Лекция (3) (1123237), страница 2
Текст из файла (страница 2)
D0 –определяетсякакприростдозы, прикоторомвыживаемостьснижаетсяверазнапрямолинейномучасткекривойвыживаемости;4. D37 –доза, прикоторойвыживает37% облученныхклеток.ВзаимосвязьD0, Dq иnПараметрыD0, Dq иn связаныдругсдругомследующимсоотношением:Параметры, характеризующиекривыевыживаемостибез«плеча»уменьшениечиславыжившихклетоквe разD0Дляописаниякривойвыживаемости,неимеющейплеча, используетсявеличина:• дозаD0, котораяопределяетсякакдоза, прикоторойвыживаемостьуменьшаетсявe раз;• илидозаD37 –доза, прикоторойвыживает37% облученныхклеток.Длякривыхвыживаемости, неимеющихплеча, D0 = D37, чтоследуетизследующихрасчетов:Такимобразом, приуменьшениивыживаемостивe разотисходногоуровня(т.е.
приоблучениивдозеD0) выживаемостьсоставит37%, т.е. D0=D37.Отчегозависитналичие«плеча» накривыхвыживаемостиклеток?Итак, вобщемвидекриваявыживаемостиклетоквполулогарифмическоммасштабесостоитиздвухучастков:1) «плеча» и2) прямолинейногоучастка.Наличие(ивеличина) «плеча» зависитот1) типаклетоки2) видаизлучения.ПлечоПрямолинейныйучастокОчемговоритналичиеплечаивеличинаDq ?Всоответствиистеориеймишениипринципомпопаданияналичиеплечаговоритотом, чтодляпораженияобъектанедостаточноодногопопадания.Этоможетнаблюдаться, когда:• либообъектявляетсямногомишенным,• либомишеньявляетсямногоударной.Однако, всоответствииссовременнымипредставленияминаличиеплечатрактуетсябольшекаксвидетельствопротеканиявклеткевосстановительных(репарационных) процессов, анекакналичиемногоударностиилимногомишенности.
ПричемвеличинуDq используютвкачествепоказателяспособностиклеткиосуществлятьрепарационныепроцессы: чембольшезначениеDq (т.е. чембольшеплечо), темвышерепарационнаяспособностьклетки.Зависимостьналичия«плеча» отвидаионизирующегоизлучения• Кривыевыживаемостиклеток, имеющиечетковыраженное«плечо», могутнаблюдатьсятолькоприоблученииредкоионизирующимизлучением(т.е. рентгеновскимили излучением).• Приоблученииплотноионизирующимизлучениемкривыевыживаемостиимеютслабовыраженноеплечоиливовсеегонеимеют(например, вслучае -излучения). Этосвязаностем, чтопридействииплотноионизирующегоизлученияобразуютсявосновномдвунитевыеразрывыДНК, которыеявляютсянерепарабельными(илиплохорепарабельными)повреждениями(дажеприналичиивклеткерепарационныхпроцессов).Зависимостьналичияплечаотоблучаемогообъекта• Есликривыевыживаемостиклетокпослеоблученияредкоионизирующимизлучениемнеимеютплеча, значитэтиклеткинеобладаютрепарационнойспособностью.• Плечоненаблюдаетсяприоблученииредкоионизирующимизлучениемвирусовимакромолекул, вчастностиферментов(т.к.
онинеобладаютрепарационнойспособностью).МолекулыДНК–основнаяклеточнаямишеньдляионизирующегоизлученияЧтожеявляетсяосновнойклеточноймишеньюпридействиирадиации?Основноймишеньювклеткеявляетсяклеточноеядро(аточнее–молекулыДНК).[Второйпозначениюмишеньювклетке, каксчитаютнекоторыеисследователи, являютсямембраны] .Тотфакт, чтоядроявляетсяосновноймишеньюбылодоказановследующихэкспериментах:ЭкспериментыпоопределениюразмеровмишенивклеткеРазмерклеточноймишенисовпадаетсразмеромклеточногоядраЭкспериментыполокальномуоблучениюразличныхобластейклеткиОблучениеклеточногоядраприводиткгибеликлетки; приоблучениидругихклеточныхобластейгибельклеткипроисходитпризначительноболеевысокихдозахРадиочувствительностьразныхстадийклеточногоциклаКлеточныйциклПролиферирующиеклеткиэукариотвсвоемразвитиипроходятнесколькофаз, совокупностькоторыхполучиланазваниеклеточногоцикла(синонимы–митотическийцикл, жизненныйциклклетки).Перваяидентифицированнаяфазаклеточногоцикла–митоз–фазасобственноделенияклетки.Временнойинтервалмеждуокончаниемодногомитозаиначаломследующегомитозаполучилназваниеинтерфазы.
