- •ВЕТЕРИНАРНАЯ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •Использование искусственных ИИИ и загрязнение искусственными R-нуклидами привело к тому, что это равновесие
- •Очевидно, что радиоадаптация – выработка у
- •Этапы становления радиобиологии как науки
- •I. ОБЩАЯ СХЕМА БИОЛОГИЧЕСКОГО
- •Основные причины разницы в эффектах от
- •Ионизация и возбуждение - основные
- •Врезультате взаимодействия ионизированных
- •Впростых веществах, молекулы которых
- •Т.о., этап первичного (пускового) действие
- •Но возбужденная или ионизированная
- •Третья фаза процесса – образование новой
- •Виды действия ИИ на биологические объекты
- •При взаимодействии ИИ с водой происходит
- •Взаимодействуя с кислородом, радикалы
- •Прямые и косвенные эффекты облучения
- •Физический этап –
- •Основные процессы, протекающие в организме
- •Основные процессы, протекающие при
- •Дальнейшие этапы радиационного поражения
- •II. ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХИЗЛУЧЕНИЙ НА
- •Схема изменений, происходящих в белковых
- •Облучение белковых растворов приводит к:
- •2. Действие ИИ на липиды
- •Схема действия ИИ на липиды и
- •3. Действие ИИ на углеводы
- •III. ДЕЙСТВИЕ ИИ НА КЛЕТОЧНОМ УРОВНЕ
- •Схема и виды нарушений клеточных структур при действии
- •В ядрах радиочувствительных клеток почти
- •В лимфа- тических клетках селезенки структур- ные изменения в митохон- дриях обнаружи- ваются
- •Действие R-излучения на клеточные
- •Основные стадии клеточного
- •Классификация клеток по способности к делению
- •Делящиеся клетки менее устойчивы к
- •Возможные виды реакций клетки на
- •Т.о., ИИ тем сильнее действует на клетку, чем
- •Дифферен-
- •Строение молекулы
- •IV. ДЕЙСТВИЕ ИИ НА ОРГАННОМ УРОВНЕ
- •Наиболее радиочувствительными являются
- •Реакции со стороны органов человека на
- •Среди органов пищеварения наибольшей R- чувствительнос-тью обладает
- •В органах, состоящих из неделящихся клеток,
- •Все органы и ткани организма подразделяются
- •Предельно допустимые дозы и пределы доз за год по группам критических органов
- •Действие на ткани связано с таким понятием как относительная биологическая эффективность (ОБЭ) –
- •V. РАДИАЦИОННЫЕ СИНДРОМЫ
- •Таким образом, радиационные синдромы –
- •V. ДЕЙСТВИЕ ИИ НА ОРГАНИЗМЕННОМ УРОВНЕ
- •1. Внешнее
- •Реакция организма человека на
- •В системах, сформированных из неделящихся
- •2. Внутреннее облучение – эффекту от
- •Параметры, используемые для оценки
- •Периоды полураспада (), биологического полувыведения () и эффективные периоды полувыведения () из организма
- •Основные факторы, влияющие на величину
- •3. Последствия облучения организма
- •Действие ионизирующего излучения может вызывать острые и отдаленные последствия.
- •В обычных условиях жизнедеятельности
- •Доза, мощ- Последствия облучения
- •Отдаленные последствия при сверхвысоких
- •Эффекты, возникающие в результате действия
- •VI.ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ
- •Виды мутаций
- •Генные мутации.
- •Показано также, что фракционирование дозы
- •Зависимость рецессивных мутаций от дозы ИИ 1 – теоретически ожидаемая зависимость; 2- экспериментальная
- •с аберрациями) точно характеризует полученную дозу радиации, а при равной дозе – сравнительную
- •Изучение зависимости хромосомных
- •Если разрывы происходят одновременно в
- •Исходы генетических повреждений зародышевых и соматических клеток
Доза, мощ- Последствия облучения
ность, Зв/ год
0,1 Снижение неспецифической устойчивости организма
0,05 На протяжении 5 лет сокращение про-должительности жизни на 15 месяцев
0,025 У персонала атом центра США на 1/3 больше, чем предполагается, заболева-ний раком поджелудочной железы, легких, костного мозга
0,02 Ежегодно допускается смерть от рака одного человека из 1250
0,001 Потери 18 дней жизни к 70 годам
0,0001 Допустимый предел облучения в США
Отдаленные последствия при сверхвысоких
Если увеличить дозу радиации до 10-100 Гр,
дозах
то животные погибают на 3-5 сутки, т.е. тогда, когда угнетение кроветворения еще не успело развиться.
Причина смерти в этом случае – поражение др. кри-тического органа – кишечника ("кишечная гибель").
Поражение кишечника наблюдаются и при мень-ших дозах, в диапазоне "костномозговой" гибели, но в этих условиях кишечный синдром не определяет исхода лучевой болезни, хотя и
характеризует ее тяжесть.
Наконец, при еще больших дозах радиации (200-1000 Гр) смерть скачкообразно приближается к моменту облучения (вплоть до гибели под лучом).
