Občutljivost celičnega radia. Radijska občutljivost organov in tkiv: opredelitev, metode za spreminjanje radiosenzitivne celične radijske občutljivosti

V aktivnih obnovljivih tkivih (epitelium sklede, kostnega mozga, usnja, itd), kot tudi v hitro rastočih tumorjih in celičnih kulturah, trajanje cikla se giblje od 10 do 48 ur. Obdobja G 1 in S , in najkrajše obdobje - mitoza - se konča v večini primerov v 30 - 60 min.

V nepotrebnih tkivih je večina celic v G1-izvajalcu, katerih trajanje se meri z tedni, včasih meseci in celo leta (na primer v centralnem živčnem sistemu), ki je pred kratkim pripeljal do dodeljevanja druge stopnje - G 0; Celice, ki so na tej stopnji, se obravnavajo zunaj cikla ali počivajo. Takšne celice sestavljajo rezervacijo repopulacije v primeru smrti dela celičnega bazena iz različnih razlogov. Na primer, na primer mehanizem regeneracije posttravmatskega tkiva ali nadaljevanje rasti tumorja po njenem obsevanju.

Mnoge reakcije ray celic se zlahka prenesejo v celico, saj so posledica poškodb na več struktur, katerih izguba je zelo hitro dopolnjena ali pa ostaja neopažena. Takšne prehodne celične reakcije se imenujejo fiziološki ali kumulativni učinki obsevanja. Ti vključujejo različne metabolične motnje, vključno z zaviranjem nukleinske metabolizma ali oksidativne fosforilacije, stiskanja kromosoma itd.

Praviloma se takšne reakcije izrazijo v naslednjem času po obsevanju in sčasoma izginejo. Najbolj univerzalna je časovna zamuda (inhibicija) divizije celic, ki se pogosto imenuje sevanje mitosov. Zmanjšanje števila ločnih celic po obsevanju je bilo opaziti kmalu po odprtju rentgenskih žarkov, ki so služili kot eden od razlogov za uporabo teh žarkov, da bi preprečil rast tumorja. Ta reakcija je trenutno najbolj preučevana v kvantitativnem odnosu na najrazličnejših objektov v vivo in in vitro eksperimenti za veliko število običajnih celic in tkiv, kot tudi za tumorje ljudi in živali.

Sl. III.5. Dinamika reprodukcije celic po obsevanju v različnih odmerkih. A in »Viewer Caviar, B in B« - jajca morskih jež; B in B "- Vddri kvas (po V. I. Corogunnha, 1964): A, A", 1 - ni pripravljenih Zygotes. 2, 3, 4, 5 - obsevana (300 gr) sperme, jajca, spermatozoa in jajca do oploditve, zygote takoj po oploditvi, oziroma: B, B ".1 - UNWERED, 2, 3, 4 - spermatozoa obsevana tik pred Gnojenje (1, 2, 10 GY); B, B ", 1 - UNBOUND. 2, 3 - obsevana 160 n 180 Gy, oziroma

Poskusi so pokazali, da je trajanje zamude pri zamudi odvisno od odmerka ionizirajočega obsevanja in se manifestira v vseh celicah obsevane populacije, ne glede na nadaljnjo usodo ene ali druge celice - bo preživela ali umre. Vendar pa se trajanje tega učinka razlikuje od različnih predmetov, ki je jasno zastopana na sl. III.5, kjer se zmanjšajo in analizirajo rezultati poskusov številnih raziskovalcev. V vseh primerih, po obsevanju, je bila delitev celic kvasovk ustavljena in se je nadaljevala po nekaj časa, drugačne od različnih predmetov, vendar vedno raste z odmerkom obsevanja. V vsakem od predmetov so krivulje prve delitve poškodbe skoraj enake oblike kot krivulje ustreznih kontrolnih (neželenih) celic, in se premaknejo le vzdolž osi abscisa na desni. To je še posebej jasno vidno, ko predstavitev podatkov v koordinatah "odmori-učinek - logaritem časa".

(Izraz "odmori" prihaja iz angleščine. Verjetnostna enota je verjetnostna enota. Izdajanje-analiza je kvantitativna ocena eksperimentalnih podatkov, ki temeljijo na preučevanju odvisnosti od logaritmov odmerkov in pierc, ki ustrezajo opazovanim učinkom. V teh s teh s -Shaperjene koordinate ali, klicane, sigmoidne krivulje se poravnajo.)

Sl. III.6 Premik maksimuma mitotične aktivnosti celic človeških ledvic med obsevanjem v S-obdobju (po I. Skift V, 1969); Puščice, ki kažejo premik vala oddelka na ustrezni odmerek obsevanja, GR.

Številne študije so pokazale, da je za večino preučenih celičnih kultur zamuda divizije ustreza približno 1 ure na 1 gramov, t.j. Približno 0,6 min na HRD. Posledično je ta reakcija na obsevanje enaka v vseh posameznikih homogene populacije, ne le kvalitativno, temveč tudi v velikosti, s povečanjem odmerka, ne delež reagiranja posameznikov povečanje, ampak trajanje zamud razdelitve vsakega obsevanega celica. To je glavna razlika te vrste celičnih učinkov obsevanja iz smrtonosnih lezij, katere analiza bo izvedena spodaj.

Čas zakasnitve delitve celic je odvisen od stopnje celičnega cikla, v katerih celice se nahajajo med obsevanjem; Najdaljša je zanj v primerih, ko so učinki podvrženi celicam v sintezi DNK ali v postsinskem odru, in najkrajšem najkrajšem - pri obsevanju v mitozi, ko je absolutna večina celic, začetna mitoza, nemudoma konča.

Zaradi razlik v času trajanja oddelka, ki je bila opažena na posameznih fazah celičnega cikla, se obnova mitotične aktivnosti med obsevanjem aktivnih proliferirajočih tkiv pojavi valovnaformiranje, saj so ta tkiva asinhrona celična populacija, tj. Sestavljena iz celic na različne stopnje življenjskega cikla.

S sl. III.7 To je razvidno, da je po 4 urah po obsevanju, je divizija celic še vedno močno zatreti, stopnja zatiranja je sorazmerna z odmerkom. Obnova mitotične aktivnosti celice se pojavi, in slika z vsemi uporabljenimi vrstami ionizirajočega sevanja iste vrste.

Kmalu po začetnem padcu se mitotični indeks poveča precej močno, včasih celo doseže začetno raven, nato pa se ponovno zmanjša. To začetno povečanje še ni resnično povečanje števila mitosov. Razlaga tega je dejstvo, da se v vplivu obsevanja nekatere celice odložijo z začetkom delitve, ki se kaže v zmanjšanju mitotičnega indeksa takoj po obsevanju. Verjetno so bile te celice v času izpostavljenosti najbolj občutljive na sevanje (v skladu s tem merilom) interfazne faze. Nato začnejo deliti in hkrati z celicami, ki so bile do obsevanja v manj občutljivi fazi, in so zato vstopile v mitozo ob običajnem času. To tvori kompenzacijski val povečanja mitotičnega indeksa, ki lahko včasih presega začetne kazalnike. S povečanjem odmerka obsevanja in kompenzacijskega vala, in nova vrednost mitotičnega indeksa je še vedno manj v primerjavi z začetkom, ki je posledica zatiranju celičnih sposobnosti do delitve.

Sl. III.7 Dinamika mitotične aktivnosti miših kostnega mozga po splošni izpostavljenosti. Številke na začetku krivulj označujejo odmerke obsevanja

Številni eksperimentalni podatki kažejo na vlogo škode zaradi sevanja jedra (večja od citoplazma) v mehanizmu inhibicije celične delitve; Hkrati je bilo ugotovljeno, da ni povezano s poškodbami kromosomov.

Možno je razmisliti o odlašanju v oddelku kot manifestacija neenacijskega sestavnega dela celičnega odziva na obsevanje (zlasti ker je v odzivu na delovanje številnih zunanjih dejavnikov), ki ima zaščitni in prilagodljiv značaj.

(Ameriški citolog D. Masha v predgovoru monografije, ki je namenjen fiziologiji celične delitve, je pravilno opazil, da "... posploševanja omogočajo zajemanje dokazov o obstoju določenega splošnega načrta (z drugimi besedami, smiselnost pojav), ki nam lahko dobavi naravo. ")

Sodba o zaščitni naravi zamude mitoze temelji na dejstvu, da trajanje zamude odraža ukrep izterjave celic od sevanja, ki ga povzroča sevanje lezij, na primer z uničenjem hipotetičnih toksinov ali nadomestitev metabolitov, potrebnih za delitev. V tem primeru je treba pričakovati, da bo več časa, da se lahko obnovi, najverjetneje, da je uspešno razdeljen in daje uspešnega potomca. Vendar pa so neposredne pripombe pokazale, da je stopnja zamude mitoze enaka tako za umiranje in ohranjanje celic viabilnost. Pomanjkanje komunikacije med zamudo pri delitvi in \u200b\u200bsmrt celice potrjujejo tudi podatki o različni vrednosti regije za te pojave (I. Skift, 1969), in večsmerna sprememba radijske občutljivosti in zamude v delitev faz cikla.

Še vedno ni dovolj podatkov, da bi nedvoumno pripisali zamude pri manifestacijah škode zaradi sevanja več intracelularnih struktur ali ocenjujejo kot zaščitno reakcijo celic na njihovo poškodbo;

Vse zgoraj navedeno se nanaša na časovno zamudo prvega razdelitve razdelitve, ki jo je opazila po obsevanju v določeni, želeni in precej veliki odmerki palete (za večino sesalnih celic v 10 gramih). Še manj preučevali mehanizem zamud pri ponavljajočih se obsevanih ukrepih, zato je razlaga težje.

Opisana reakcija za odlašanje fisije je treba razlikovati od polnega zatiranju mitoze, ki prihaja po izpostavljenosti velikih odmerkov, ko celica nadaljuje življenje, vendar nepovratno izgubi sposobnost razdelitve. Zaradi takega nepopravljivega reakcije na obsevanje se pogosto oblikujejo patološke oblike ogromnih celic, včasih celo vsebujejo več kromosomovskih kompletov zaradi lastniškega, znotraj iste ne-ločene celice (endometritoza).

Med mnogimi manifestacijami sevalnega ukrepanja na ključni dejavnosti celice je najpomembnejša zatiranje delitve. V zvezi s tem, pod celično smrtjo ali smrtonosni učinek obsevanja, v radiobiologiji razumejo izgubo celice zmožnosti, da se razprostira. Nasprotno, tisti, ki so ohranili zmožnost neomejene razmnoževanja, so preživeli celice, t.j., za kloniranje. Tako je tukaj o reproduktivni smrti celic. Reproduktivna oblika inaktivacije sevanja celic je najpogostejša narava, bolje je, da je bolje preučevana z metodami kvantitativne radiobiologije zaradi dejstva, da jo je mogoče opaziti pri gojenju celic zunaj telesa.

Ko je opazil obsevane celice L (miške fibroblastov), \u200b\u200bje bilo ugotovljeno, da se njihova smrt pojavi tako v procesu 1. oddelka post-zemlja in v 2., 3. in 4. mitosakhu. Na sl. 17 Shematsko prikazuje usodo potomcev ene celice, obsevanih v odmerku 2 GR. Njihova smrt (razdrobljenost) je bila opažena šele po 70 in 140 urah po obsevanju izvorne celice, t.j. V skladu s tem, po 2. in 3. diviziji. Po obsevanju v odmerku 4-grama celic linijskih celic je več kot v 80% primerov uspešno zaključilo delitev prve žrtve, vendar je verjetnost delitve odvisnih družb (1. generacije) in "vnuk" (2. generacija) znašala približno 30%; Preostalih 70% celic, ki je začela delitev, je umrla.

