5. Характеристика шляхів і механізмів пострадіаційного відновлення організму

Пострадіаційне відновлення зумовлене тим, що при опроміненні в клітинах виникають ушкодження, що звичайно спричиняють загибель клітини, але за певних умов можуть бути усунутими системами ферментативної репарації. Такі ушкодження називають потенційними. Відносно репродуктивної загибелі клітин розрізняють два види потенційних ушкоджень:

- сублетальні та потенційно летальні, що різняться за способами виявлення.

Потенційно летальні ушкодження виявляють за зміною виживання клітин під впливом зміни умов, в яких вони перебувають в перші години після опромінення. Не виключено, що частина подвійних розривів ДНК, що утворилися після опромінення клітин в передсинтетичний період, може бути відновлена за час, що залишився до реплікації ДНК. Таким чином, ефективність репарації можна збільшити, якщо штучно подовжити період G_1.

Сублетальні ушкодження виявляються методом фракціонованого опромінення. Порівняно з одноразовим опроміненням при фракційному виживання клітин зростає в кілька разів. За час між опроміненнями клітини встигають відновити пошкодження, що виникли після першого опромінення, і радіочутливість клітин, що вижили після опромінення, не відрізняється від контрольних.

Ефективність відновлення при сублетальних ушкодженнях оцінюють за величиною так званого фактора відновлення − відношення виживання клітин при фракціонованому опроміненні до виживання клітин при одноразовому опроміненні.

Молекулярні механізми репарації. В основі пострадіаційного відновлення клітин лежать механізми репарації структурних ушкоджень ДНК, що відіграють значну роль у загибелі клітин. Інтенсивні молекулярно-біологічні дослідження виявили і дали змогу детально описати окремі ланки репарації ДНК. Основну роль у репарації ушкоджень ДНК відіграє так звана конститутивна темнова репарація. За часом перебігу розрізняють дореплікативну або репарабельну репарацію, що відбуваються до синтезу ДНК, і постреплікативну або рекомбінаційну, що відбувається після синтезу ДНК.

Дореплікативна репарація може відбуватися шляхом об’єднання розривів, а також усунення (ексцезій) пошкоджених основ, чому її ще називають ексцезійною репарацією. В об’єднанні одинарних розривів беруть участь кілька ферментів. У простому випадку розриви можуть об’єднуватись лігазою. В інших випадках потрібна повна ферментативна система репарації.

Розрізняють три типи репарації одинарних розривів:

• надшвидку, що завершується за 1-2 хвилини;

• швидку, що відбувається протягом 10 хвилин;

• повільну, що завершується за 40-60 хвилин.

Індуцибельна або SOS-репарація. Цей тип репарацій називають так тому, що вона можлива лише тоді, коли в клітині присутні продукти генів, індуковані появою ушкоджень ДНК, а за норми в клітині відсутні. Особливістю цього типу репарації є схильність до помилок, що призводить до виникнення генних мутацій. Цей тип репарації має велике значення при адаптації організмів до хронічного опромінення.

Ушкодження основ ДНК усувається системою ексцезійної репарації, що відбувається за допомогою репаративного синтезу багатоетапного процесу типу вищеплення - заміщення.

Постреплікативна репарація відбувається після синтезу ДНК. Оскільки пострадіаційна репарація - процес ферментативний, її інтенсивність, а отже, й радіочутливість клітин залежать від загального рівня клітинного метаболізму. Наприклад, при зниженні енергетичного обміну швидкість відновлення зменшується. Інтенсивність відновлення при зниженні температури до 8 С значно зменшується, а при 2-5°С відновлення припиняється.