Все органы и клетки страдают в той или иной степени, однако непосредственной причиной
гибели служит обычно массовое разрушение
Эффекты, возникающие в результате действия
Детерминированные или |
|
|
Стохастические |
|
поро-говые (закономерные, |
|
|
(вероятностные, |
|
предоп-ределенные). При |
|
|
случайные). Рак |
|
Возникают при превышении |
|
|
Характерны для |
|
|
||||
пороговых уровней |
средних (0,2-1,0 Гр) |
|||
облучен-ия и характерны |
и малых (<0,2 Гр) |
|||
послед- |
для Приводит |
|
|
Проявляются в |
хроничес-кое |
|
|
виде раковых и |
|
ствия |
облучение всего |
|
|
генетиче-ских |
облу- |
тела или критичес- |
(наследствен-ных) |
||
чения |
кого органа при |
заболеваний че-рез |
||
(лучев- |
на-коплении |
|
|
значительное вр- |
ые ожо- |
определе-нных |
|
|
емя после |
ги, лу- |
доз. Связаны с |
облучения (годы, |
||
чевая |
гибелью большо-го |
десятилетия иногда |
||
болезнь |
числа клеток (лу- |
даже у пото-мства). |
||
и др.) |
чевая катаракта, |
Обусл. не ги-белью, |
VI.ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ |
|||
|
|
ИИ |
|
Лучевая болезнь |
Генетические мутации |
||
Локальные лучевые |
Хромосомные |
||
поражения |
|
абберации |
|
(катаракта…) |
|
(раздвоение) |
|
Лейкозы |
|
|
|
Опухоль |
|
|
|
Ионизирующие излучения способны вызывать |
|||
все виды наследственных изменений или |
|||
мутаций – изменение носителей генетической |
|||
информации. |
хромосомные му- |
генные |
|
геномные |
|||
му-тации |
тации или хромо- |
(точко-вые) |
|
(крат-ные |
|
сомные |
мутации |
измене-ния |
аберрации |
(изменение |
|
гаплоид- |
(структурные и |
мо- |
|
ного числа |
численные изме- |
лекулярной |
Виды мутаций
|
|
Геномные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Хромосомные |
|
|
|
Генные |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Изменение |
|
числа |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
Крупные перестрой- |
|
Происходят |
|
||||||||||
|
хромосом: |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
кратно |
|
ки структуры от- |
за-мены, |
и |
|||||||||||
|
-полиплоидия - |
дельных хромосом: |
делеции |
||||||||||||||
|
гап-лоидному набору (2n, |
-потеря |
(делеция) |
вставки |
1 или |
||||||||||||
|
3n…) |
|
|
|
|
|
или удвоение |
части |
нескольких |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(ду-пликация) |
|
|
|
нуклеотидов, |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
генетичес-кого |
|
или |
транслокации, |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
материала 1 |
|
дупликации |
и |
||||||
|
|
(нарушение мейоза – |
нескольк. хромосом; |
инверсии |
|
||||||||||||
|
|
- |
|
изменение |
различных |
|
|||||||||||
|
|
тетраплоидная зигота) |
ориента-ции |
|
|
|
частей гена. |
|
|||||||||
|
- анеуплоидия (некратно |
сегментов хромо-сом |
Когда мутации |
||||||||||||||
|
гаплоидному набору) |
в |
отдельных |
|
хро- |
ведут |
|
|
к |
||||||||
|
(синдром Дауна - трисомия |
мосомах (инверсия); |
изменению |
|
|||||||||||||
|
по 21-й хромосоме (21-я |
- перенос части гене- |
лишь |
одного |
|||||||||||||
|
хромосома представлена 3 |
тического материала |
нуклеотида |
|
|||||||||||||
|
копиями); синдром Клайн- |
с |
одной |
хромосомы |
(часть |
|
|
|
|||||||||
|
фельтера – |
избыточная X |
на другую (трансло- |
нуклеиновой |
- |
||||||||||||
|
хромосома |
(XXY);синдром |
кация). Робертсонов- |
кислоты) |
|||||||||||||
|
Тернера - моносомия по 1 |
ская транслокация - |
точечные |
|
Генные мутации.
Происходят замены, делеции и вставки одного или нескольких нуклеотидов, транслокации, дупли-кации и инверсии различных частей гена.
Установлено, что частота летальных мутаций возрастает прямо пропорционально дозе ИИ.
КD = N/No, где
- К – коэффициент пропорциональности возраста-ния мутаций в зависимости от дозы;
D – доза облучения;
N – общее число мутаций за вычетом контроля; Nо - число мутаций в контроле, т.е. число спон-
танных мутаций.
Установлено также, что что любая сколь угодно ма-лая доза ИИ приводит к увеличению частоты мута-ций по сравнению с уровнем спонтанных
Показано также, что фракционирование дозы
не влияет на частоту возникновения мутаций. Напри-мер, облучение в 10 Гр, примененной непрерывно или фракционно с интервалами несколько суток или даже недель, дает
одинаковый выход мутаций.
Более того, фракционное облучение белых мышей повышало частоту генных мутаций. Что возможно при синхронизации процессов
облучения и деления.
Хромосомные мутации.
В результате действия ИИ на хромосомы возни-кает большое количество хромосомных
перестроек.
При этом, различные типы этих перестроек от до-зы облучения зависят по-разному. Если частота оди-ночного разрыва находится в линейной зависимос-ти от дозы, то частота перестроек результате 2 раз-рывов возрастает
Зависимость рецессивных мутаций от дозы ИИ 1 – теоретически ожидаемая зависимость; 2- экспериментальная кривая.
с аберрациями) точно характеризует полученную дозу радиации, а при равной дозе – сравнительную R-чувствительность различных видов организмов.
Поэтому подсчет аберраций хромосом использует-ся радиобиологами для оценки дозы радиации, полученной организмом (частота поломок хромосом обратно пропорциональна выживаемости клеток).
Гр в каждой клетке человека возникает 1000 одиночных и 10-100 двойных разрывов (преимущественно в молекуле ДНК), причем каждый из последних может стать причиной
поломки хромосомы.
На основании наблюдений жителей городов Хиросима и Нагасаки ученые сделали вывод, что доза радиации, вызывающая увеличение частоты мутаций у человека в 2 раза, равняется