Druga vrsta reproduktivne smrti potomcev obsevanih celic je nastanek tako imenovanih velikanskih celic, ki izhajajo iz združitve dveh sosednjih, pogosteje "nege" celic. Takšne celice so sposobne ne več kot 2-3 oddelkov, po katerih umrejo. Velikane celice se lahko pojavijo brez združevanja z dolgo zakasnitvijo pravega oddelka (endometljivost) obsevanih celic ali njihovih potomcev. Takšne celice so tudi nevizualni.

Katere odzive vodijo razkorak in nezasedene celice do smrti? Glavni vzrok smrti reproduktivne celice je strukturna škoda DNK, ki se pojavi pod vplivom obsevanja. Zlasti se odkrijejo, zlasti citološke metode v obliki tako imenovanih kromosomskih prerazporeditev ali kromosomih aberacije. Hkrati se lahko raztrgani kromosomi nepravilno priključijo in zelo pogosto ločeni fragmenti se preprosto izgubijo med divizijo. Pokrivanje kromosomnega prestrukturiranja je zelo raznolika. Upoštevamo le glavne vrste aberacij: kromosomsko razdrobljenost, tvorba kromosomskih mostov, dicentričnih, obročnih kromosomov, videza znotraj in med kromosomskimi izmenjavami itd. Del aberacij, kot so mostovi, mehansko preprečujejo divizijo celic; Pojav izmenjav in acentričnih fragmentov vodi do neenakomernega ločevanja kromosoma in izgube genskega materiala, ki povzročajo celično smrt zaradi pomanjkanja metabolitov, katerih sinteza je kodirana z DNK izgubljenega dela kromosoma.

Sl. III.8. Rezultati opazovanja potomcev celičnih celičnih linij, obsevanih na 5-stopenjski (K. Tpottv, 1969): 1 - Smrt celic. 2 - Združite dve celici z tvorbo ogromne celice

Delež celic s kromosomskimi prilagoditvami se pogosto uporablja kot kvantitativni kazalnik radijske občutljivosti, saj je na eni strani število takih obnova je jasno odvisno od odmerka sevanja, na drugem pa, ki odraža smrtonosni učinek emisij , dobro povezano s preživetjem celic.

Torej, obravnavane vrste radialne inaktivacije celic, ki prihajajo po prvi zmagi mitoze in ki vodi do prenehanja klona, \u200b\u200bse imenuje reproduktivna ali mitotična oblika smrti. Druga oblika sevanja inaktivacije celic je interfazacijska smrt - prihaja pred vnosom celice v mitozo. Z zelo velikimi odmerki obsevanja se to zgodi neposredno "pod žarek" ali kmalu po obsevanju. V območju zmernih odmerkov (do 10 GR) se smrt pojavi v prvih urah po obsevanju in se lahko registrira v obliki različnih degenerativnih sprememb v celici; Najpogosteje pod mikroskopom po 2-6 urah, lahko opazujete celice z ostro piknozo jedra in kromatin fragmentacije. Za vzrejne celice v kulturi tkiv, kot tudi za večino celic somatskih tkiv odraslih živali in ljudi, se interfazacijska smrt zabeleži šele po obsevanju z odmerki na desetine in stotine sive. Z manjšimi odmerki se opazijo reproduktivna oblika smrti, ki je, kot je bilo omenjeno, v večini primerov strukturne kromosomske škode. Kvantitativna metoda za določanje preživetja celic, sesalcev po obsevanju se je prvič razvita leta 1956. T. Pakku in P. Marcus za kulturo Celic Hele. Od takrat je to glavna metoda, ki se uporablja pri kvantitativni radiobiologiji, bo njegova začetna možnost podrobno opisana, nekatere nadaljnje izboljšave pa so opisane. Celice se odstranijo iz sten posode za kulturo z raztopino tripsina ali versana (sl. III.9), pipetirane, preden dobimo suspenzijo strogo posameznih celic in se razpršijo v petrijih, tako da dana količina celic pade v vsako skodelico . Za vsak odmerek obsevanja in nadzora vzemite 5-8 skodelic. Po sejanju skodelice celic obsevane z več odmerki do 10-- 20 gramov in gojijo v termostatu 7-14 dni pred prejemanjem kolonij, ki so vidni na golo oko, ki vsebuje vsaj 50 celic. Zato bi morala obsevana, vendar ohraniti sposobnost preživetja celice in njegovih potomcev, da bi vsaj šest zaporednih oddelkov. Stopnja preživetja celic na vsakem odmerku obsevanja se določi kot razmerje med številom kolonij, ki so se povečali v obsevanih skodelic do števila kolonij, ki so zrasli v krmilu (sl. III.9).

Sl. III.9. Tehnike kloniranja celic za določanje njihovega preživetja po obsevanju (v skladu z metodo T. Pak, R. Marcus): / - V dveh serijah petrijev jede, enako število celic svinje; // Izkušeni pokali obsevani, nadzor - ne; /// Po 10--14 dni, so preživele celice razdeljene in oblikujejo vidne kolonije (kloni)

Krivulja preživetja tumorske krivulje tumorske celice Erliha (Lines EL.D) je prikazana na sl. III.10.

Sl. III.10. Preživetje ELD celic z M-sevanjem ("" CS) v kulturi: točke, ki prikazujejo rezultate posameznih eksperimentov

Trenutno imajo radioologi sposobnost, da količinsko opredelijo radiosenzitivnost mnogih tkiv in tumorjev, ki primerjajo krivulje za preživetje celic po obsevanju (vključno z vivo) v poskusu.

Obstajajo druga merila za radijsko občutljivost, ki so dobro povezane s preživetjem, vendar preden so opisane, je treba prebivati \u200b\u200bna splošno analizo krivulj preživetja.

Krivulje preživetja različnih celic pod delovanjem rentgenske žarke, gama ali kakršnega koli drugega redko ionizirajočega sevanja so podobne tistim, ki so prikazane na sl. III.10.

Sl. III.11. Claps Survival krivulje (krivulje odmerka - učinek) pod delovanjem tesno ionizirajočega sevanja. A - linearne koordinate; B - Pol-svetlobne koordinate: Potočna črta je pokazala 37-odstotno preživetje

Sl. III 12 Glavni parametri krivulje preživetja (glejte besedilo v besedilu)

V sistemu pol-litrskih koordinat (odmerek obsevanja se nahaja na lestvici abscisa v nelinearni lestvici, preživetje na osi osi v logaritmični) krivulji je sestavljeno iz tako imenovanega ramenskega in linearnega dela, ki se običajno začne po odmerkih 3-5 gr.

Da bi poenostavili naknadno utemeljitev, je treba opozoriti, da ko so celice obsevane z gostih ionizirajočih delcev, krivulje njihovega preživetja nimajo ramena in v pol-litrskih koordinatah so na celotni dolžini (sl. III.11) .

Ta odvisnost je dobro opisana z enačbo tipa

kjer je n število preživelih celic iz skupnega števila, d kakršen koli odmerek obsevanja, d 0 - odmerek, na katerem se delež živih celic zmanjša v primerjavi z začetno: n / n 0 \u003d e -1 \u003d 1/271 \u003d 0,367. Tako pri odmerku obsevanja, enaka D 0, preživi ~ 37%, in ~ 63% celic umre.

Vrednost D 0 služi kot merilo občutljivosti na celične radijske in je odvisna od krivulje preživetja kot odmerek, na katerem se ~ 37% celic iz začetnega zneska preživi. Včasih se imenuje D 37, ki, v primeru eksponentnih krivulj, enako, vendar za krivulje, ki imajo ramo, vrednosti D 0 in D 37, različna (sl. III.10).

Grafični predstavitev podatkov (glej sliko III.8 - III.10) določa, da je ideja o obstoju nekega "kritičnega odmerka", na kateri naj vsi celice domnevno umrejo, saj ekstrapolacijo krivulje preživetja V polklopni meri vodi do križišča z osi abscisa. Dejansko, s povečanjem odmerka obsevanja, delež preživelih celic (ali verjetnosti preživetja) samo asimptotično ponavadi na nič.

Zamisel o kritičnem odmerku pa ni prikrajšana za pomen: ko je tkivo obsevano, kjer so celice v tesnem stiku med seboj, tisti, ki so doživeli obsevanje, umrejo zaradi avtolize in izstopa iz encimov sosednje celice. Obstaja razlog, da verjamejo, da zmanjšanje deleža preživelih celic na U -6 - Y -7 (hkrati, 1 cm 3 ostaja od 100 do 1000 živih celic) vodi do popolne smrti vseh celic pod Ukrepanje drugih (neobveznih) procesov in ustreznega odmerka obsevanja se lahko šteje za kritično. Za celice, ki niso v stiku drug z drugim, na primer, v ascitski tekočini levkemijevih celic, se zamisel o kritičnem odmerku ne uporablja.

Krivulje, ki imajo ramo (glej sliko III.8, III.10), razen vrednosti D 0, ki določa naklon njenega linearnega dela, je značilna tudi tako imenovana ekstrapolacijska številka str. Določena je na mestu križišča ordinate z ekstrapolirano ravne črte krivulje preživetja. Tukaj je vrednost D 0 definirana kot prirastka (prirast) odmerka, ki zmanjšuje stopnjo preživetja v rectilinearnem delu krivulje preživetja.

Merilo sposobnosti celic za popravilo je vrednost ramen, ki jo ocenjuje kvazi-tlačni odmerek d q. Meri se z dolžino dolžine ravne črte, vzporedna osi abscisa, ki se izvede na ravni 100-odstotnega preživetja od osi vdolbine do križišča z ekstrapoliranim območjem krivulje preživetja (glej sliko III .10).

Smrt celic imajo posebno funkcijo, ki jih razlikuje od prehodnih celičnih učinkov, obravnavanih zgoraj.

Ta funkcija je, da se s povečanjem odmerka sevanja poveča ne le (in ne celo toliko) stopnjo lezije vseh obsevanih celic, kot je primer, na primer, glede na zamude divizije, koliko deleža prizadetih, tj. mrtvih, celic. Z drugimi besedami, na eni strani, tudi z najmanjšimi odmerki, se lahko ekstremski učinek zabeleži - celična smrt (seveda, z majhno verjetnostjo), na drugi strani in pri zelo velikih odmerkih (spet z majhno verjetnostjo ), se lahko ohranijo ločene izvedljive celice.

Ena od pogosto uporabljenih kvantitativnih metod za ocenjevanje smrtnih poškodb proliferirajočih celic je izračun števila celic z aberations kromosomov.

Po podatkih analize metafaze (tabela III.1) obstaja popolna paralelnost pri spreminjanju preživetja celic in frakcije bezabranskih celic med obsevanjem celične kulture, sinhronizirane v določenih interfaznih obdobjih, kot tudi za zaščito ali pogoji za preobčutljivost. Iz tabele. III.1 Vidno je razvidno, da je pri odmerkih obsevanja, ki se razlikujejo celo 9-krat, vendar povzročajo enako zatiranje sposobnosti preživetja celic, je delež disgrace celic enak.

Iz tabele. III.1 prav tako sledi, da je delež celic brez kromosomalnih aberacij nekoliko manjši od deleža preživelih celic, ki bi lahko oblikovali kolonije. To je mogoče razložiti z dejstvom, da nekatere aberacije povzročajo smrt samo enega od potomcev obsevane celice, kar povzroča nastanek okvarjenih krstičkov. Opazila je tesno korespondenco smrtnih krivulj in zmanjšanje števila celic aberacijskih kromosomov, med računovodstvom aberacij pa ni v metafazi, ampak v anapiji (glejte tudi sl. III.11).

