Тема 4. ФІЗИЧНІ ОСНОВИ РАДІОБІОЛОГІЇ 6 страница

Надзвичайно великий інтерес до питань радіозахисну й лікування про­меневої хвороби у людини за допомогою гормонів, вітамінів, різних біоло­гічно активних речовин. Протипроменеві властивості мають ретинол (віта­мін А), аскорбінова кислота (вітамін С), токоферол (вітамін Е). Радіопротекторним ефектом характеризуються й інші вітаміни — тіамін (вітамін В,), піридоксин (вітамін В₆), ціанкобаламін (вітамін В₁₂), рутин (вітамін Р), тілохінон (вітамін К) та різні їх сполуки.

При опроміненні рослин сильні радіозахисні властивості виявляють фітогормони: абсцизова кислота й особливо етилен. ФЗД останнього може перевищувати навіть дію найефективніших радіопротекторів сульфгідриль­ної природи. Проте, фітогормони неефективні при опроміненні тварин.

До гормонів тварин, що мають радіозахисну дію, належать згадані вище біогенні аміни та багато інших, у тому числі статеві гормони — андрогени й естрогени; гормони надниркових залоз — адреналін і норадреналін; гормон підшлункової залози — інсулін та гормон щитовидної залози — тироксин.

Високу радіозахисну дію має природний акумулятор і переносних хімічної енергії в живих клітинах аденозинтрифосфат (АТФ) і регулятор клітинного ме­таболізму циклічний аденозинмонофосфат (цАМФ), ФЗД яких досягає 1,5-1,7.

Всі названі метаболіти нетоксичні і досить стабільні.

Поживні речовини. Забезпечення організму поживними речовинами, впливаючи на інтенсивність обміну речовин, синтез і нагромадження мета­болітів, формує певний ендогенний (внутрішній) фон радіостійкості. Цей фон, що створюється тисячами різних органічних і неорганічних речовин та їх сполук, дуже утруднює пояснення причин зниження або збільшення радіо­чутливості організму при введенні окремих поживних речовин. Ці речовини впливають і на перебіг процесів відновлення після опромінення. Безліч фак­тів свідчать про те, що ефекти іонізуючої радіації значною мірою залежать від забезпеченості організму поживними речовинами як перед опромінен­ням, так і після нього.

Зокрема, встановлено, що при вирощуванні на високому агрофоні опромінені рослини виживають краще, ніж на низькому. Значно підвищує радіостійкість рослин внесення при вирощуванні більшої кількості фосфор­них, калійних і магнієвих добрив порівняно з нормою. Протипроменева ефек­тивність солей багатьох металів свідчить про те, що внесення у ґрунт мікро­добрив також сприяє підвищенню радіостійкості рослин.

Оптимізація умов живлення, збільшення в раціоні вмісту калію, кальцію, магнію, вітамінів сприяють зниженню ступеня радіаційного ураження тварин.

Відомі й інші класи хімічних радіозахисних речовин: амідофосфортіоати, ціаніди, нітрили, окислювачі, антимутагени, комплексні сполуки та ін.

Краще застосовувати радіопротектори в суміші, поєднуючи позитивні вла­стивості представників різних їх класів: високу ефективність одних, наприклад сульфгідрильних сполук; низьку токсичність других, наприклад природних ме­таболітів; стабільність третіх, наприклад солей металів. При таких комбінаціях вдасться за рахунок зменшення концентрацій знизити негативні властивості ок­ремих радіопротекторів і, крім того, збільшити дію протипроменевого захисту. За таким принципом виготовлено радіопротектор \УК-2721 (табл. 26).

Проте описані ефекти радіопротекторів, значення їх ФЗД як для тварин, так і для рослин стосуються одноразового гострого опромінення іонізуючим випроміненням γ-, β- і рентгенівського джерела. Тому, після аварії на Чорно­бильській АЕС найважливішим завданням радіобіологів є пошук засобів про­типроменевого захисту для умов хронічного опромінення, яке триває роками, десятиріччями, все життя — радіопротекторів так званої пролонгованої дії.

