Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ВОЕННАЯ ТОКСИКОЛОГИЯ.doc
Скачиваний:
633
Добавлен:
13.02.2016
Размер:
4.19 Mб
Скачать

16.3.4. Количественные характеристики лучевого поражения клеток

При определении зависимости между дозой облучения и количеством со­храняющих при ней жизнеспособность клеток оказывается, что некото­рое их число погибает после воздействия уже в самой малой дозе. В то же время и при весьма больших дозах, порядка 10 Гр и более, некоторые клетки могут сохранить жизнеспособность. Кривая убывания числа вы­живших клеток в зависимости от дозы идет в большей своей части экспо­ненциально, что свидетельствует о случайности события радиационной гибели клетки. В соответствии с формальными представлениями, в клет­ке имеется «мишень», под которой понимается критическая микрострук­тура или совокупность каких-то микропроцессов, повреждение которых несовместимо с сохранением клеткой жизнеспособности. Совпадение микрообъема, в котором реализуется порция поглощенной в веществе энергии, с такой мишенью — событие, приводящее к инактивации клет­ки. Такое совпадение носит вероятностный характер. С повышением дозы эта вероятность возрастает. Уже при самой малой дозе воздействия, если единственный акт ионизации произошел в пределах мишени, клетка погибает. Но и при очень высокой дозе существует вероятность того, что ни одна из ионизации не затронула мишени. В этом случае клетка должна сохранить жизнеспособность.

Для удобства анализа зависимость выживания клеток от дозы облуче­ния обычно изображают кривой, выполненной в полулогарифмическом масштабе (рис. 67). Кривая состоит из двух участков. Основной (конеч­ный) участок кривой прямолинеен, что отражает экспоненциальный ха­рактер зависимости при облучении в относительно высоких дозах. Более пологий начальный участок («плечо») отражает процессы репарации, ко­торые при невысоких дозах облучения обеспечивают известную рези­стентность клеток.

0,001 I 1 J | |

2 4 6 8 10

Доза излучения, Гр

Рис. 67. Кривая выживаемости клеток при действии редкоионизирующего излучения

(по С. П. Ярмоненко, 1988)

Основными параметрами радиочувствительности клеток являются ве­личины Do и Dq.

Do характеризует угол наклона экспоненциального участка кривой и определяется как доза, при облучении в которой количество жизнеспо­собных клеток снижается в е (2,72) раз, т. е. до 37% от величины, приня­той за начало отсчета.

Dq (доза плеча) характеризует способность к внутриклеточной репара­ции и определяется как доза, соответствующая точке пересечения про­должения прямолинейного участка кривой с горизонтальной линией, проведенной на уровне 100% выживаемости клеток.

Чем меньше значения Dq и Dq, тем выше радиочувствительность изу­чаемой популяции клеток.

Аналогичные зависимости доза—эффект характеризуют и многие дру­гие радиобиологические эффекты, как, например, зависимость от дозы облучения доли клеток, в которых не возникли хромосомные поврежде­ния, доли неповрежденных молекул при облучении растворов и т. п.

16.4. Действие излучений на ткани, органы и системы. Радиочувствительность тканей

Ткани организма весьма различаются по радиочувствительности. Если гибель лимфоцитов или костномозговых клеток удается зарегистрировать после облучения в дозах, равных десятым долям грея, то мышечные и нервные клетки выдерживают нередко дозы в десятки грей. Определен­ная закономерность в распределении тканей по радиочувствительности отмечена еще в самом начале изучения биологического действия излуче­ний в 1906 г. французскими учеными Бергонье и Трибондо. Ими было сформулировано правило, согласно которому ткани тем более радиочувст­вительны, чем выше пролиферативная активность составляющих их клеток, и тем более радиорезистентны, чем выше степень их дифференцировки.

Высокую радиочувствительность активно пролиферирующих клеток связывают с особой ролью при облучении повреждений уникальных структур ядерной ДНК (см. выше). На тканевом уровне острое радиаци­онное поражение проявляется нарушениями структуры и функции, зави­сящими прежде всего от клеточного опустошения ткани.

Хотя радиочувствительность тканей определяется главным образом радиочувствительностью составляющих эту ткань клеток, нельзя сбрасы­вать со счетов и опосредованные влияния радиации через поражение ре­гулирующих систем — нервной, эндокринной. Кроме того, радиочувст­вительность органа зависит от его функционального состояния. Так, чувствительность обычно повышается при усилении функции органа (молочной железы в периоде лактации, щитовидной железы в состоянии гипертериоза и т. д.).

Во взрослом организме, в соответствии с правилом Бергонье и Трибон-до, непролиферирующие высокодифференцированные нервные клетки высокорадиорезистентны. Однако это относится лишь к морфологиче­ским проявлениям повреждения. Функциональные же реакции нейронов обнаруживаются в ответ на облучение уже в ничтожных дозах. Так, ран­ние изменения электроэнцефалограммы появляются после облучения в дозе 0,5 мГр; облучение в дозе 1 мГр вызывает заметное удлинение време­ни рефлекса в ответ на электрораздражение. Спящие крысы просыпают­ся в результате облучения в дозе 0,01—0,02 Гр. Волны электрической ак­тивности в переживающих in vitro нервных клетках вызывает облучение в дозе 0,01 Гр. Все это говорит о высокой реактивности элементов нервной системы по отношению к радиационным воздействиям.

Можно заключить, что термин «радиочувствительность» в его обыч­ном употреблении не очень удачен. Казалось бы, логичнее, как это пред­лагал в свое время видный патофизиолог и радиобиолог П. Д. Горизон­тов, понимать под радиочувствительностью количественное выражение любых форм реакции биологического объекта на облучение, а не только повреждения. Если бы это предложение утвердилось, нервную ткань на­зывали бы наиболее радиочувствительной. Однако в радиобиологии тер­мин радиочувствительность применяется чаще всего как синоним радио-поражаемости.