Tabela III.1. Korelacija med aberacijami kromosomov in preživetja kitajskih celic hrčka pod različnimi pogoji obsevanja

Sl. III.11. Preživetje (A) in delci celic brez aberacijskih kromosomov (B) Pri obsevanju kulture kitajskih celic hrčka: 1 - G-NZlutium 137 CS, 2 - Protonu 200 MeV

Na sl. III.11 V nasprotju s podatki, predstavljenimi v tabeli. III.1, število celic brez aberacij je nekoliko več kot število preživelih celic. To je določeno z dejstvom, da metoda Anafaze ne razkriva vseh aberacij (po nekaterih podatkih, dvakrat manjša od metafaze), na primer, ker fragmenti uživajo divergentne kromosome v anafazah "kape", kjer jih ni mogoče zaznati. Toda v tem primeru obstaja korespondenca značaja krivulj, in enako zmanjšanje sevalnega učinka med prehodom iz M-sevanja na protone visokih energij, zaznanih v skladu z obemi merili, označuje tudi povezavo aberacijskih kromosomov s celično smrtjo. Odsotnost popolne korespondence med preživetje celic in pojavom aberacije (v mnogih delih, 20-30% neskladnosti med stopnjo umrlih in aberrantskih celic) ne zmanjšuje vloge kromosome aberacije kot primernega kvantitativnega merila celične radijske občutljivosti .

Pri analizi vzrokov škode smrtonosne sevanja, lahko celica, najprej, da razmisli o relativni radijski občutljivosti obeh glavnih komponent - jeder in citoplazme.

Trdimo lahko, da so rezultati absolutne večine številnih študij dali zelo prepričljivo dokazov o neprimerljivo večji radiosenzitivnosti jedra in odločilno vlogo njegovega poraza v izidu sežiganja zajema. Ker se mora zdaj srečati z nasprotniki tega vidika, bodo podane najbolj prepričljive primere dokazov o njeni pravosodju. Korelacija, obravnavana zgoraj, med frakcijo celic s kromosomskimi aberacijami in smrtonosni učinek priča v korist določanja vloge jedrskega materiala pri izidu poškodb sevanja celice. Vendar pa to dejstvo sama po sebi ne more biti nedvoumno razlagati kot posledica večjega jedra radijske občutljivosti, saj se lahko domneva, da se lahko poškodbe kromosomov pojavi zaradi posredovanih citoplazmatskih vplivov.

Sl. III.12. Shema eksperimentov B. L. Astaurova (glej besedilo v besedilu)

Neposredna dokazila o večji radiosenzitivnosti jedra v primerjavi s citoplazmo je bila pridobljena kasneje in druge raziskovalce v poskusih s ciljanjem osrednjega obsevanja pri objektih, v celicah, od katerih je strogo popravljena. Izkazalo se je, da na primer, da sesanje žuželk (kolesarja) oplojenega jajčeca (Rider) povzroči smrt zarodka, ki je v primeru obsevanja citoplazmenih jajc registriran šele po prehodu 15 milijonov B-delcev.

Eksperimenti, v katerih je bilo s pomočjo mikrokopterjev protonov (90% delcev, so bili na polju s premerom 5 mikronov), je bilo dokazano, da se strukturne poškodbe kromosomov v celicah pojavijo že po izpostavljenosti do 15-- 20 protonov, medtem ko, ko se ne odkrijejo različna območja citoplazma z več sto tisoč delcev njegovega vpliva.

Zgornji primeri jasno kažejo bistveno večjo radiosenzitivnost jedra v primerjavi s citoplazmo, vendar ne zavračajo vloge slednjega v sevanju jedrskih aparatov. Poleg tega obstaja kar nekaj eksperimentalnih podatkov o odvisnosti od manifestacije in velikosti jedrskih motenj glede stopnje obsevanja citoplazme, ki je posledica kompleksa in doslej slabo preučevanih jedrskih-citoplazmičnih odnosov. Pomembno je, da se lahko za različne predmete, delež neposredne poškodbe na jedro in posredne učinke, zelo razlikuje, kar odraža značilnosti življenja celotnih celic in delovanja njihovih glavnih organelov.

Torej, povzeti trenutno stanje tega vprašanja, je treba potrditi s pravilnostjo vidika odločilne vloge škode jedra kot temeljnega vzroka sevanja celice in njegove neprimerljivo večja v primerjavi s citoplazma radijske občutljivosti . Vendar pa je vloga citoplazme nedvomno vlogo citoplazme, ki ni identificirana iz različnih predmetov in je odvisna od njihovega funkcionalnega stanja in zunanjih pogojev.

Katere vsiljivske strukture so odgovorni za sposobnost preživetja celice? Seveda, dogodki in lezije, ki nastanejo in določijo odmerki do 10 gramov, ki so pomembni za smrt sesalcev, ker načeloma ni nobenih struktur, ki jih obseva ne vpliva: vse je odvisno od uporabljenega odmerka.

Celica vsebuje več ducat DNA molekul, ki imajo zelo veliko dolžino. (Sesalci na računu celice 3 · 10 9 - 6 · 10 9 parov nukleotidov, skupna dolžina DNA molekul je od 1 do 2 m.). DNA je nenehno povezana z beljakovinami, ki sodelujejo pri ohranjanju strukture interfaznih kromatin, ki tvorijo kromosome in prenos genetskih informacij.

Obsevanje povzroča različne poškodbe DNK in njegovih kompleksov. Ti vključujejo vrzeli molekule DNK, tvorba alkalnih labilnih vezi, izgubo baz in spremembe v njihovi sestavi, spremembe nukleotidnih sekvenc, premreže z DNK - DNA in DNA beljakovin, motnje v kompleksih DNA z drugimi molekulami.

Posamezne vrzeli se razlikujejo, ko je razmerje med posameznimi atomskimi skupinami lomljeno v eni od dvoslojnih molekul DNA in dvakrat, ko se vrzel pojavi takoj v bližnjih odsekih dveh verig, ki vodi v razpadanje molekule. Z vsakim odmorom, se krši branje informacij iz molekule DNA in prostorska struktura kromatina.

Posamezne vrzeli ne vodijo do okvar molekule DNK, saj je raztrgana nit trdno drži na mestu z vodikom, hidrofobnimi in drugimi vrstami interakcij z nasprotno nit DNA in, poleg tega pa je struktura precej dobro obnovljena z a Zmogljiv sistem odškodnine. Mnogi avtorji torej mislijo, da same posamezne vrzeli (če ne gredo v dvojno), niso vzrok za celično smrt.

Pri odmerkih do 20 gramov so dvojni odmori posledica hkratne poškodbe na obeh niti DNA. Poleg povečanja odmerka obsevanja, poleg tega je verjetnost prehoda posameznih prekinitev v dvojno, saj povečuje možnost, da se neodvisne vrzeli v nasprotnih verigah pojavijo drug proti drugemu, pod delovanjem sevanja z majhno gostoto ionizacije ( G- in rentgenski žarki, hitri elektroni) 20--100 Enotne vrzeli povzročajo eno dvojno.

Tesno, ionizirajoče sevanje povzroča veliko večje število dvojnih vrzeli. Takšne vrste poškodb makromolekul se lahko registrirajo takoj po obsevanju v obliki kromosomov aberacije.

Izračuni kažejo, da so v odmerku 1 GR v vsaki človeški celici, 5000 baz DNA molekul poškodovane, 1000 enojnih in 10 - 100 dvojnih odmora, vsak od njih lahko povzroči aberacijo.

Na podlagi teh predstavništev je lahko preživetje celic v mnogih primerih opisano z uporabo tako imenovanega linearnega kvadratnega vzorčnega modela in linhauts. Izdelava modela, avtorji so izhajali iz dejstva, da ko so celice obsevane s smrtjo, se dvojna DNA prelomi, ki se pojavijo bodisi zaradi enega zapisanega odmora DNK z enim ionizirajočim delcem ali kot posledica naključja dveh neodvisno nastalih posameznih odmorov dopolnilnih spiral, nasproti drug drugega.

Po tem modelu je preživetje celic S izraženo s formulo

kjer je D absorbiran odmerek, in B in B - parametri, ki označujejo verjetnost indukcije in popravila DNA prelomov v obsevanih celicah. (Ta model omogoča, da v mnogih primerih natančneje približajo eksperimentalnim podatkom o preživetju celic, ne pa s formulo s parametri D 0 in N. Vendar pa vizualnost slednjega in udobje njihove ocene določa širšo uporabo parametrov D 0 in n kot B in c.)

Poleg nastajanja odmora v obsevani DNK je kršena struktura baze, najprej timina, ki povečuje število genskih mutacij. Opozoriti je treba na oblikovanje udarcev med DNA in beljakovino nukleoproteinskega kompleksa.

Metode, ki so bile razvite na dan, omogočajo odkrivanje sevalnih motenj v strukturi interfaznih kromatin že, če je radikalno obsevana z odmerkom več sivega. Tako je viskoznost interfaznih kromatin v timuznih celicah zmanjšuje po obsevanju v odmerku 1-2 gramov, in pri odmerku 1 GR, je treba opozoriti zmanjšanje sinteze RNA, ki ga povzročajo motnje deoksiribonukleproteinskega kompleksa.

V zadnjih letih je bil kompleks DNA-membranskega membrana intenzivno raziskan - kompleksne strukturne tvorbe na področju pridružitve DNA niti z jedrsko membrano, ki je poleg DNK sestavljena iz beljakovin in lipidov (sl. III.13). Po mnenju M. Elkind in soavtorjev (1972) se lahko razpadanje kompleksa in razgradnja DNA molekul popravi po obsevanju kitajskih celic hrčka v odmerku le 2 GR.

Poleg strukturnih motenj DNK v obsevani celici, je kršitev uredbe, predvsem izdajanje informacij iz DNK na citoplazmo, kot tudi kršitev delovanja številnih znotrajceličnih membranov. To se kaže v vlogi neobčutljivih organelov, pa tudi kompleksne medsebojno opredelitve učinkov jedra in citoplazme.

Mnogi kompleksni procesi presnove celic nadaljujejo na membranah, saj slednji omogočajo želeno prostorsko ločevanje reagiranja molekul. Ni presenetljivo, da so ti biokemični procesi, za katere je potrebna prostorska organizacija sodelujočih skupin encimov, občutljiva na radio. Zmanjšanje energetske izmenjave celic, ki jo je povzročila lezija Mitohondrije, v nekaterih primerih, je mogoče opazovati po obsevanju v odmerkih več grehov. Poleg tega lahko oslabljene membrane povzročijo ionsko ravnovesje celice zaradi poravnave kalijevih in natrijevih koncentracij (v normi celice, ki se črpajo v kalij in izpuste na natrijevem okolju), kar je prav tako negativno vpliva na tečaj. presnovnih procesov.

Sl. III.13. Glavne vrste poškodb strukturnega sevanja:

1 - enodejni (posamezni) odmori v molekuli DNA, 2 - pograd (dvojna) DNA odmori, 3 - DNA komunikacijska motnja z beljakovino, 4 - Poškodbe DNA strukture membranskega kompleksa, 5 - uničenje jedrske energije Membrana, 6 - Poškodbe membrane Murcondess

Nazadnje, pomembna posledica obsevanja je sprememba epigenoma (brez jedrskega materiala) celične dednosti, ki je prevoznik, katerega različni citoplazmatski organe. Hkrati se zmanjša funkcionalna aktivnost potomcev obsevanih celic, ki je lahko sestavljena iz enega od razlogov za daljinsko obsevanje. Vendar pa je glavni vzrok reproduktivne oblike celične smrti med obsevanjem poškodbe njegovega genetskega aparata.

