1. Ионизирующие излучения.
2. Факторы, способные изменять степень начального радиационного поражения.
3. Факторы, модифицирующие процессы восстановления.
1. Ионизирующие излучения.
Ионизирующие излучения (ИИ) — потоки элементарных частиц (электронов, позитронов, протонов, нейтронов) и квантов электромагнитной энергии, прохождение которых через вещество приводит к ионизации (образованию разнополярных ионов) и возбуждению его атомов и молекул.
Ионизация — превращение нейтральных атомов или молекул в электрически заряженные частицы – ионы.
Альфа-излучение (а) – поток положительно заряженных частиц – ядер гелия. При этом α-частицы обладают наименьшей проникающей способностью.
Бета-излучение (β) – поток отрицательно заряженных частиц. β-частицы полностью задерживаются твердыми материалами (алюминиевой пластиной в 3,5 мм, органическим стеклом); их ионизирующая способность в 1000 раз меньше, чем у α-частиц.
Гамма-излучение (γ) – электромагнитное излучение. Испускается при торможении быстрых электронов в веществе. Оно возникает при распаде большинства радиоактивных веществ и обладает большой проникающей способностью; распространяется со скоростью света. В электрических и магнитных полях γ-лучи не отклоняются.
Рентгеновское излучение может быть получено в специальных рентгеновских трубках, в электронных ускорителях, при торможении быстрых электронов в веществе и при переходе электронов с внешних электронных оболочек атома на внутренние, когда создаются ионы. Рентгеновские лучи, как и γ-излучение, обладают малой ионизирующей способностью, но большой глубиной проникновения.
Нейтроны — элементарные частицы атомного ядра, их масса в 4 раза меньше массы α-частиц. Нейтроны не имеют электрического заряда. Последние обладают высокой проникающей способностью и представляют наибольшую опасность.
Выделяют два вида ионизирующих излучений:
• корпускулярное, состоящее из частиц с массой покоя, отличной от нуля (α-, β– и нейтронное излучения);
• электромагнитное (γ– и рентгеновское излучение) – с очень малой длиной волны.
Прямое действие ¬- это непосредственное взаимодействие ионизирующего излучения с критическими молекулами, которые превращаются в свободные радикалы. Если же молекула была поражена активными реакционноспособными продуктами, возникшими за счет поглощения энергии излучения ее микроокружением (например, полярными или неполярными растворителями), то говорят о непрямом (опосредованном, косвенном) действии радиации. Как правило, считают, что вклад косвенного действия более существенен, так как клетки на 70-90% состоят из воды, хотя биологически не важно, как происходит повреждение.
2. Факторы, способные изменять степень начального радиационного поражения.
Как уже было сказано, при облучении в присутствии кислорода увеличивается выход однонитевых разрывов ДНК и эффективность летального поражения клеток. Мизонидазол подавляет репарацию потенциально летальных повреждений (двухнитевых разрывов ДНК). Известными ингибиторами репарации ДНК являются кофеин, актиномицин Д, бромдезоксиуридин
Цистеамин и цистеин увеличивают устойчивость клеток к действию радиации при одновременном снижении выхода одно- и двунитевых разрывов в клеточной ДНК.
3. Факторы, модифицирующие процессы восстановления.
При увеличении плоидности клетки повышаются ее устойчивость к действию излучения и способность восстанавливать генетический аппарат от повреждений. Напротив, с ростом ЛПЭ излучения эффективность лучевого поражения клеток увеличивается в 2-3 раза, и снижается их способность к восстановлению, вероятно, за счет появления трудноустранимых повреждений.
Ряд химических агентов, влияющих на восстановление клеток от радиационных повреждений, модифицирует радиочувствительность (актиномицин Д, циклогексимид, стрептовитацин А и др.).
Известно, что на разных стадиях цикла деления клетки обладают неодинаковой по критерию гибели радиочувствительностью. Для большинства клеток наиболее радиочувствительными являются стадии «поздняя G1», «поздняя G2» и «М». На стадиях «ранняя G» и «поздняя S» клетки наиболее устойчивы к облучению. Некоторые воздействия, изменяя продолжительность отдельных стадий клеточного цикла, делают иным распределение клеток в популяции «по возрасту» и, таким образом, модифицируют радиочувствительность популяции клеток.
Репродуктивная и интерфазная гибель клеток может проявляться в двух формах: апоптоза(самоликвидация в целях защиты всего организма) и некроза(непрограммируемая).
