Радіаційне ушкодження біологічних мембран

Радіаційне ушкодження біологічних мембран зумовлене індукцією в них вільнорадикальних станів, які охоплюють переважно ліпіди мембран. До основних факторів індукції цих процесів належать О₂^-, ОН^-, Н•, О^-, НО₂•, ОН•, Н₂О₂. Ліпіди мембран характеризуються легкою доступністю зазначених активних форм радіолізу води, бо мають велику поверхню мононуклеарних шарів (які перебувають у досить потужному електричному полі) та складне біохімічне і йонне оточення. Пероксидне окислення ліпідів у клітині в нормі є фізіологічно необхідним процесом, бо певний рівень окислення ліпідів мембран забезпечує інфраструктуру мембран, за якої забезпечуються їхні регуляторні і транспортні функції. Оскільки функції клітинних мембран зазнають певних змін у процесі життєдіяльності, відповідно осцилює й інтенсивність перокисного окислення ліпідів, що дає підстави говорити про “планове” ПОЛ. У випадку відхилення рівня ПОЛ від фізіологічної норми формуються ушкодження мембран. Утримання ПОЛ у межах його планової активності забезпечується спеціальною системою антиокисної дії. До цієї системи входять такі ферменти як супероксиддисмутаза, глутаніонпероксидаза, каталаза, а токож речовини, що запобігають окисленню ліпідів – антиоксиданти. Антиоксидантна активність властива і самим ліпідам. Отже, в мембранах є система – ПОЛ – антиоксидантний захист. У випадку ушкодження ліпідів змінюються властивості мембран. Так, під впливом опромінення іонізуючою радіацією індукується надокислення ліпідів у мембранах. Цей процес супроводжується зростанням проникності мембран. Структура ліпідного подвійного шару елементарної мембрани змінюється через утворення продуктів перокисного окислення ліпідів – кон’югуючих дієнів і гіпероксидів, внаслідок чого під впливом іонізуючого випромінювання порушується регуляція клітинних функцій. Це зумовлене тим, що через ушкодження мембранних структур змінюється властивий нормі гомеостаз Ca²⁺, а отже і внутрішньоклітинний вміст циклічних АМФ і ГМФ, що в свою чергу, визначає функціонування універсальної системи регуляції клітинного метаболізму Ca²⁺ та нуклеотид-залежного фосфорилювання білкових молекул. Зміни цієї системи регуляції, пов’язані з активністю Ca²⁺ і цГМФ-залежних протеїназ, було виявлено у лімфоцитах при їх опроміненні.

Біохімічні процеси в опромінених клітинах

Зміни концентрацій тих чи інших метаболітів або будь-яких інших речовин в опромінених клітинах і тканинах мають різну природу. Такі зміни віддзеркалюють і прямі наслідки опромінення, і далекі опосередковані ефекти, пов’язані з розрегулюванням гомеостатичних станів організму, ушкодженням мембран, імунологічними процесами.

В результаті опромінення живого організму іонізуючою радіацією можуть виникнути такі наслідки: соматичні мутації, некроз, апоптоз, зміна гомеостазу морфогенезу, зміна метаболітичного гомеостазу, зміна темпів онтогенезу. Соматичні мутації можуть бути причиною появи в клітинах речовин з антигенними властивостями. Некроз і апоптоз викликають появу в організмі продуктів цитолізу. Продукти цитолізу і антигени призводять до імунологічних змін в організмі. Зміна гомеостазу морфогенезу призводить до зміни співвідношення тканин різних типів, що в свою чергу призводить до біоенергетичних і метаболічних змін. Зміна метаболітичного гомеостазу призводить до змін біохімічного складу організму. Зміна темпів онтогенезу призводить до вікових змін біохімізму.