Veliko sevalnih poškodb so povolile. Tukaj se ta pojav obravnava na celični ravni. Pojav izterjave po delitvi je posledica dejstva, da se ob obsevanih celicah med drugim obstajajo tudi takšna škoda, ki običajno vodi celico do smrti, vendar se pod določenimi pogoji lahko odpravijo z encimskimi sistemi odškodnin. Takšna škoda je narejena za klicanje. Njihova nadaljnja usoda po nastanku dvojic: bodisi so knjigo, nato pa celica preživi ali izvedena, nato pa umre. Izraz možna škoda je zgolj formalni, fenomenološki koncept, saj ne določa nobene posebne molekularne poškodbe, zato se lahko uporabi za vse vrste sevalnih lezij. Glede na reproduktivno smrt celic je bila najbolj raziskana dve vrsti potencialne škode - podtret in potencialno smrtonosni, ki se razlikujejo po metodi njihovega odkrivanja.

Osnovna škoda odkriva frakcionirana metoda obsevanja in potencialno smrtonosna - s spreminjanjem preživetja celic pod vplivom spreminjanja pogojev, v katerih so v prvih urah po obsevanju. Na primer, možno je, da se del dvojnih prekinitev DNA, ki se oblikujejo med obsevanjem celic v prenaznem obdobju, obnovi v času preostalega časa pred replikacijo DNA, in tiste, ki jih celica ni imela, da "zdravi" do Sinteza DNK postane usodna in povzročajo njeno smrt, ki tvori kromosome aberacije. Očitno je, da se lahko poveča učinkovitost odškodnine, t.j. delež preživelih celic, če je umetno podaljšano obdobje G 1.

Vpliv pogojev gojenja žrtev na naslednjo usodo celic kaže številni avtorji v različnih objektih in v različnih letih. F. Sherman in mesto Chase leta 1949 sta odkrili povečanje preživetja obsevanega kvasa, če jih postavimo na prehranski medij, ne takoj po obsevanju, vendar brez časa v blažilnici. Samo leta 1959. V. I. Korogodina je v jasno dobavljenem poskusu sposoben reproducirati istega pojava in kar je najpomembneje, da ga pravilno pojasni z dokazovanjem resničnosti obstoja pravega predelave, ki je bil registriran kot odprtje. Ustrezni poskusi so tako elegantni v njihovi preprostosti in prepričljivosti, ki lahko služijo kot primer eksperimentalnih veščin. Po G-obsevanju kvasa se je sev Measy-139-in v odmerku 1,2 kgr celične suspenzije razvezan 1: 10.000 in razdeljen na dva dela. Iz enega proizvedenega sejanja na hranilni medij v petriju, takoj po obsevanju in ocenjenem stopnji preživetja, štetje kolonij po 96 urah inkubacije pri temperaturi 30? S. Druga polovica suspenzije je bila hraniti po obsevanju 48 ur v lačnem mediju pri istem temperaturi in nato razpršena v skodelicah. Izkazalo se je, da je v prvem primeru preživel le 0,2% obsevanih celic, v drugem - preživetje pa za skoraj 40%, v vseh raziskanih vzorcih. Rezultati teh poskusov, katerega shema je prikazana na sl. III.14, se lahko šteje za neposredne dokaze o resničnosti prizadetega okrevanja celic kvasovk, zmožnosti, ki "notranje neločljivo" obsevanih celic, in ni odvisna od prisotnosti v populaciji nektaktično prizadetih posameznikov.

Sl. III.14. Shema izkušenj V. I. Koroganna, ki dokazuje resničnost obstoja razdelitvenega okrevanja celic kvasovk

Učinek pogojev gojenja celic sesalcev za njihovo naknadno usodo dokazuje S. N. Alexandrov (1959) o celicah raka dojk, ki se gojijo v različnih temperaturnih razmerah, kasneje pa I. Parkhomenko (1963), ki je obsevalne celice dal v fosfatni pufer ali inhibirajo sintezo beljakovin.

V vseh teh primerih govorimo o dolgi (v nekaj urah) nastajajočih procesov - počasno okrevanje. Z njimi v celici se pojavi druga vrsta potencialno smrti škode, ki se v nekaj minutah po obsevanju izvajajo v smrtonosu. Kot so prikazani eksperimenti, U. Devi (1972), izvajanje te vrste lezij v celicah kitajskega hrčka se pojavi v normalni presnovi; Zmanjšanje temperature medija do 20 ° C med ali takoj po obsevanju, se procesi izvajanja upočasnijo, vendar ne vpliva na hkratno zmanjšanje reakcij hkrati, zaradi katere poškodbe celice se zmanjšuje.

Leta 1981, A. V. Glazunov in Yu. G. Kapulsevich v kvasu najdemo in hitro okrevanje. Izkazalo se je, da je stopnja preživetja diploidnega kvasa, ko jih sejajo po obsevanju na hranilni material, ki vsebuje 8 ali 10% NACL, odvisna od temperature med obsevanjem: zmanjšanje temperature od 20 do 3 - 0 ° C vodi do pomembnega zmanjšanje preživetja. Spustite se celice, ki so obsevane pri 0 ° C, v vodi pri 28 ° C po 30--40 min pripelje do hitrega povečanja preživetja.

Učinek hitrega izterjave sposobnosti preživetja ni mogoče zaznati, obsevanja celic pri sobni temperaturi ali da jih označite na standardni hranilni medij, saj v teh pogojih je obnovitev čas za dokončanje. Ta vrsta izterjave vbrizgavanja v kvasu omogoča velik prispevek k evidentirani stopnji preživetja teh celic pod standardnimi pogoji (ko so obsevane celice na standardnem hranilni vrednosti), v nasprotju s počasnim rekuperacijo udarca.

Sl. III.15. Hitro (1) in počasi (2) obnovitev sposobnosti preživetja diploidnih kvasovk Saccharomyces cerevisiae po G-obsevanju v odmerku 40 GR

Na primer na sl. III.15 Prikazuje stopnjo preživetja kvasa na soli (10% NACL) (krivulja 1) in standardne (krivulje 2) hranilne medije, odvisno od časa vzdrževanja celic v vodi pri 28? C. V prvih 30--40 min je hitro povečanje preživetja celic na solnem mediju do konstantne vrednosti, ki se shrani v naslednjih do dveh urah, kar ustreza zaključku predelave hitrega vpliva; Nadaljnje povečanje preživetja je posledica počasnega predelave, ki se konča po 40 - 50 urah. Pri živih obsevanih celicah na standardni hranilni medij (brez NACI) je mogoče opaziti le počasno izterjavo sposobnosti preživetja.

Hitro izterjavo smo opazili ob obsevanju G-obsevanja in po obsevanju 238 PU B-delcev. Upoštevana vrsta okrevanja, pa tudi počasi, je odsotna v haploidni kvas, s katerim avtorji povečujejo povečano radiosenzitivnost haploid kvas v primerjavi z diploidom.

Dajanje velikega znanstvenega in temeljnega pomena za obravnavani pojav popravljanja potencialno smrtonosne škode na celicah kvasovk, kjer je toliko izrazito, je treba upoštevati, da prispevek te vrste popravila povečanje preživetja celic sesalcev je nenosenljiv manjši. In vitro eksperimenti, je bilo dokazano, da se preživetje številnih vrst celic sesalcev zaradi okrevanja od potencialno smrti škode lahko poveča za največ 2-3 krat (odvisno od odmerka).

Trenutno se metode kvantitativne ocene popravljanja potencialno poškodbe smrti neposredno v vivo še niso razvile, vendar prepričljive podatke o resničnosti tega procesa in v telesu se pridobijo v posrednih poskusih. Na mnogih digestih tumorjih eksperimentalnih živali se je pokazalo, da je preživetje tumorskih celic, ocenjeno in vitro odvisno od časa njihovega prebivališča po obsevanju in vivo tumorjev samih. Na primer, preživetje celic ascita ali trdnega erliškega tumorja med sejanjem celic ni takoj, in po 2 urah po obsevanju v odmerku 10 gramov poveča dvakrat, in pri sejanju celic nekaterih fibrosarks 6 ur Po obsevanju se poveča na 2-5-krat. Povečanje preživetja, opaženega v teh poskusih, se pojavi zaradi popravila dela potencialno smrti škode, ki kaže na obstoj podobnega postopka in v telesu, katerega kvantitativni izraz se zdi, da se razlikuje od različnih tkiv.

Okrevanje celic kitajskega hrčka iz sublutalne poškodbe je popolnoma prestavljeno v 2 - 3 ure. V drugih celicah je ta interval lahko nekoliko velik; Na primer, v celicah kostnega mozga, je 5 - 6 ur.

Narava krivulj preživetja celic pri frakcioniranem vplivu.

Sl. III.16. Obnova rame na krivulji preživetja celic limfoma miši med ponovnim obsevanjem (na J. Tolmachu, 1970): 1 - Enotno obsevanje, 2 - Ponovno sevanje 4 ure po prvem

Na sl. III.16 Predstavljeni so rezultati ustreznih poskusov, kar kaže, da ko celice, ki nalagajo vitalnost po prvem obsevanju, oblika njihove krivulje preživetja (2) ponavlja ustrezno krivuljo med posameznim obsevanjem (1). Ponovno se pojavi na njem (katerih velikost ni drugačna pri popolnem okrevanju od prvega obsevanja), in nagib (i.e. d 0) se ne spremeni. Podobno se vrednosti teh parametrov ne spreminjajo in z večkratnimi obsevanjem, ki se preveri na različnih celicah v tkivni kulturi.

Z drugimi besedami, radijasnost celic, ki preživijo po obsevanju, se ne razlikujejo od nadzora, saj stopnja njihovega okrevanja (v skladu s tem merilom) se med ponavljajočimi se izpostavljenostmi ne zmanjša.

Učinkovitost okrevanja (EV) iz sublutalne škode je ocenjena z vrednostjo tako imenovanega faktorja za zmanjšanje - razmerje med stopnjo preživetja celic s frakcioniranim obsevanjem do preživetja v enkratnem obsevanju ali z vrednostjo odmerka dvojnega (D 2) in enkratna (D 1) obsevanje, ki je potrebno za doseganje istega učinka (EV \u003d D 2 - D 1). V primeru drobljenja odmerka na n frakcije, je formula: EV \u003d (D 2 - D 1) (N-1). Obseg faktorja izterjave je odvisen od lastne intenzivnosti zmanjšanja in na hitrosti prehoda celice na bolj občutljive faze cikla, ti postopki pa so nasprotni, da vplivajo na radiosenzitivnost celic v času 2. obsevanja.

Faktor popravil je odvisen tudi od odmerka obsevanja, tako iz prvega in spremljanja. Če odmerek ni dovolj visok in ne presega meja D Q, se značilne zmogljivosti celice ne morejo popolnoma razkriti, faktor popravila pa je majhen.

Sposobnost obnovitve med frakcioniranim obsevanjem je dobro povezana z vrednostjo ramen, zato takih parametrov krivulje preživetja, kot N in zlasti D Q, vam omogočajo, da napovedujemo stopnjo poškodbe različnih tkiv med ponavljajočim se izpostavljenosti, ki se uporablja v praksi. Odsotnost ramen na krivulji preživetja, kot je primer, na primer, ko je izpostavljen tesnim ionizirajočim sevanjem ali z uporabo nekaterih modificiranih sredstev, kaže na inhibicijo procesov odškodnine ali nastajanja neobsaščene škode.