Винтерфазеосуществляетсяподготовкаклеткикпоследующемуделению.ИнтерфазаИнтерфазаподразделяетсяна3фазы:• G1-фазу;• S-фазу;• G2-фазу.• S-фаза(отсловаsynthesis –синтез)–синтетическаяфаза, втечениекоторойосновнымсобытиемвклеткеявляетсяудвоение(редупликация, илирепликация)ДНК. Приэтомсинтезируютсятакжегистоны–белки, входящиевместесДНКвсоставхромосом.
Вхромосомахформируетсявтораяхроматида.• G1-фаза(отангл. gap –промежуток,интервал) –предсинтетическаяфаза,определяемаякакинтервалмеждумитозомиS-фазой. ВG1-фазепроисходитсинтезмРНК, белковидругихкомпонентовклетки.• G2-фаза–постсинтетическаяфаза,определяемаякакинтервалмеждуS-фазойимитозом. G2-фазаявляетсяконечнымэтапомподготовкиклеткикделению.ПродолжительностьфазклеточногоциклаДлительностьклеточногоциклауактивнопролиферирующихклетокмлекопитающихобычносоставляетот10 до24 час., новнекоторыхтканяхможетдостигать200 иболеечасов.Митоз–наиболеекороткаяфаза(от0,5 до1,5час. –обычнооколо1 час).G1-фаза–наиболеевариабельнаяподлительностифаза(частоявляетсянаиболеепродолжительнойиименноеедлительностьопределяетпродолжительностьклеточногоциклавцелом).S-фазадлитсяобычно6-8 час.
(довольностабильнаяподлительностифаза; никогданепревышает15 час.).G2-фаза–обычноэтосамаякороткаяфазавинтерфазе, авклеточномцикле–втораяподлительностипослемитоза.Продолжительностьфазклеточногоциклау2-хчастоиспользуемыхлинийклеток, культивируемыхin vitroФазаклеточногоциклаЛинияHeLa(клеткикарциномышейкиматкичеловека)ЛинияV79(фибробластылегкихкитайскогохомячка)Митоз11G1-фаза111S-фаза86G2-фаза43Клеточныйциклвцелом2411НаиболеехарактерныйпримерсоотношенияпродолжительностифазклеточногоцикладлякультивируемыхклетокмлекопитающихЛинияклетокHeLa былаполученаизкарциномышейкиматкипациенткиГенриеттыЛакс(Henrietta Lacks) в1951 г.G0-фазаG0Вмедленнообновляющихсятканяхбольшинствоклетокнаходитсявт.н. G0-фазе–фазепокоя,когдапослезавершениямитозаклетканевступаетвследующийклеточныйциклидлительноевремяостаетсявсостояниипокоя.ДлительностьG0-фазыможетсоставлятьнедели, месяцыидажегоды(например, уклетокЦНС).Изэтогосостоянияонаможетбытьвыведенавнешнимистимулирующими(митогенными) воздействиями.Покоящиесяклетки–эторезервдлярепопуляции(регенерации) тканивслучаегибеличастиклеточногопулавследствиекаких-либопричин.СинхронизацияклетокОбычнаяпопуляцияпролиферирующихклетоквключаетклетки, находящиесянаразныхстадияхклеточногоцикла: вмитозе, G1-фазе, S-фазеиG2-фазе.
Этот.н.асинхроннаяпопуляция.Однако, дляизучениярадиочувствительностиотдельныхстадийклеточногоцикланеобходимо, чтобывсеклеткипопуляциинаходилисьвмоментоблучениянаоднойитойжестадиицикла.Дляэтогопроводятт.н. синхронизациюкультивируемыхклеток.ОдинизнаиболеемягкихиэффективныхметодовсинхронизациибылпредложенТ.ТерасимойиЛ.Толмахом(T.Terasima, L.Tolmach) в1963 г. Этотметодсинхронизацииможетбытьприменентолькодляклеток, растущихвмонослойныхкультурах. Оноснованнатомфакте, чтонастадиимитозаклеткиокругляютсяистановятсяхужеприкрепленыкповерхностиростовойсреды.
Этиокругленныеклеткиможнолегкосмытьсповерхностипутемлегкоговстряхиваниякультуральногососудаиконцентрироватьпоследующимцентрифугированием.Такможнополучитьклеточнуюмассу, вкоторой90-95% клетокнаходитсянастадиимитоза.Послепосеватакиеклеткибудутсинхроннопроходитьвсетрифазыпервогоклеточногоцикла.Радиочувствительностьклетокнаразныхстадияхклеточногоцикла(1)Изменениерадиочувствительностиклетокпофазамциклаисследованодляразныхклеточныхлиний.Нарисункеприведеныданные, дляклетокV79 иHeLa (W.Sinclair, 1969).Общиевыводыизэтихидругихэкспериментовследующие:1.
