- •Сіренко а. Г. Радіобіологія курс лекцій
- •© Сіренко а. Г.
- •Предмет радіобіології
- •Розділи радіобіології
- •Методи радіобіології
- •Історія радіобіології
- •Актуальність радіобіології
- •Типи іонізуючих випромінювань
- •Електромагнітне випромінювання
- •Корпускулярне випромінювання
- •Потік ядер тритію – ядер важкого радіоактивного ізотопу водню, що складається з одного протона і двох нейтронів.
- •Класифікація елементарних частинок
- •Основні закони мікросвіту
- •Фізичні параметри радіобіологічних процесів Головні радіометричні параметри
- •Потік іонізуючих частинок Jp
- •Дозиметричні величини і одиниці
- •Рідко- та щільноіонізуючі випромінювання
- •Додаткові дозиметричні величини
- •Способи передавання дози опроміненим об’єктам
- •Загальна схема радіобіологічного ефекту
- •Принципи теорії мішені
- •Принцип мішені
- •Принцип посилювача
- •Основні поняття теорії мішені
- •Унікальні та масові структури клітини
- •Ефективний об’єм мішені
- •Роль опромінення ядра і цитоплазми в розвитку радіаційного ураження клітини
- •Багатоударні мішені
- •Інактивація клітин з багатьма мішенями
- •Лінійно-квадратична функція виживання клітин
- •Цитоскелет як мішень у випадку дії іонізуючого випромінювання
- •Структурно-метаболітична теорія
- •Перетворення молекул внаслідок опромінення
- •Іонізовані атоми і молекули і їхні вільнорадикальні стани
- •Стан речовини в клітинах
- •Кількісна оцінка радіаційно-хімічних реакцій
- •Радіаційно-хімічні перетворення води
- •Закон Дейла
- •Радіаційно-хімічні ушкодження днк
- •Однониткові розриви днк
- •Двониткові розриви днк
- •Співвідношення між одно- та двонитковими розривами днк
- •Зшивки днк-протеїн
- •Основні типи ушкоджень днк іонізуючим випромінюванням
- •Деградація днк
- •Вихід радіаційно-хімічних ушкоджень днк у живій клітині
- •Молекулярні ушкодження днк, індуковані ультрафіолетовим випромінюванням
- •Зміни структури хроматину під впливом іонізуючого випромінювання
- •Радіаційно-хімічні перетворення рнк
- •Радіаційно-хімічні перетворення аміноислот і білків
- •Радіаційно-хімічні перетворення ліпідів
- •Радіаційне ушкодження біологічних мембран
- •Біохімічні процеси в опромінених клітинах
- •Наслідки радіаційно-хімічних перетворень біологічно важливих молекул для клітинних процесів Реалізація молекулярних ушкоджень днк
- •Хромосомні аберації
- •Механізми виникнення хромосомних аберацій
- •Точкові мутації
- •Функціональні порушення внаслідок ушкодження білкових молекул
- •Дія радіації на мембрани
- •Кисневий ефект Поширення кисневого ефекту
- •Кисневий ефект у радіаційно-хімічних реакціях
- •Коефіцієнт кисневого посилення
- •Залежність кисневого ефекту від концентрації кисню
- •Лпе і кисневий ефект
- •Зворотний кисневий ефект
- •Киснева післядія
- •Гіпотези про два типи радіаційних ушкоджень
- •Кисень в живих клітинах
- •Репарація Формально-аналітична характеристика репараційних процесів у клітинах
- •Сублетальні ушкодження клітин
- •Репарація днк від сублетальних ушкоджень
- •Ефект фракціонування дози у випадку опромінення іонізуючою радіацією з високим значенням лпе
- •Репарація від сублетальних ушкоджень і кисневий ефект
- •Величина Dq як міра репарації клітини від сублетальних ушкоджень
- •Ефект потужності поглинутої дози і репарація
- •Потенційно летальні ушкодження клітин
- •Пряме відновлення днк. Фотореактивація
- •Темнова (ексцизійна) репарація днк
- •Репарація в різних частинах хроматину
- •Інгібітори репарації днк
- •Постреплікативна та індуцибельна (sos) репарація
- •Індуцибельна або sos-репарація
- •Мутації з дефектами генів, що контролюють репарацію днк
- •Радіобіологія клітинних популяцій
- •Критичні тканини
- •Радіостійкість і клітинний цикл
- •Клітинна селекція
- •Радіаційний синдром
- •Кістково-мозковий синдром
- •Гастроінтестинальний синдром
- •Синдром цнс
- •Синдром гострого опромінення у ссавців
- •Системна відповідь організму на опромінення
- •Вплив іонізуючого випромінювання на плід людини і тварин
- •Дія іонізуючого випромінювання на імунну систему
