Документ: Основні принципи нормування радіаційного впливу, страницы 26-30

Якщо ж клітина не помирає , то вона може набути нових властивостей , котрих раніш не було , або навпаки загублює раніш властиві властивості . Так, наприклад , на 1 мільйон клітин одна є мутантною внаслідок природного радіаційного фону.

При отриманні чи втраті ознаки організм може або отримати пріоритет, або навпаки стати аутсайдером або не отримати ні того не іншого у своїй боротьбі за виживання та продовження роду . Якщо признак корисний - організм залишає більше нащадків , якщо навпаки - залишає менше чи не залишає взагалі . Таким чином нова корисна мутація через деякий час стає набуттям всього роду , або його нової гілки шкідлива, мутація зникає.

І так іонізоване опромінення це природний мутагенний агент , якій має важливе місце у постачанні мутацій у природу , які є «сировиною» для природного відбору . Тобто природній радіоактивний фон використовується життям в своїх інтересах , в якості постійних мутагенних чинників , до яких життя адоптувалося і має досить непогане процентне співвідношення корисних мутацій . Якщо ж іонізоване опромінення буде вище норми то мутації будуть про індуковані , але клітини при цьому будуть мати майже одні «негативні» мутації

Зрозуміле, що кількість шкідливих мутацій набагато більша ніж корисних, тому кожний шаг вперед супроводжується загибеллю великої кількості менш пристосованих особин. Причому при руху від менш складних організмів до більш складних відсоток шкідливих мутацій збільшується , в цьому немає нічого дивного, бо чим складніша система , тим простіше її зламати та тим складній удосконалити. У високоорганізованої тварини , в тому числі у людини, позитивні мутації - дуже рідкісний випадок . Більша частина мутацій шкідливі , або нейтральні , багато з них стають причиною спадкових хвороб. Звичайно, що іонізуюча радіація теж вносить вклад в цей процес.

Друга важлива риса , на якій би я хотів наголосити це необхідність захисту від через мірної мутагенної небезпеки. Тому живі організми виробили спеціальний механізм , який з одного боку зберігає набуту мутацію , а з іншого зводить до мінімуму вірогідність утворення нових мутацій . це система репарації ДНК. Всі інші органели та компоненти клітини не мають таких систем , бо не відіграють такого суттєвого значення. На мою думку саме іонізуюче опромінення примусило створити цю систему , бо під час зародження життя на Землі природний фон був вище. І , нарешті , третя риса . Якщо доза опромінення на стільки сильна , що репаративні ферменти не можуть своєчасно «відремонтувати» ДНК , то може виникнути стійка мутація , що може призвести до утворення пухлини в організмі. Саме тому була створена ще одна система захисту - імунну систему , що не тільки захищає організм від бактерій, хвороб них грибків та вірусів , а й відшукують у організмі трансформовані клітини з хибною інформацією та вбивають їх.

Одже іонізуюче випромінення має такий вплив : стимулювання мутацій організмів , в результаті чого постачається новий матеріал для еволюції. пряма дія на організм , в результаті якої може виникнути пухлина.

2.4 Системні радіобіологічні ефекти

.4.1 Індукована опроміненням генетична нестабільність

Під впливом опромінення спостерігається зростання генетичної нестабільності, під якою розуміють стійкі, тривалі, поширені на багато поколінь порушення функціонування генетичних керуючих систем клітин. Прояви генетичної нестабільності, як правило, мають характер системної відповіді на опромінення. Генетична нестабільність тенденції до підвищення мінливості спадкових ознак зумовлена структурно-функціональною непостійністю геному - сукупності ядерних елементів генетичної конституції особини.

Індукована опроміненням генетична нестабільність клітин проявляється в багатьох порушеннях, зокрема, в зростанні частоти генних мутацій, хромосомних аберацій, ампліфікації генів, збільшенні клонової гетерогенності, частоти трансформації клітин. Зростає також частота реалізації віддалених наслідків опромінення у формі проліферативної загибелі клітин, яка спостерігається в наступних поколіннях опромінених клітин. Може також істотно відхилятися від норми експресія окремих генів. Клони, одержані з однієї родоначальної клітини, під впливом опромінення демонструють дестабілізацію хромосом, яка проявляється в багатьох клітинних поколіннях.

Генетична нестабільність проявляється в зростанні темпів генетичних змін. У клітинній лінії, яка виникла з однієї опроміненої клітини, протягом багатьох поколінь можуть спостерігатися цитоге-нетичні зміни. Наступні покоління клітин, що ушкоджені іонізуючим випромінюванням, але зберегли здатність до поділу, виявляють схильність до формування нових хромосомних аберацій або точкових мутацій.

Мішень, що відповідає за індукцію генетичної нестабільності, має порівняно великі розміри: вона складається з багатьох структурних і регуляторних генів, у генотипічному прояві яких і виражається генетична нестабільність. Увічнення цитогенетичної мінливості, зумовленої генетичною нестабільністю, пояснюють хромосомною рекомбінацією, нестабільністю сателітів, циклом утворення мостів - розривів і злиттям у дицентриках, що свідчить про хромосомну дестабілізацію.

Генетична нестабільність, індукована дією іонізуючої радіації, характеризується локусною специфічністю, тобто зумовлене опроміненням збільшення ймовірності виникнення мутації в різних локусах неоднакове. Зазначимо, що спонтанна мутабільність окремих генів також неоднакова. Трапляються гени як дуже стабільні, так і лабільні, й, крім того, є багато проміжних за мутабільністю форм.

Припускають, що геномна нестабільність зумовлюється змінами в повторюваних послідовностях ДНК, а також у теломерних ділянках хромосом, у генах, що контролюють репарацію, транскрипцію, реплікацію ДНК і рекомбінаційні процеси з хромосомах.