Радіопротектори пролонгованої дії. В умовах хронічного опромінен­ня захисну дію повинні мати тільки радіопротектори, які протягом тривалого часу зберігають свої властивості, тобто високостабільні. Якщо цієї властиво­сті нема, то найефективніші при гострому опроміненні радіопротектори більшості класів, у тому числі й сульфгідрильні сполуки, при хронічному оп­роміненні не виявляють захисної дії.

Досить високу стабільність дії мають солі металів. Але вона вважається високою лише порівняно із згаданими нестійкими сполуками. Багато металів через деякий час можуть окислюватись, брати участь в обміні речовин і ви­водитись з організму. Тому періодично виникає потреба у введенні нових доз радіопротекторів, що може призвести до різних токсикозів.

Порівняно ефективними радіозахисними засобами пролонгованої дії вважаються радіопротектори з природних метаболітів і поживних речовин.

Застосування комплексних препаратів, виготовлених на основі гормонів, ві­тамінів та інших біологічно активних речовин, а також макро- і мікроелеме­нтів (кальцію, калію, заліза, цинку, кобальту, марганцю, молібдену, міді) сприяє стабілізації гормонального та імунного статусу організму, підвищує його неспецифічну стійкість проти різних несприятливих чинників, у тому числі і дії іонізуючої радіації.

5.4.2. Радіосенсибілізація

Радіосенсибілізація — це штучне збільшення радіочутливості біологіч­них об'єктів, яке супроводжується посиленням шкідливої дії іонізуючого випромінення.

Радіосенсибілізатори являють собою хімічні речовини, введення яких в організм перед опроміненням або під час опромінення призводить до поси­лення радіаційного ураження. Унікальні радіосенсибілізуючі властивості, як уже зазначалось, має кисень, який порівняно з аноксичними умовами може посилювати радіаційне ураження всіх живих організмів в 2,5-3 рази і біль­ше. Майже так само діє оксид азоту N0.

Останнім часом активно вивчаються радіосенсибілізуючі властивості більш складних хімічних сполук, що діють на організм подібно до кисню, але які можна було б вводити звичайними способами, як протектори, а не за допомогою складної апаратури. Серед найефективніших радіосенсибілізаторів таку властивість мають похідні дуже сильного окислювача нітроімідазолу — метронідазол і мізонідазол. Вони можуть посилювати променеве ура­ження, тобто знижувати ефективну дозу більш як у 2 рази.

Особливий інтерес викликає сенсибілізація дії іонізуючої радіації специфіч­ною сполукою — йодацетамідом. Він може зв'язувати сульфгідрильні групи білків, послаблюючи тим самим радіостійкість організму, забезпечену природними сульф­гідрильними сполуками Йодацетамід посилює радіаційне ураження майже удвоє.

Застосування радіосенсибілізаторів на практиці досить вузьке. Найваж­ливішою сферою їх використання в медицині є радіаційна терапія злоякісних пухлин, коли для зменшення радіаційного ураження здорових тканин радіо­сенсибілізатори вводять безпосередньо в зону опромінення. Розробка способів радіосенсибілізації дуже важлива для багатьох радіаційно біологічних технологій, в тому числі й для тих, що використовуються у сільському господарстві і потребують високих доз опромінення (радіацій­на обробка кормів, радіаційне знезараження стічних вод та ін.). Використан­ня радіосенсибілізаторів у цьому разі за рахунок зменшення дози дає змогу скоротити тривалість опромінення, а в деяких випадках — і затрати енергії.

Перспективним є застосування радіосенсибілізаторів у радіаційному мутагенезі рослин. За їх допомогою вдається підвищити генетичний ефект опромінення, зберігаючи при цьому досить високе виживання рослинних ор­ганізмів.

5.4.3. Післярадіаційне відновлення організму

Післярадіаційне відновлення організму — це нормалізація після радіа­ційного ураження функцій клітин його критичних органів, що забезпечує но­рмалізацію їх функціональної діяльності і одужання його як цілісної систе­ми. Таке визначення поняття «відновлення» відбиває суть процесів, що при­водять до нормалізації функцій багатоклітинного організму, пошкодженого іонізуючими випроміненнями. І з таких позицій під відновленням критичних тканин рослин — меристем слід розуміти відновлення здатності їх клітин до поділу, а меристеми в цілому — до проліферації.