Najbolj preučevana odškodnina strukturne poškodbe DNK, ki pripisuje veliko vlogo pri celični smrti. Poškodbe DNK, kot so posamezne in pobojene vrzeli, se lahko količinsko opredelijo ob različnih časih po izpostavljenosti posebnih metod, na primer z uporabo DNA sedimentacije v gradientu za gostoto saharoze po mehki celični lizi.

Glavne vrste odškodnine.

S s časom se razlike v izvajanju ekcentrirajo, postkolična in popprativna odškodnina.

Adviatalic Rebaracije (na podvajanje DNA podvajanje) se lahko pojavi z združitvijo odmora, kot tudi z odstranitvijo (izmise) poškodovane baze. Nekaj \u200b\u200bencimov sodeluje pri ponovni združitvi posameznih vrzeli. V najpreprostejšem primeru se lahko vrzeli ponovno združijo z ligazo. V drugih situacijah je potreben popoln encimski sistem odškodnin, ki obsega posebne endonucleases, exunucleases, DNA polimeraza, DNA ligase, kot tudi pomožnih encimov, ki pripravljajo pripravo koncev DNK za končno dejanje odškodnine - ligase združitev.

Raziskave, ki se izvajajo na bakterijski DNK, se razkrijejo tri vrste odškodninskih odškodnin z enim počitkom - ultrafast, hitro in počasno. SuperFpost se zaključi za 1-2 min in je opremljen z eno ligazo DNA. Hitra odškodnina, izvedena z uporabo DNA polimeraze 1 Reunites 90% odmora, ki ostanejo po UltraFast Reparation. Čas združitve polovice vrzeli je odvisen od temperature od 1 do 10 minut. Počasna odškodnina se konča za 40-60 min, ponovno združevanje približno dva odmora za vsako verigo DNA, ki ostane po težkih in hitrih odškodninah.

Pojav odškodnine dvodimenzionalnih vrzeli v DNK je bil prvič odkrit v mikrococcus radiodurens, v zadnjih letih pa je prikazan na sesalskih celicah. V celicah HELA se pojavi popolno zmanjšanje molekulske mase DNK v 2,5 urah inkubacije popravilnosti. Mehanizem te vrste popravila je nejasen, učinek izterjave dvojnega odmora že dolgo časa ni uspel, čeprav je v zadnjih letih prikazan v številnih laboratorijih.

Skupaj z odmori DNK po obsevanju se pojavi več osnovnih poškodb, slednji pa odpravijo sistem vzrejenega odškodnine, ki poteka skozi reparativno sintezo, ki je večstopenjski proces vrst odhoda - zamenjavo. Na začetku se škoda prepozna s posebnim g. Endonuklease, po kateri se pojavi (zarez) poškodovanega dela v bližini spremenjene podlage, nato pa se pojavi razgradnja poškodovanega vezja z zajemanjem sosednjih nedotaknjenih nukleotidov in končno, Popovratna sinteza v območju za oblikovanje napak s sodelovanjem DNA Polymeraze 1 in PolynukleotideliDabiliGaze dopolnilni del intaktne DNA verige kot matrika (predloga).

Poškodba po likerju je postulirana na podlagi dejstva, da nekatere celice sesalcev preživijo z velikim odmerkom sevanja, kljub zmanjšanju zmožnosti odstranitve pirimidin dimera. Mehanizem te vrste popravila ni natančno preučen, obstajajo različne različice sinteze DNK na poškodovani matrici.

Replikativna odškodnina je obnovo DNK v procesu njegove replikacije. Ta vrsta popravila se odstrani med poškodbami podvajanja na območju rastne točke verige ali stalne škode za podaljšanje.

Do danes, kljub znatnemu napredku pri preučevanju problema popravila, je veliko vprašanj v zvezi z molekularnimi mehanizmi tega procesa in njena vloga v prizadetem preživetju celic ostaja nerešena. Rezultati ustreznih poskusov kažejo, na primer, da povezava izterjave sposobnosti preživetja celic s popravilom posameznih DNK prekinitve ni brezpogojna. Po eni strani se slednja konča pol ure, tj hitreje od same celice, in po drugi strani pa se v zelo velikih odmerkih opazijo popolne odmori odmora, ki sestavljajo desetine sive, ko so samo posamezne celice preživel. Ni strogih podatkov, ki "popravljena" DNA ima popolnoma iste lastnosti kot izvirnik. (Prav tako se to nanaša tudi na izterjavo celic, ki jih je registriralo njihovo preživetje, ker je funkcionalna aktivnost takšnih preživelih celic neznana, in še bolj tako usoda njihovih potomcev do dolgoročnih rokov.)

Kot je bilo že prikazano, je odškodnina škode DNK proces presnovnega; Izvajajo ga encimi, ki so trajno prisotni v celici, tako v normalni presnovi kot v reakciji obnovitve iz različnih (ne samo sevalnih) škode. Ti močni sistemi odškodnine očitno odpravijo večji delež poškodb sevanja DNK.

Ker je odškodnina za poškodbe proces encimskega, njegove intenzivnosti in posledično usoda obsevane celice odvisna od skupne ravni presnove celic.

Energija je potrebna za delovanje encimov odškodnine. Če je nastanek ATF zatreti, na primer, natrijev fluorid, se stopnja obnovitve zmanjša. Z rahlim zmanjšanjem celotne metabolične stopnje, na primer, zmanjšanje temperature na sobno temperaturo, učinkovitost okrevanja se ne spremeni. Ko se temperatura zmanjšuje na 20 ° C, se opazi časovna zamuda pri obnovi nekaterih celic. Intenzivnost okrevanja se znatno zmanjša pri 8? C in pri 2 - 5 ° C - suspendiramo.

Podobni dokumenti

Učinek sevanja na celice živega organizma. Radiosenzitivnost jedra, ki rešuje vlogo škode pri izidu obsevanja celice (eksperimentalni dokazi). Sprememba neobičajnosti. Načinov za zaščito molekul iz neposredne škode.

povzetek, dodan 05/21/2012


Preučevanje procesa mitoze kot posredne divizije celic in skupno metodo razmnoževanja evkariontskih celic, njenega biološkega pomena. Meiosis kot zmanjšanje celic. InterpS, dokazana, metafaza, anaterska in mateza in mitoza.

predstavitev, dodana 02/21/2013


Celični cikel kot obdobje obstoja celic iz trenutka njegove tvorbe z delitvijo materne celice na lastno delitev ali smrt. Načela in metode njegove uredbe. Stopnje in biološki pomen mitoze, meioze, utemeljitev teh procesov.

predstavitev, dodana 07.12.2014


Značilnosti življenjskega cikla celic, značilnosti obdobja njegovega obstoja od delitve do naslednje delitve ali smrti. Stopnje mitoze, njihovega trajanja, bistva in vloge amitoze. Biološki pomen maizo, njegovih glavnih stopenj in sort.

predavanje, dodano 07/27/2013


Vrste poškodb celice. Stopnje škode kronične celice. Vrste celične smrti. Nekroze in apoptoza. Patogeneza poškodb celičnih membran. Visoko specializirane celice z visoko stopnjo znotrajcelične regeneracije. Pogoji vezivnega tkiva.

predstavitev, dodana 03.11.2013


Koncepti vrednotenja radijske občutljivosti. Merilo kvantitativne ocene radijske občutljivosti biološkega predmeta. Radijska občutljivost tkiv na sevalne reakcije. Mehanizem hipoksične zaščite. Spremembe preživetja pod delovanjem radijske zaščite.

predstavitev, dodana 16.04.2015


Metode študija celic: Microsplication, Cytoophotometrija, Fluorescentna in ultravijolična mikroskopija. Metode delitve celic, njihovo podobnost in razlike. Funkcije bioloških membran, difuzije (pasivne in lahke) in aktivni prevoz molekul.

izpit, dodan 01.06.2010


Struktura in funkcija lupine kletke. Kemična sestava celice. Vsebnost kemičnih elementov. Biologija tumorske celice. Kloniranje živalskih celic. In je bil tam dolly? Kloniranje je ključ do večne mladine? Gojenje rastlinskih celic.

povzetek, dodan 01/16/2005


Jedro evkariontske celice. Celice, ki imajo več kot dva sklopa kromosomov. Proces divizije Eucariot. Kombinirane pare homolognih kromosomov. Ontogeneze rastlinskih kletk. Proces odklopnih celic zaradi uničenja mediane plošče.

povzetek, dodan 01/28/2011


Analiza značilnosti ontogeneze rastlinske celice. Pojav in kopičenje razlik med celicami, ki so nastali kot posledica delitve. Embrionalna faza ontogeneze, raztezanje faz, diferenciacija celic, zrelost. Staranja in smrt celice.

Razlogi in mehanizmi, ki določajo naravno radiozivnost bioloških predmetov, niso v celoti razkrite, vendar so bili številni vidiki dobro preučevani. Na primer, dejavniki, ki vplivajo na radijsko odpornost rastlin v skladu z razvrstitvijo Grodzinsky D.M., so razdeljeni na 3 skupine. Prva skupina vključuje dejavnike, ki jih povzroča fitogeneza vrst, ki jih ni mogoče spremeniti: anatomska struktura rastlin, velikost semen, prostornina celičnih jeder in kromosomov, število kromosomov in sejem. Druga skupina vključuje dejavnike, ki označujejo funkcionalno stanje posameznih celičnih konstrukcij in fiziološkega stanja genoma: faza ontogeneze, vsebnost sulfhidril skupin (SH-skupine), prisotnost antioksidantov in makroehers, sposobnost, da trpijo okrevanje oslabitve. Tretja skupina dejavnikov predstavljajo dejavnike zunanjega okolja, kot so vremenske in podnebne razmere ter pogoji mineralne prehrane rastlin. Radiobiološki učinki rastlin in živali imajo številne podobne reakcije, kot so prisotnost kritičnih (najbolj radikalnih občutljivih) celic, tkiv in organov, enake vrste kromosomskih aberacij, izguba nadzora nad metabolijo, oblikovanje somatskih in genetskih mutacij, Transformacija celic, rakotvorna sevanje (tumorji ORGANS).

Odzivi živih organizmov na jedrsko sevanje so zelo raznoliki in določeni s parametri sevanja in značilnosti telesa. Odnos organizma do ionizirajočega sevanja je značilen po radijski občutljivosti in radijski upor (radijska odpornost). Ta dva izraza sta medsebojno povezana in z različnih strani odražajo isti pojav - če ima telo visoko radiosenzitivnost, je značilna nizka radijska odpornost, in obratno.

Radijska občutljivost - sposobnost telesa, da se odzove na nizke odmerke sevanja, ki se manifestirajo z nefatnimi radiomiološkimi učinki v telesu. Radijska odpornost - sposobnost telesa, da prenese visoko stopnjo obsevanja (smrtonosne in pol-litrske odmerke). Manjši odmerek, ki povzročajo radioboološke učinke, ki niso nahajajo, višja je radiosenzitivnost telesa. Večji odmerek, ki povzroča smrt telesa, višja njegova radijska odpornost.

Naslednja merila se uporabljajo za označevanje radijanosti rastlin: laboratorijska in poljska kalitev, dolžina korenin v sadikah, višina rastlin, število oblikovanih organov, cvetov in semen, masa rastlin, znesek in masa semen na eni rastlini, preživetje rastlin, kot tudi donos kromosomalnih aberacij v meta - in anafase.