- •Радіаційний канцерогенез у людини
- •Радіація і старіння
- •Радіоадаптація
- •Радіаційний гормезис
- •Семінарські заняття з радіобіології
- •Програмні вимоги до курсу радіобіологія
- •Література
- •Вступ -------------------------------------------------------------------------------------------- 5
- •76000 М. Івано-Франківськ
- •76000 М.Івано-Франківськ вул. Берлінська, 124
Гастроінтестинальний синдром
Причиною розвитку цього синдрому є радіаційне ураження клітинної популяції вистильного епітелію шлунка і кишківника. Радіаційне ушкодження шлунково-кишківникового тракту супроводжується дуже істотними порушеннями функцій інтестини. Це проявляється в розвитку низки патологічних станів, оскільки вповільнюється або зовсім припиняється оновлення інтестинальних клітин. В епітелії тонкого кишківника виділяють 5 основних типів клітин: циліндричні (або всмоктувальні), келихоподібні, екзокриноцити, клітини Панета, ентерохромофіноцити. Початок усім популяціям цих клітин (ентероцитів) дають крипти, в базальній частині яких є стовбурові клітини. Внаслідок опромінення стовбурові клітини ушкоджуються, що змінює кінетику клітинних популяцій інтестини й спричинює прояв гострого радіаційного синдрому. Перша найвиразніша зміна в опроміненій інтестині – поява невдовзі після опромінення апоптозних клітин, які зосереджені переважно в зоні стовбурових клітин крипти. Тривалість мітотичного циклу в більшості клітин крипт після опромінення скорочується. Поява чисельних хромосомних аберацій супроводжується втратою цим компартментом клітин здатності виконувати функції поповнення новими клітинами інших клітинних компартментів ворсинок. В епітеліальному шарі є клітини, які мігрують із власної пластинки. До них належать лімфоцити, макрофаги, мононуклеарні клітини. Вони також є чутливими до дії випромінювання, у зв’язку з чим в опромінених тварин і людини залежно від дози тією чи іншою мірою ослаблюється захисна функція інтестини стосовно інфекційних мікроорганізмів та знижується бар’єрна функція щодо токсичних речовин.
Синдром цнс
У випадку опромінення в дозах порядку десятків грей швидка загибель настає внаслідок ураження клітин центральної нервової системи (ЦНС). Оскільки нервові клітини є глибоко диференційованими і не діляться, синдром ЦНС відображає порушення функціонування нейронних мереж, зумовлене ушкодженням клітинних мембран. Зміни мембран під дією іонізуючого випромінювання відбуваються дуже швидко, і тому для розвитку синдрому ЦНС не потрібно багато часу, на відміну від гемопоетичного чи гастроінтестинального синдрому. Чим вища доза опромінення, тим скоріше настає смерть від синдрому ЦНС. У людини синдром ЦНС розвивається так: прояв синдпрому спостерігається у випадку опромінення в дозах від 50 до 100 Гр; реакція проявляється через 2 год після опромінення і досягає максимуму через 8-24 год; синдром проявляється в церебральному васкуліті (запалення стінок кровоносних судин), менінгіті (запалення оболонок головного мозку), плекситі судинної оболонки ока (запалення нервового сплетіння); розвивається пікноз клітин у мозочку і базофільних клітин гіпофізу; ушкоджуються кровоносні судини, порушуються механізми кровопостачання мозку, відбувається розбалансування електролітів у мозку; смерть настає через 1-2 доби. При опромінення в дозах, що не спричинюють швидкого летального кінця, загальне радіаційне ураження організму проявляється у формі комплексного гострого радіаційного синдрому, в якому поєднуються функціональні прояви радіаційного ураження кількох систем: спостерігаються поєднання гемопоетичного та гастроінтестинального синдромів.
Внаслідок дії особливо великих доз опромінення настає молекулярна загибель, що часто відбувається в момент опромінення. Причина смерті під променем полягає в цілковитій втраті всіма клітинами здатності до нормального функціонування через масові радіаційно-хімічні ушкодження молекул нуклеїнових кислот, білків, ліпідів, розпад надмолекулярних структур.