Гіперваріабельні ділянки ДНК, або мінісателіти, характеризуються виразним популяційним поліморфізмом, який підтримується високими частотами мутацій, що виникають в їхніх межах.

Геномна нестабільність проявляється навіть за опромінення в незначних дозах, про що свідчать результати вивчення медико-біологічних наслідків проживання на забруднених радіацією територіях.

Опромінення альфа-частинками в однотрековій дозі набагато ефективніше щодо генетичної нестабільності, ніж опромінення гамма - або рентгенівським випромінюванням.

Генетична нестабільність, індукована опроміненням, причетна до канцерогенезу. Відомі гени, мутації яких істотно впливають на частоту трансформацій клітин.

Індукована опроміненням геномна нестабільність проявляється в тому, що в клітинній лінії, яка виникла з опроміненої клітини, зростає частота мутацій після багатьох поділів, а геномна нестабільність стовбурних клітин зберігається після їх трансплантації в неопромінений організм.

Відтермінована хромосомна нестабільність. Деякі клітини, що зазнали опромінення, протягом тривалого часу зберігають стан латентної хромосомної нестабільності: в потомстві клітини після низки поділів виникають хромосомні аберації. Хромосомну нестабільність виявлено в лімфоцитів, фібробластів, стовбурних клітин системи кровотворення. Проте деякі з клонів клітин не схильні до хромосомної нестабільності. Це є однією з причин геномної нестабільності, яка зумовлює пізню проліферативну загибель клітини, появу мутантних форм. Хромосомна нестабільність причетна до радіаційної індукції пухлин, коли цей процес має досить тривалий латентнийперіод.

Вважають, що хромосомна нестабільність спричиняється скороченням природної кінцевої частини хромосоми (теломери). Зростання частоти хромосомних аберацій унаслідок старіння клітинного клону також пов'язане зі скороченням теломери.

Крім того, як причину розглядають мутаційні зміни генів, що контролюють проходження клітиною мітотичного циклу, забезпечуючи зупинку у відповідних його пунктах, й через це клітини швидше досягають старіння, для якого характерна хромосомна нестабільність. Не виключено також, що хромосомна нестабільність може зумовлюватися не ушкодженням мішені, а індукцією помилкової репарації або епігенетичною зміною ензиматичного контролю стабільності геному невої патології органів, які не зазнали прямої дії радіації. Це дає підстави вважати, що є дистанційні ефекти опромінення, які реалізуються опосередковано передаванням певних хімічних факторів з опромінених органів у неопромінені. Особливо показовими щодо цього є досліди з парабіонтами - тваринами, штучно з'єднаними через кровоносні системи або зрощуванням тканин. Якщо опромінювати одну з цих тварин, то ознаки променевого ураження проявляються не лише в неї,неопроміненого парабіонта.

Передавання агента хімічної природи, який спричиняє ефекти радіаційного ураження, від безпосередньо опромінених органів до неопромінених відбувається й у межах одного організму.

Речовини, що індукують процеси, подібні до променевого ураження, є радіоміметиками. Отже, з опромінених органів або тканин транспортуються речовини радіоміметичної дії, які названо радіо -токсинами.

Утворюючися в опромінених тканинах, радіотоксини переносяться з міжклітинною рідиною - лімфою - до неопромінених частин організму, де й проявляється їхня дія. Можливими носіями токсичних властивостей міжклітинної рідини в опромінених тварин є продукти розпаду білків, низка похідних фенолів та деякі інші речовини. їх поява зумовлена порушенням метаболізму під час опромінення.

Кров тварин, які зазнали дії іонізуючого випромінювання, має радіотоксині властивості. Під впливом такої крові істотно зменшується активність відповідної АТФ-ази плазматичних мембран тимоцитів.

Соматичний і мультигенеративний канцерогенез. Серед віддалених наслідків опромінення особливо небезпечним явищем є радіаційний канцерогенез. Розрізняють соматичний і мультигенеративний канцерогенез.

У разі соматичного канцерогенезу трансформується соматична клітина, яка в клоні клітин, що розмножуються мітотичним поділом, зазнала кількох мутаційних змін. Пухлини виникають в опроміненому організмі.

Мультигенеративний канцерогенез полягає в тому, що в кількох поколіннях у нащадків батьків, опромінених ще до зачаття першого покоління, виникають специфічні й неспецифічні пухлини. Вважають, що цей ефект ґрунтується на трансзиготному передаванні специфічних мутацій, з якими пов'язаний багатостадійний канцерогенез. Ці мутації визначають спадкову схильність клітин до трансформації. Мутантним клітинам властива підвищена чутливість до дії мутагенних факторів.

Мутації, що зумовлюють мультигенеративний канцерогенез, мають особливу природу: вони не належать ні до точкових мутацій, ні до великих хромосомних перебудов. Для прояву ефекту не потрібна гомозиготність клітин за генами, які зазнали мутаційних змін.

В розвитку променевого ураження організму водночас з ушкодженням окремих органів і тканин, що зазнали безпосереднього опромінення, виявляються ознаки невої патології органів, які не зазнали прямої дії радіації. Це дає підстави вважати, що є дистанційні ефекти опромінення, які реалізуються опосередковано передаванням певних хімічних факторів з опромінених органів у неопромінені. Особливо показовими щодо цього є досліди з парабіонтами - тваринами, штучно з'єднаними через кровоносні системи або зрощуванням тканин. Якщо опромінювати одну з цих тварин, то ознаки променевого ураження проявляються не лише в неї, а й у неопроміненого парабіонта.