Radijska občutljivost ocenjuje smrtne in pol dolarjeve doze. Usotni odmerek - LD 100 (ali LD 100/30) je minimalni odmerek sevanja, ki povzroča smrt 100% obsevanih organizmov v 30 dneh. V skladu s tem se določi s pol-litrskim odmerkom LD 50 (ali LD 50/30) - najmanjšim odmerkom sevanja, ki povzroči smrt 50% obsevanih organizmov v 30 dneh. LD 50 Vrednosti v naravi se precej bistveno razlikujejo tudi znotraj ene vrste.

Najvišja radiosenzitivnost med rastlinami imajo plastične družinske rastline. Najbolj radijsko odporne rastline spadajo v križno hladnejšo družino (tabela 2).

Tabela 2.

Radijska občutljivost semen nekaterih višjih rastlin

Trenutno obstajajo informacije o radijski občutljivosti več kot 2.000 rastlin, ki pripadajo različnim družinam, porodom in vrstam. Vendar pa se radijska občutljivost ocenjuje v semenu - faze ontogeneze rastline, v kateri je v stanju globokega prisilnega miru in ima zato visoko odpornost na ionizirajoče sevanje in vse škodljive dejavnike.

V kalivosti semen, njihova radiosenzitivnost povečuje 15-20-krat, ker kalivost spremlja divizija aktivnih celic, in delilne celice so bolj občutljive na obsevanje kot celice, ki so v mirovanju. Poleg tega je predpogoj za kalitev semena prisotnost vode. Visoka obalo objektov med obsevanjem prispeva k veliko večjemu sproščanju prostih radikalov (N o in IT), ki izboljšuje poraz sevanja.

V svetu nižjih rastlin in organizmov imajo mikroorganizme, gobe in lišaji najvišjo radijsko odpornost. Nekatere vrste mikroorganizmov prenesejo obsevanje v odmerkih 10 4 - 10 5 gramov. Med lesnimi rastlinami so manj radikalno iglavci. Po černobilni nesreči v gozdovih iglavcev na 30-kilometrskem območju iz jedrskih elektrarn je opazil širok spekter morfoloških anomalij vegetativnih in generativnih organov, pogostost videza in resnost, ki je odvisna od odmerka obsevanja.

V določenem območju odmerka (5-20 g) imajo jedrske sevanja spodbudni učinek. Vsebnost radia je bila najdena v vseh bioloških predmetih, začenši z enoceličnim in koncem z rastlinami in živalmi. Prvič je bil učinek stimulacije sevanja pridobljen na rastlinah leta 1898. Izpostavljenost semen povzroči aktiviranje številnih izmenjalnih procesov: sinteza nukleinskih kislin, beljakovin, hormonov se poveča, se aktivnost nekaterih encimov poveča, prepustnost membranov se spremeni, poveča napajanje hranilnih snovi v rastlinah itd. Eden od najpomembnejših mehanizmov splošnega spodbujevalnega delovanja sevanja je oblikovanje nespecifičnih snovi iz kinoidne narave, ki je a.m. Bratranec je dal ime na ime. Hinons se oblikujejo iz polifenolov zaradi sevalnih-kemijskih reakcij oksidacije in aktiviranja polifenoloksidaze. Kadar se v rastlinskem objektu pojavijo v rastlinskih objektih v rastlinskih objektih in imajo zatiralski učinek na njihov razvoj. Pri nizkih koncentracijah (10 -7 -10 -8 m) te snovi delujejo kot stimulansi. Penetracijo v jedro celic, so povezani s histostom in s tem odstranite nonspecifično blokado genoma s temi beljakovinami, t.j. Prikrivanje (aktivacija) določene skupine genov se pojavi. Okrepljena sinteza informacij RNA, beljakovine, encimi, fitogirs, ki se začnejo. To pa bistveno zmanjšuje faze celičnega cikla v zgodnjih fazah razvoja. Spodbudljiv učinek obsevanja se odkrije le, če je seme obsevano, ampak tudi, ko obsevane gomolje, čebulice, potaknjenci, rizomi, brki. Povečana raven sprožilcev Effectors povzroča nastanek (prevedena v aktivno stanje) genoma, ne samo v celice zgornje točke rasti, temveč tudi v stranskih ledvicah, ki vodi do intenzivne rasti in povečanje števila stranskih poganjkov. Tako je tvorba nespecifičnih efektivnih efektivnih efektov iz kinoidne narave eden najpomembnejših mehanizmov za splošni spodbudni učinek sevanja. Izpostavljenost semen različnih kultur pri stimulativnih odmerkih pred setvijo vodi do povečanja žetve za 10-25% in izboljša svojo kakovost, tj. Za povečanje beljakovin, sladkorja, škroba, vitaminov, aminokislin in drugih snovi, ki so nastale v rastlinah različnih vrst v procesu evolucije. Stimulacija krompirja se pojavi, ko je tuber obsevan v odmerkih 0,5-5,0 gr v 2-6 dneh pred pristankom, medtem ko se donos poveča za 18-25%, vsebnost škroba pa se poveča za 15%. Gama-obsevanje potaknjencev ali trtače trte povečuje donos polnopravnih cepljenj za 11-34%. Hkrati pa obstaja intenzivna delitev celic v cambialnem sloju na mestu zajemanja vezi s svincem, ki prispeva k hitrejšemu pihanju tkiva svinca s potovanjem. Izpostavljenost lahko odstrani nezdružljivost vezi z vodstvom. Stimulacija gama se uporablja pri izkrivljanju zelenih pridelkov, da pospeši razvoj in cvetenje bulbutnih in cvetličnih rastlin ter v redkih in zdravilnih rastlinah.

Razporejanje živali je bilo preučenih manj kot rastlin. Po številnih znanstvenikih se mehanizem spodbujanja delovanja majhnih odmerkov ionizirajočega sevanja na živalski organizem na molekularni biološki ravni ne more bistveno razlikovati od mehanizma delovanja na rastlinah. Intenzivnost presnovnih procesov, pospeševanja razvoja, rasti in povečanja proizvodnje živali se izvaja z aktiviranjem steroidnih hormonov, ki nadzorujejo te procese. V eksperimentalnih pogojih se radio preučuje na miših in podganah. Električni amulacijski učinek se kaže pri dvig plodnosti dvakrat, pri pospeševanju rasti in telesne mase. Radio preučujemo v perutninskem kmetijstvu, živinoreji, gojenju prašičev in gibanju živali. Med obsevanjem jajc, piščancev in piščancev je bil zaznan širok radijski impulmentalni učinek. Ko so piščančja jajca obsevana z odmerkom 0,03-0,05 razred v inkubatorju v inkubatorju 0,03-0.05, se je povečala intenzivnost rasti in razvoja zarodkov, se je povečala, ocikalnost, preživetje piščancev se je povečalo in se dvigne povečano. Spodbujevalni učinek je bil razkrite med obsevanjem piščancev piščancev (z odmerkom 0,25 GY in 0,5 gg, masa piščancev se je povečala za 12-15%) in kokoši kokoši (proizvodnja jajc v odmerku 0,5 gramov povečala za 10- 18%). Mehanizem spodbudnega ukrepanja na kokoši jajca in produktivnosti mesa je povezan s pojavom sprožilnih učinkov (gonadolines), ki vplivajo na hipofizo in spodbujanje proizvodnje steroidnih genitalnih hormonov, ki pospešuje rast in razvoj. Obsevanje jagnjet podobnih ovc v eni-, dve in trimesečni starosti z majhnimi odmerki je privedlo do povečanja žive teže, preživetja, nastroja, pljuč in dolžin volne. Pri obsevanju dnevnih pujskov so bili odmerki 0,1-0,25 gramov opazili povečanje telesne mase za 10-15% v prvih treh mesecih življenja. Izpostavljenost enakih odmerkov minkov in črnih in rjavih lisic so povečali stopnjo preživetja potomcev, odpornost na njegove bolezni, izboljšala kakovost krzna in dolžine kož. Zato je predlog izbor številnih organizmov.

Trenutno se ionizirajoče sevanje pogosto uporablja za pridobivanje mutantnih rastlin. Pod vplivom ionizirajočega sevanja, kromosomskega in gena (govorica) mutacije nastanejo. Kromosomske mutacije povzročajo usodni rezultat. Genske mutacije so vir mutantnih oblik tako koristnih in škodljivih rastlin. Znano je, da je celotna kombinacija lastnosti, ki so značilna za določene biološke vrste, programirana v DNK v obliki dosledne izmenjave nukleotidov, tj. v obliki genetske kode. DNNA obsevanje povzroča oksidacijo pirimidina in razpadanja purinske baze. V procesu znižanja na poškodovano matriko je možen napačna odškodnina, t.j. Zamenjava purinske baze s pirimidinom in obratno, ki vodi do kršitve genetske kode in pojav genskih mutacij. Donos mutacij s povečanjem povečanja odmerka, hkrati pa se rastlinska sterilnost poveča, rast in formacijski procesi za oblikovanje so zatreti. Uporablja se odmerki, v katerih je sposobnost rastlin ohranjena, da oblikuje polnopravne reproduktivne organe. Ekonomsko koristna mutanta, ki združujejo visoko produktivnost z drugimi znaki, se praviloma zelo redko. Izvajanje-dragocena mutantna oblika rastlin se izolira z dobavo hranilnih snovi, moči, odpornosti na bolezni, odporne na lonewhat, večjo produktivnost in druge funkcije. Mutantne oblike se uporabljajo kot darovalca uporabne funkcije v izboru rastlin. V svetovni praksi vzreje, največje število sort s sodelovanjem sevalnih mutantov je bilo pridobljeno na ječmen (68), riž (64), pšenico (31), arašidov (14) in fižol (10).

Sesalci so največji interes za živalski svet. Znano je, da imajo sesalci (ljudje in živali) največjo občutljivost na obsevanje v primerjavi s pticami, ribami, dvoživki itd. (Tabela 3). Razlogi za drugačno radijsko občutljivost organizmov so še vedno neznani. Vendar pa je splošni trend naslednji: od zarodka do polovične dvoočisle države radiosenzitivnost organizma in njenih organov postopoma zmanjšuje, v srednji starosti se stabilizira in zmanjšuje starost.

Razlika v radijski občutljivosti se kaže tudi v organih, ki sestavljajo telo kot celoto. Celice istega organa imajo neenako radiosenzitivnost in sposobnost regeneracije po poškodbi sevanja. Po radijski občutljivosti se lahko vsi organi in tkiva razdelijo v tri skupine.

Tabela 3.

Radijska občutljivost živih organizmov

Prva, najbolj občutljiva na sevalno skupino, vključuje kostni mozeg, spolne žleze, vranica, limfoidne tkanine. Stekle celice teh tkiv so popolnoma umrle na sevalnem odmerku 10 GR. Morfološko zabeležene spremembe se pojavljajo med sevanjem z odmerkom 0,25 gr.

Druga, bolj odporna na sevalno skupino vključuje prebavni trakt, jetra, dihalne organe, ločevalne organe, organe vida, mišično tkivo. Celice teh tkiv se vzdržijo odmerka sevanja do 40 GR.

Tretja skupina vključuje nervozno tkivo, pokrov kože, hrustanca in kostnega tkiva, ki se vzdržuje odmerka sevanja do 80 - 100 gramov.

Najbolj radikalni občutljivi organi in sistemi se imenujejo kritični. S svojim porazom je smrt telesa v določenih časih po obsevanju povezana. Kritične organske celice imajo kratek življenjski cikel in visoke stopnje posodobitve (na desetine in sto tisoč celic umrejo v eni minuti in znova). Hematopoetski sistem in gastrointestinalni trakt imata večjo hitrost posodobitve. Osrednji živčni sistem je sestavljen iz visoko diferenciranih celic, ki se po smrtem ne obnovijo.

