойчивы, амолодыеистареющие–относительнорадиочувствительны.Уноворожденныхрадиочувствительностьможетбытьлибоотносительновысокой,либонизкой, взависимостиотвида.Радиочувствительностьмлекопитающихвпериодпренатального(внутриутробного) развитияДо этогомырассматривалирадиочувствительностьмлекопитающихвпериодпостнатальногоразвития(т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
