Радиочувствительность и радиорезистентность тканей. Основные механизмы биологического действия ионизирующих излучений

Радиочувствительность — это чувствительность биологичес­ких объектов (клеток, тканей, органов) к поражающему действию ионизирующего излучения. Радиорезистентность — их устойчи­вость к ионизирующему облучению.

Биологическое действие ионизирующего излучения условно можно подразделить на первичные физико-химические процессы, возникающие в молекулах клеток и окружающего их матрикса, а также вторичные, связанные с нарушением функций целостно­го организма вследствие первичных процессов.

В результате облучения в живой ткани поглощается энергия и возникает возбуждение и ионизация атомов облучаемого ве­щества. Поскольку у человека основную часть массы тела со­ставляет вода (около 75%), то первичные процессы во многом определяются поглощением излучения водой, ионизацией мо­лекул воды с образованием высокоактивных в химическом от­ношении свободных радикалов типа ОН~ или Н⁺ и последующи­ми цепными каталитическими реакциями (в основном окисле­нием этими радикалами молекул белка). Это уже косвенное (непрямое) действие излучения через продукты радиолиза воды.

Прямое действие ионизирующего излучения может вызвать расщепление молекул белка, разрыв наименее прочных связей, отрыв радикалов и другие денатурационные изменения.

В дальнейшем под действием первичных процессов в клетках возникают функциональные изменения, среди которых наибо­лее важными для клеток являются:

а) повреждение механизма митоза (деления) и хромосомного аппарата облученной клетки;

б) блокирование процессов обновления и дифференцировки клеток;

в) блокирование процессов пролиферации и последующей физиологической регенерации тканей.

Считается, что под действием ионизирующей радиации преж­де всего изменяется способность клетки к делению.

Под клеточной гибелью в радиобиологии понимают утрату клет­кой способности к пролиферации, а выжившими считают клетки, сохранившие способность к неограниченному размножению.

В качестве биологических эффектов, определяющих радио­чувствительность, на тканевом уровне используют клеточные параметры: долю клеток, выживших (или погибших) после об­лучения, а также долю клеток с хромосомными аберрациями.

Тканевую, а тем более органную или системную радиочув­ствительность, нельзя рассматривать как сумму клеточных эф­фектов. На тканевую радиочувствительность большое влияние ока­зывает дополнительные факторы: кровообращение, объем облу­чаемых тканей, гомеостатический контроль регулируемых систем. Все это усложняет оценку тканевой радиочувствительности, одна­ко не устраняет ведущего значения цитокинетических параметров,

определяющих характер лучевых реакций на всех уровнях био­логической организации.

Высокая радиочувствительность проявляется в тех органах, ткани которых состоят из клеток, обладающих высокой проли-феративной активностью.

Относительно высокая радиорезистентность характерна для тканей с низким темпом физиологической регенерации или ее отсутствием.

Что касается тканей и органов, отнесенных к радиорезистен­тным, то нельзя утверждать, что они совсем не реагируют на воз­действие ионизирующего излучения.

В клетках непролиферирующих тканей под влиянием облу­чения возникают повреждения хромосом, не реализуемые из-за отсутствия клеточного деления, а потому не сказывающиеся на жизнеспособности покоящихся клеток. Если же после ради­ационного воздействия искусственно вызвать пролиферацию клеток (например, печени путем ее частичной резекции), то в делящихся элементах регенирирующего органа обнаружатся хромосомные аберрации.

Изменение радиочувствительности может быть вызвано ис­кусственно. Оно может осуществляться как в сторону ее увели­чения, так и снижения. Физические и химические агенты, при­меняемые для противолучевой защиты — радиопротекторы, a для увеличения радиочувствительности — радиосенсибилизато­ры. Так, гипертермия, гипергликемия, гипербарическая оксиге-нация повышают радиочувствительность. Гипоксия, вызываю­щая уменьшение тканевого напряжения кислорода увеличивает радиорезистентность тканей, что используется для защиты здо­ровых тканей при лучевой терапии.

Дата добавления: 2015-07-08