Krvne organe vključujejo kostni mozeg, limfna tkanina, vranica, železnica vilic (timus). Kršitev procesov oblikovanja krvi v teh organih se pojavlja zelo zgodaj - neposredno med vplivom na sevanju, nadaljnji razvoj in manifestacija motenj pa je faza, ki je povezana z različno celično radijsko občutljivostjo in s postopki predelave v celicah.

Najbolj občutljiv organ je kostni mozeg, s splošnim obsevanjem, prvič je presenečen. Z zunanjim obsevanjem živali, odmerki LD 50/30 in nad mitozo celic preneha, se degenerativne oblike nekaterih vrst celic pojavijo, količina rdečih krvnih celic se zmanjšuje v krvi. Zgodnje spremembe kostnega mozga z zunanjo izpostavljenostjo vključujejo tudi zmanjšanje nezrele oblike rdečega in belega dela, trombocitov in povečanje granulocitov. Ugotovljeno je bilo, da ima kostni mozeg dovolj veliko sposobnosti za regeneracijo (tj. Za obnovitev), ki se pojavi med srednješolskimi odmerki po 4-7 dneh, do konca 4. teden pa vzorec kostnega mozga ali strukturo krvi postane blizu normalnemu. S smrtjo, in super-dolarjev odmerkov sevanja, je normalna vsebnost celic obnovljena in aplazija kostnega mozga se pojavi.

Nadzorni učinek na limfonsko tkivo vodi do zgodnjega uničenja limfoblastov in limfocitov v tkivu in limfocitih v periferni krvi. Pol-litrski in smrtni odmerki obsevanja povzročajo kršitve strukture tkanine, različne spremembe limfnih vozlišč in drugih limfoidnih formacij.

Izpostavljenost odmerkulenskega odmerka za izbiro vodi do prenehanja mitoze in smrti dela limfocitov. Zaradi uničenja mobilnih elementov se organ zmanjša v velikosti in mase.

Celice vilic žleze - timocite (limfocite) - skoraj vse med prvim dnevom umirajo. Obnovitev celic do začetne ravni se pojavi zaradi posameznih in nepoškodovanih celic.

Značilen odziv telesa za vpliv sevanja je sprememba števila levkocitov: v prvih minutah in uro opazimo rahlo zmanjšanje; po 6-8 urah - povečanje 10-15% začetne ravni; Po 24 urah - oster upad od začetne ravni. Stopnja in faza sprememb v številu levkocitov je neposredno odvisna od odmerka, kot tudi na vrsto živali. Čas obnovitve števila levkocitov do norme je 2-3 mesece.

Obsevanje živali s polovičnimi odmerki vodi v spremembo števila eritrocitov. Prvi dan se število celic in vsebnost hemoglobina v krvi povečuje za 10-15%, nato pa se vsebina zmanjša za 2-3 in več kot norma na 15-20. dan. Vzporedno s kvantitativnimi motnjami se pojavijo morfološke in biokemične motnje: povečanje velikosti celic, pickennosis jedra in vakuizoliranje citoplazma, in tvorijo tudi diokside celice in celice aromalnih oblik. Eritrociti so obnovljeni v običajni znesek za 2-5 mesecev.

Po radijski občutljivosti, trombociti zasedajo vmesni položaj med levkociti in eritrociti. Sevanje odmerka LD 50 vodi do močnega zmanjšanja števila trombocitov na prvem dnevu. Celice se pojavijo z različnimi anomalijami: Duidny, z nesorazmernimi velikostmi jedra in citoplazme. V telesu se takšni procesi kršijo kot absorpcija protrombina, koagulacije krvi, plazemske ponovne in druge. Obnovitev trombocitov opazuje 35-45 dni po obsevanju.

Najbolj radikalne občutljive krvne celice so limfociti. Registrirano znižanje vsebnosti limfocitov je označeno, ko je radikalno obsevana z odmerkom 0,6 GR. Po sevanju odmerka LD 50/30 se največji upad opazi po 1-3 dneh. V tem obdobju so značilne morfološke spremembe celic, kršitev razmerja majhnih oblik, videz duidskih celic, utosnosti in vakuolacije jedra in protoplazme, sprememba dejavnosti encimov. Faza sprememb, značilnih za levkocite, je odsotna v limfocitih.

Skupaj s pomembnimi spremembami v strukturi krvi in \u200b\u200bhematopoetskih organov so opazne strukturne spremembe v stenah krvnih žil, zlasti kapilar. To spremljajo različne krvavitve (pikčaste in razlite) in krvavitve (zunanje in notranje).

Vsi prebavni organi kažejo funkcionalne in morfo-logične reakcije na obsevanje. Glede na stopnjo radijske občutljivosti se razdelijo na naslednji način: občutljivo črevesje, žleze slinavke, želodec, ravna in debelo črevo, trebušne slinavke, jetra. Največja občutljivost na lezalnem epiteliju in epiteliju vil. Obsevanje vodi do prenehanja delitve in odpravo celic, na prednostno nalogo villi celic in grobnice, ki jo spremlja sproščanje krvnega plazme v črevesje, in prav tako vodi do zmanjšanja pregradne imunske funkcije črevesja Stena, zaradi katere je črevesna mikroflora vstopi v telo in povzroča toksikozo in bacteremijo. Rauchery poraz se manifestira skozi slabost, bruhanje, drisko. Veliki odmerki vpliva na sevanje zatirajo izločanje želodčnih žlez, ki vodi v morfološke spremembe - krvavitve, katarje, razjede, brazgotine stenoze, fistulas. Funkcionalno stanje gastrointestinalnega trakta se normalizira v različnih časih, ki sega do več mesecev.

Galf žleze sesalcev se odzivajo na obsevanje načeloma istega tipa. Razlika glavnih vrst je vrednost škodljivega odmerka, ki je tesno povezana z občutljivostjo vrst. V skladu z delovanjem sevanja do spolnih žlez, je generacijska funkcija bolj poškodovana in njihova hormonska aktivnost je manj kršena. Stopnja post-menjave sprememb v kalkrogu je odvisna predvsem od odmerka in metode obsevanja. Semented spolne celice se nahajajo v naslednjem padajočem vrstnem redu: Spermogonia, spermocite, spermi, zrele sperme. Histološki pregled razkriva številne krmo na parenhima žleze, v lumnih semenskih tubulih - kopičenje nekrotičnih celic, enojne spremenjene sperme in spermocite. Spermatogeneza se obnovi zaradi preživelega spermogonija v nekaj mesecih, hkrati pa obstaja veliko število okvarjenih spermijev, in na parenhimi semennika - razvoj sklerotskih procesov. Pri mladih nepopolnih živalih so semena in jajčniki bolj občutljivi na obsevanje kot polovico. Glede na stopnjo zmanjševanja radiosenzitivnosti celičnih delovanja jajčnikov se nahajajo v naslednjem vrstnem redu: OOCYTES II Naročite v zrelih foliklov, oocite I, zrele jajca, epitelium sekundarnih in primarnih foliklov, rumeno telo, premaz Epitelium. Poškodbe sevanja na jajčnikih je enako pri vseh živalih: najbolj radarske občutljive celice so prvotno poškodovane in umrejo, uničenje epitelium je uničenje, vlaknasta rast vezivnega tkiva jajčnikov, kršitev genitalnih ciklov, hormonskih odstopanj. Obnova funkcij jajčnikov je zelo počasna. Radiosenzitivnost sesalcev oocitov je določena z morfologijo faze Diplotena, t.j. Konfiguracija kromosomov v jedru. Oocite z razpršeno ureditvijo kromosomov so bolj radikalne občutljive (oocite miši, hrčkov) kot oocite s kompaktno lokacijo (pes oocite, ljudi).

Tako zunanje obsevanje rastlin in sesalcev vodi do oblikovanja različnih sevalnih učinkov.

Celice imajo drugačno strukturo in opravljajo različne funkcije (na primer, živčne, mišice, kosti itd.). Razumeti mehanizmeOpredelitev naravnega radijska občutljivost Organ (brez katerega je nemogoče pravilno oceniti učinke obsevanja ljudi), je treba dosledno upoštevati celične in tkivne vidike. radijska občutljivost, as. celica - Osnovna biološka enota v katerem se učinek energije absorbira med obsevanjemkasneje vodi do razvoja sevanja. Med številnimi manifestacijami celičenosti celice je najbolj občutljiva na ionizirajoče sevanje, njena sposobnost deliti. Pod celično smrtjo (ali smrtonosni učinek) razumejo izgubo celice sposobnosti, da se razprostirajo, in celice, ki so ohranile sposobnost neomejenega reprodukcije, se štejejo za preživele.

Odvisno od povezave smrtonosnega učinka Fission proces razlikuje dve glavni obliki smrtjo sevalnih celic: interfaza (pred delitvijo celic ali brez njega) in reprodukcije (po prvem ali več naknadnih ciklih delitve). Za večino celic, vključno s celicami mnogih sesalcev, je značilna reproduktivna oblika smrtjo sevanja, katerih glavni vzrok je strukturna poškodba kromosomov, ki nastanejo med obsevanjem. Najdemo se s pomočjo citogenetskih raziskovalnih metod na različnih fazah mitoze (pogosteje v anafazi ali metafazi) v obliki tako imenovanih kromosomskih prerazporeditev ali aberacij. Smrt takih aberrantalnih celic ali njihovih potomcev se pojavi zaradi neenakomerne ločevanja ali delne izgube vitalnega genskega materiala zaradi nepravilne povezave raztrganega kromosoma ali ločevanja njihovih fragmentov. Določitev frakcije celic s kromosomske aberacije se pogosto uporablja kot zanesljiv kvantitativni kazalnik radijske občutljivosti, ker Po eni strani je število takih poškodovanih celic jasno odvisno od odmerka ionizirajočega sevanja, na drugi strani pa odraža njegovo smrt.

Skupine celic tvorijo tkiva, iz katerih organov in sistemov (prebavni, živčni, obtočni sistemi, klavnična žleza, itd.).

Tkanina ni le količina celic, je že sistem, ki ima svoje funkcije. Ima svoj sistem samoregulacije in je bilo ugotovljeno, da so celice tkanine, ki so aktivno razdeljene, bolj dovzetne za sevanje. Zato so mišice, možgani, vezivno tkivo v odraslih organizmih dovolj odporne na sevanje. Celice iste kostnega mozga, zarodne celice, celice črevesne sluznice so najbolj ranljive. Ker je največja delitev celic v rastočem telesu, je vpliv sevanja na otroško telo še posebej nevaren. Učinek obsevanja na plod lahko privede do rojstva nezmotljivega potomca, najbolj nevarno obdobje - 8-15. teden nosečnosti, ko pride do zaznamka organov prihodnje osebe.