Наиболеечувствительныклеткивфаземитоза.2. НаиболееустойчивыклеткивпозднейSфазе.3. КлеткивG2-фазечувствительныпримернотакжекакипримитозе.4. ЕслиG1-фазадлинная, тораннийпериодG1-фазыявляетсяустойчивым, апоздний–чувствительным. ЕслиG1-фазакороткая, тоустойчивостьрастетвтечениевсейG1-фазы.ИсключенияизобщихзакономерностейОписанныевышезакономерностиорадиочувствительностиразныхстадийклеточногоцикла нельзя, однако, полностьюибезпроверкираспространятьнадругиеклеточныелинии, т.к. известныислучаи,когданаибольшаярадиоустойчивостьхарактернадляклеток,находящихсявG1-фазе(например, уфибробластовмышейлинииL).Кривыевыживаемостиклетокнаразныхстадияхклеточногоцикла(Sinclair, 1968, 1970)Варьированиерадиочувствительностиклетоквтечениеклеточногоциклаобусловленоизменениемпараметровкривыхвыживаемостиклеток–величиныD0 (обратнопропорциональнойнаклонупрямолинейногоучасткакривой) иDq(характеризующейразмерплеча).СтадияциклаD 0, ГрnМ-фаза1,31G 1 -фаза1,6>1РанняяS-фаза1, 92-3ПоздняяS-фаза2,010G 2 -фаза1,31КриваявыживаемостиклетоквS-фазеимеетнаиболеевыраженноеплечоинаибольшиезначенияD0 иэкстраполяционногочислаn.
–Этоозначает, чтоклетки, находящиесявSфазеобладаютнаиболеевысокойспособностьюкрепарации.КлеткивМ-фазеиG2-фазенеимеютплечанакривыхвыживаемостиихарактеризуютсянаименьшимизначениямиD0.Прямоеинепрямое(косвенное) действиеионизирующихизлучений. Радиолизводы.АнтиоксидантныезащитныесистемыТеориямишени- такливсёвдействительности?В30-егг. прошлоговекатеориямишени, базирующаясянадвухосновополагающихпринципах–принципепопаданияипринципемишени, получилаширокоераспространение, применениеипризнаниесредибиологовифизиков, занимающихсяизучениемвоздействияионизирующихизлученийнаживыеорганизмыиорганическиемолекулы.Однако, ужевэтиже30-егодыиособеннов40-егодывнаучнойлитературесталипоявлятьсярезультатыэкспериментов, которыененаходилиобъясненияспозицийтеориимишени, аименноспозицийпринципапопадания, т.е.идеиотом, чтодляпоражениякакой-либомолекулынеобходимоосуществлениеактывзаимодействия(т.е.попадания) снейионизирующейчастицыиликванта.ЭкспериментФриккеФрикке(Hugo Fricke) всередине1930-хгг.обнаружил, чтооблучение(X-лучами) водныхрастворовмуравьинойк-тыприводиткразрушениюмуравьинойк-тысобразованиеммолекулярноговодородаидвуокисиуглеродапоследующейреакции:HCOOH → CO2 + H2Приэтомоказалось, чтооблучениерастворовсконц-еймуравьинойк-ы10 4 (черныекружки)и10 1 М(светлыекружки) приводиткразрушениюодногоитогожечисламолекулмуравьинойк-ты, т.е.
числоразрушенныхмолекулмуравьинойк-тынезависитотисходнойконц-иимуравьинойкислоты.Спозицийтеориимишеничислоразрушенныхмолекулмуравьинойк-тыприоблучениирастворасконц-ей10-1 Мдолжнобытьвышечемприоблучениирастворасконц-ей10-4 М.ЭкспериментыДейлаВпервойполовине1940-хгг. аналогичныеэкспериментальныеданныебылиполученыУолтеромДейлом(Walter Dale) приоблученииразбавленныхрастворовразличныхферментов, вчастностикарбоксипептидазы.Вэтихэкспериментахбылопоказано, чточислоинактивированныхоблучениеммолекулферментанезависитотисходнойконцентрацииферментавнекоторомконцентрационномдиапазоне(вобластинизкихконц-ий).Этотэффектполучилназвание«эффектразведения», или«эффектДейла».Прямоеинепрямое(косвенное) действиеионизирующихизлученийВрезультатеисследованийФрикке,Дейлаидругихисследователейбылоустановлено, чтовосновеповреждающегодействиярадиациинаорганическиемолекулы, вчастностинатакиежизненноважныемолекулы(ЖВМ), какДНК, белки, липидыидр.,могутлежать2 механизма.H2 O1-ймеханизмобусловленповреждениеммолекулыврезультатенепосредственноговзаимодействияизлучениясэтоймолекулой(этомеханизмполучилназвание«прямоедействие»).2-ймеханизмобусловленповреждениеммолекулы, осуществляемымактивнымипродуктами, образовавшимисяизмолекулH2O врезультатеихнепосредственноговзаимодействиясизлучением.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
