Задержка митоза. Зависимость продолжительности задержки митоза от дозы облучения и фазы клеточного цикла в период облучения. Причины задержки митоза.

Наиболее радиочувствительными клетки оказываются в митозе.

Наиболее универсальная защитная реакция клетки на облучение - временная задержка деления, или радиационный блок митозов. Длительность его зависит от дозы: каждый Грей вызывает задержку митоза в 1 час. С увеличением дозы облучения возрастает время задержки деления клеток. Эта реакция имеет огромное приспособительное значение (увеличение длительности интерфазы и оттягивание вступления клетки в митоз дает возможность для эффективной репарации ДНК). Зависимость задержки времени (t) вступления клеток в митоз от дозы (D) облучения представлена на рис. 6.2. При больших дозах облучения развивается митотическая гибель клетки. Это полная потеря клеткой способности к размножению. Данный тип реакции не относится к неделящимся или редко делящимся клеткам. Показателем выживаемости клетки является ее способность проходить 5 и более делений. Рис. Зависимость задержки времени (t) вступления клеток е мимоз от дозы облучения (D)

Физико-химические механизмы кислородного эффекта. Внутриклеточные мишени действия кислорода. Количественная оценка кислородного эффекта. Коэффициент кислородного усиления (ККУ).

Кислородный эффект в радиобиологии – это явление усиления поражающего действия ионизирующего излучения в присутствии кислорода во время облучения. Иными словами, кислородным эффектом называют радиосенсибилизирующее действие кислорода. На практике кислородным эффектом часто называют также радиозащитное действие гипоксии.

В 1956 г. Т. Альпер и П. Говард-Фландерс высказали гипотезу о механизме кислородного эффекта, основанную на следующих положениях:

а) в результате облучения мишени образуется ее активированное состояние;

б) это активированное состояние мишени существует в течение очень короткого времени (несколько миллисекунд, не более 20 мс), а затем мишень возвращается в стабильное состояние (т.е. восстанавливается);

в) в активированном состоянии мишень является очень реакционноспособной по отношению к кислороду;

г) если во время облучения в среде присутствует кислород, то мишень в активированном состоянии взаимодействует с ним с образованием перекиси (гидроперекиси), т.е. происходит пероксидация мишени; Гипотеза кислородной фиксации

д) пероксидация мишени приводит к потере ее функциональных свойств (например, ферментативной активности и т.д.) и затрудняет ее репарацию (например, у молекулы ДНК) или вовсе делает ее невозможной. Повреждение становится нерепарируемым. Иными словами, кислород закрепляет («фиксирует») повреждение мишени. Описанную гипотезу о механизме кислородного эффекта часто называют «гипотезой кислородной фиксации» или «гипотезой пероксидации мишени».

Внутриклеточные мишени: ДНК в ядре клетки. С нарушением клеточной мембраны связаны радиационные изменения поведенческих функций ЦНС. Радиационное повреждение эндоплазматического ретикулума приводит к уменьшению синтеза белков. Поврежденные лизосомы высвобождают катаболические ферменты, способные вызвать изменения нуклеиновых кислот, белков и мукополисахаридов. Нарушение структуры и функции митохондрий снижает уровень окислительного фосфорилирования.

Для количественной оценки кислородного эффекта используют величину ФИД (фактор изменения дозы) - отношение равноэффективных доз в опыте и контроле; при этом как при усилении, так и при ослаблении лучевого эффекта берется отношение большей дозы к меньшей. При дозах 1-2 Гр ФИД аноксии = 2-2,5, а в области больших доз = 3. В случае кислородного эффекта величину ФИД часто называют коэффициентом кислородного усиления (ККУ). ККУ при исользовании гамма-излучения обычно = 3. Для рентгеновских лучей, создающих несколько более плотные треки электронов, ККУ составляет 2,6-2,8. Радиомодифицирующий эффект кислорода зависит от ЛПЭ излучений. Эффект максимален при действии редкоионизирующих излучений (1-2 кэВ/мкм) и снижается до 1 при ЛПЭ = 150 кэВ/мкм.