V odraslemu organizmu je najbolj ranljiv rdeči kostni mozeg, ki proizvaja krvne celice, ki sami ne delijo in hitro "obrabijo". Zato telo potrebuje stalno nadgradnjo. Leukocite (bele krvne zgodbe), ki jih proizvaja rdeči kostni mozeg) opravljajo funkcijo zaščite telesa pred povzročitelji povzročiteljev nalezljivih bolezni (imunska obramba). Kot posledica kršitve zorenja celic kostnega mozga se vsebnost levkocitov v krvi močno zmanjša, kar vodi do zmanjšanja odpornosti telesa na različne okužbe. Celice spolnih žlez so zelo občutljive, da če za celoten organizem kot celoto z enim enotnim obsevanjem, se koeficient tveganja sprejme na enoto, nato pa za spolne žleze (jajčniki, semennik) je 0,25, in za rdečo Kostni mozeg - 0,12. Jajčniki odraslih žensk vsebujejo veliko število verodostojnih jajc, ki se nahajajo na različnih stopnjah razvoja. Zato lahko obsevanje, ki vodi do dejanske ali reproduktivne smrti jajc, povzroči vztrajno neplodnost. Sevanje moških z odmerkom 2,5 GY povzroča sterilnost za dve ali tri leta, in po obsevanju z odmerkom 4-6 gramov, se pojavi stalna sterilnost. Ženska velika občutljivost sevanja imajo tudi mlečne žleze (koeficient tveganja v enkratnem enotnem obsevanju je 0,15).

V prebavnem prebavnem sistemu z enim samim enotnim obsevanjem je najbolj radikalna občutljiva jetra, nato pa pojdite v padajočem vrstnem redu radijske občutljivosti trebušne slinavke, črevesja, želodca, požiralnika, žleze slik, jezik, ustno votlino. Celice lasnih mešičkov imajo tudi relativno visoko radiosenzitivnost. Po obsevanju z odmerkom 3-4 gramov se lasje začenjajo deževati in padejo v 1-3 tednih. Potem se lahko rast las nadaljuje. Vendar, ko je obsevana odmerka približno 7 gramov, se pojavi popolna izpadanje las.

Opozoriti je treba, da pomemben del radionuklidov v notranjosti organizma z vdihanim zrakom, hrano in vodo. Hkrati pa so največji odmerki notranjega obsevanja pridobljeni organi dihal in prebavo, pa tudi tiste organe, v katerih se nabirajo radionuklide, ki so se zbrali v telesu.

Na primer, ščitnice so zelo specifičene in počasi razdeljene. Koeficient tveganja sevanja za ščitnico z enim samim enotnim zunanjim obsevanjem je majhen - 0,03. Vendar pa pri vstopu v telo radiodinotopov joda se kopičijo v ščitnici v neomejeni količini, ki močno poveča učinkovit ekvivalentni odmerek obsevanja tega organa. Ščitniška žleza je eden od organov endokrinega sistema - najpomembnejši regulativni sistem telesa. Pri vdihavanju delcev, ki vsebujejo radionuklide, je njihova površina odlaganja v dihalnem traktu in pljuča, čas odbitka v depozicijskih območjih in trajanje prebivališča na poti odstranjevanja določajo učinkovit odmerek tkiva. Topni radionuklidi so v krvi in \u200b\u200bse širijo po vsej telesu. Večina vrst celic, ki sestavljajo strukturo pljuč, je relativno odporna na kratko obsevanje, kljub temu, svetloba kot organ z drobnim konstrukcijo, je značilna pomembna radijska interakcija na ravni tkiva. Absorpcija radionuklidov v prebavnem traktu je odvisna od nastanka njih v sestavo različnih spojin. Na primer, absorpcija iz gastrointestinalnega trakta ekološko vezanega plutonija je 25-krat več kot sesanje plutonijevega nitrata. Hkrati pa 90% vnesenega plutonija nabira v okostju, ki vodi do znatnega notranjega sevanja rdečega kostnega mozga.

Ko je izpostavljen različnim odmerkom sevanja, se lahko opazijo naslednji učinki sevanja:
somatsko (brezkastično). To so neposredne telesne poškodbe telesa, ki se pojavljajo kmalu po izpostavljenosti obsevanju; Somatsko-stohastični učinki. To so posledice, ki se odkrijejo v velikih skupinah ljudi v bolj oddaljenih obdobjih po obsevanju;
Genetski učinki. Manifestirajo se v obliki kromosomskih aberacij, dominantnih genskih mutacij.

Večina radialnih lezij se pojavi po dolgem času po akutnem enem ali kroničnem obsevanju. So tako imenovani učinki na daljavo, v nasprotju z neposrednimi učinki, ki vključujejo akutno sevalno bolezen in kompleks simptomov. Ti daljinski učinki so odvisni od odmerka; S povečanjem odmerka, breme lezije raste. Poleg teh učinkov se lahko pojavita dve več vrst v oddaljenem obdobju, ki se imenujemo stohastični (tj. Verjetnostne, nesreče): somatski (telesni) učinki - maligni tumorji in genetski učinki - prirojene grdote in podedovane motnje. Na podlagi obeh navedenih vrst stohastičnih učinkov, mutacija, ki jo generirajo sevanje in druge motnje v celičnih strukturah dednosti: v prvem primeru (somatske bolezni) - rak - v ne-obdelave somatskih celic različnih organov in tkiv, v Drugi (v genitalnih celicah in semennikov) - genetske spremembe.

Vzorci poškodb celostnega organizma določajo dva dejavnika:

1) radijska občutljivost tkiv, organov in sistemov, ki so bistvenega pomena za preživetje telesa;

2) Velikost absorbiranega odmerka obsevanja in njegove distribucije v prostoru in času.

Posamezno in v kombinaciji drug z drugim, ti dejavniki določajo prednostna vrsta reakcij sevanja (Lokalno ali splošno) posebni in čas manifestacije (takoj po obsevanju, kmalu po obsevanju ali dolgo časa) in njihovo pomen za telo.

Upoštevati je treba, da se pri premikanju iz izolirane celice na tkanino, vsi pojavi so zapleteni organu in organizmu. Ego je zato, ker niso vse celice prizadele enako, tkivni učinek pa ni enak količini celičnih učinkov: tkivo in še bolj tako organe in sisteme ne morejo obravnavati kot preprosto celično celico. Biti tkivo, celice so v veliki meri odvisne in med seboj, in iz okolja. Mitotična dejavnost, stopnja diferenciacije, ravni in značilnosti presnove, kot tudi drugi fiziološki parametri posameznih celic niso ravnodušni zaradi svojih neposrednih "sosedov" in zato za celotno prebivalstvo kot celoto. Znana je, na primer, da se na primer celjenje ran nastane zaradi časa pospeševanja razmnoževanja preostalih celic, ki zagotavljajo rast tkiva in zamenjavo izgube tkanine, ki jo povzroča poškodba, po katerem je vrsta celične delitve normalizirana.

Poleg tega drugi dejavniki: stopnja oskrbe s krvjo, vrednost obsevanega obsega itd. Tako se radiopensity tkiva ne more obravnavati le s stališča njegovih celic, ne da bi upoštevali morphousiološke dejavnike. Na primer, eritroblastov spremenijo svojo radijsko občutljivost, odvisno od lokacije njihove lokacije v telesu - v vranici ali kostnem mozgu. Vse to otežuje oceno radijske občutljivosti tkiv, organov in celotnega telesa, vendar ne zavrne načelne in vodilne vrednosti citokinetičnih parametrov, ki določajo vrsto in resnost reakcij sevanja na vseh ravneh biološke organizacije.

Najbolj značilen primer sevalne lezije organizma živali in človeka - akutno sevalno bolezenpo enotnem skupnem zunanjem obsevanju. V tem primeru so vsi sistemi, organi, tkiva in celice v istem odmerku istočasno izpostavljeni sevalnim učinkom. Najboljše razumevanje osnovnih manifestacij škode zaradi sevanja telesa je mogoče doseči s primerjavo z absorpcijskim odmerkom v "kritičnih organih".

V skladu s kritičnimi organi se razumejo vitalni organi ali sistemi, prvi pa v študijski paleti obsevalnih odmerkov, ki povzroča smrt telesa v določenih časih po obsevanju.

V to smer, med obsegom absorbiranega odmerka v telesu in povprečno pričakovano življenjsko dobo, je stroga odvisnostglede na razlike v radijski občutljivosti posameznih vitalnih (kritičnih) sistemov.

S skupno obsevanjem telesa, eden od sindromov, povezanih s kritičnimi sistemi, lahko prevlada, odvisno od enakovrednega absorbiranega odmerka: 1) kostni mozeg (hematopoetski), 2) gastrointestinalni, 3) cerebral. Razvijajo se zaradi nepopravljive lezije ustreznih kritičnih sistemov telesa - sistema krvnih tvorb, prebavnega trakta ali centralnega živčnega sistema.

Sindrom kostnega mozga (hematopoetski) sindrom je povezan z poškodbami iz matičnih celic rdečega kostnega mozga. To je usodno za telo. Zrele krvne celice niso razdeljene, označene s specializiranimi funkcijami, hitro izrabljejo, zato jih je treba nenehno nadomestiti z novimi. Poškodba kostnega mozga vodi do padca števila različnih vrst celic v krvi. Zmanjšanje števila perifernih krvnih celic povzroča simptome pred smrt telesa: zmanjšanje količine krvi, krvavitve, okužbe. Zmanjšanje števila eritrocitov (rdeče krvne celice) in ustrezno zmanjšanje hemoglobina v krvi vodi do anemije (anemija). Zmanjšanje števila trombocitov, vključenih v proces koagulacije krvi, vodi do krvavitve, ki povečuje anemijo. Zmanjšanje števila levkocitov (belih krvnih celic) vodi do zmanjšanja odpornosti telesa na različne bolezni.

Gastrointestinalni sindrom je povezan s poškodbami na mobilnem sloju, oblogam notranje stene tankega črevesa, ki vodi do penetracije v telo okužbe iz črevesja zaradi črevesne flore in pojava nalezljivih bolezni. Notranja, sesalna površina črevesja ima villus, ki je namenjen črevemunemu lumenu. Na dnu teh valov obstajajo hitre celice. Kršitev postopka posodabljanja teh celic in vodi do gastrointestinalnega sindroma, katerih znaki so bolečine v prebavnem traktu, izguba apetita, slabost, bruhanje, driska, ulceracija sluznice ust in zea, letargija, \\ t inertnosti. Vse to se dogaja ob ozadju sindroma kostnega mozga.

Cerebralni sindrom je povezan s kršitvami centralnega živčnega sistema. V osrednjem živčnem sistemu, v nasprotju s kostnim mozeljem in črevesjem, je celica precej odporna na učinke sevanja, saj zrelega živčnega tkiva je sestavljena iz visoko specializiranih celic, ki se ne zamenjajo med življenjem. Učinki sevanja sevanja vodi do funkcionalnih motenj na ravni tkiva. Znaki možganske sindroma - glavoboli, polni brezbrižnosti do celotnega okolica, kršitev zavesti (možna izguba), konvulzije. Ti simptomi so povezani z poškodbami možganov.

Stanje stabilnega dinamičnega ravnovesja vsake celične populacije v živem organizmu, ki je potrebno za normalno življenje, se vzdržuje s sistemi mobilnega posodabljanja; Vsaka izguba celic (zaradi njihove smrti ali migracije) v sistemu je kvantitativno dopolnjena s pojavom novih celic, ki zagotavljajo nespremenljivost funkcije. Celice vsakega tipa imajo lastno trajanje lastnosti življenjskega cikla in se zato razlikujejo v tempu posodobitev.

V to smer, organizem odraslih je nenehno v stanju strogo uravnotežene celiceki se dogaja nenehno v številnih pomembnih sistemih.

Tudi v vsakem od njih so umrli na desetine in več sto tisoč "postreženih" mobilnih elementov, ki nadomeščajo novo, zavestno pripravljeno, da "donirajo" sami s strogo določenim obdobjem - in tako do konca življenja telesa. Takšno enakomerno ravnovesje v sistemih za samonato obnovitev celic, ki je nujen pogoj za zanesljivost vzdrževanja sposobnosti preživetja telesa, je bila imenovana mobilni homeostasis.