Явище післярадіаційного відновлення являє собою багаторівневий про­цес, і те, що сприймається як відновлення організму, як одужання від проме­невої хвороби, звичайно відображає функціонування чисельних складних систем відновлення, які діють на різних рівнях організації.

В 1972 р. Д. М. Гродзинським і І. М. Гудковим була запропонована схе­ма основних шляхів післярадіаційного відновлення рослин (рис. 17). Згідно неї, загальне відновлення рослини досягається за рахунок чотирьох способів післярадіаційного відновлення: репараційного, репопуляційного, регенера­ційного і компенсаторного.

Репараційне, або поклітинне, відновлення, досягається за рахунок віднов­лення макромолекул клітини, в першу чергу ДНК, та окремих структур кліти­ни — хромосом, мембран та інших. Репопуляційне відновлення забезпечується розмноженням клітин, які в момент опромінення перебували в радіостійкому стані і зберегли здатність до поділу. Це — клітини, що знаходяться у радіос­тійких періодах клітинного циклу та поза циклом — стані спокою. Регенера­ційне відновлення відбиває, з одного боку, проліферацію тканин, що зна­ходяться в стані спокою (наприклад, центру спокою кореня), і з іншого — органів, що знаходяться в стані спокою (наприклад, сплячих бруньок). На від­міну від інших організмів цей тип відновлення у вищих рослин відіграє дуже важливу роль. І, нарешті, компенсаторне відновлення може досягатися за ра­хунок того, що функції пошкоджених клітин (тканин, органів), несучи підви­щене навантаження, виконують неушкоджені клітини (тканини, органи), та за рахунок дедиференціації спеціалізованих клітин і тканин у проліферуючі.

Таким чином, можливі різні шляхи післярадіаційного відновлення на різних рівнях організації організму. Але при опроміненні такого багатоклі­тинного утворення як вища рослина, доводиться зустрічатися з дуже склад­ним переплетенням цих шляхів і далеко не завжди є можливість відрізнити їх один від одного.

Післярадіаційне відновлення

Репараційне	Репопуляційне	Регенераційне	Компенсаторне
відновлення	відновлення	відновлення	відновлення

Рис. 17. Шляхи (типи) післярадіаційного відновлення живих організми

Репараційне відновлення. Досить переконливі докази можливості репа­раційного, або поклітинного, відновлення окремих пошкоджених іонізуючими випроміненнями клітин були одержані порівняно недавно — лише в 60-х рр. і то тільки для одноклітинних організмів і клітин в культурі. Але ще добре деся­тиліття не було підстав говорити про конкретні механізми молекулярного відновлення і відновлення клітинних структур, хоча передумови для цього іс­нували. Головною з них є репарація сублетального пошкодження.

В опроміненій клітині розрізняють два типи пошкодження — потенцій­но летальне та сублетальне. Потенційно летальними пошкодженнями нази­вають такі, які можуть привести до загибелі клітини, але в певних умовах можуть бути відновлені. Під сублетальними розуміють такі типи пошкоджень, які самі по собі ще не приводять до загибелі клітини, але при наступному опроміненні здатні її викликати.

Відповідно розрізняють два типи репарації — від потенційно летальних і від сублетальних пошкоджень. Можливість репарації від сублетальних пошкод­жень звичайно доводиться дослідами по фракціонованому опроміненню, в осно­ві яких лежить гіпотеза про те, що якби радіаційне ураження носило повністю незворотний характер, то ефект, викликаний фракціонованим опроміненням при певній сумарній дозі, був би таким же, як і при одноразовому опроміненні у тій же дозі. Але це не так. Величезна кількість даних, одержаних в дослідженнях з найрізноманітнішими організмами, в тому числі і з рослинами, свідчить про те, що при фракціонуванні дози ступінь радіаційного ураження, як правило, змен­шується. При цьому ураження тим слабше, чим більший проміжок часу розділяє фракції і чим більша кількість фракцій, на які розділена доза.

Як випадок максимального ступеня фракціонування дози можна роз­глядати опромінення при зниженні потужності дози. Результати досліджень багатьох авторів, які проводили опромінення рослин і тварин за різних поту­жностей доз, однозначно свідчать про те, що з її зменшенням дія опромінен­ня, як правило, значно знижується. Слід відмітити, що в сухих системах (насінні, спорах, пилку), при обмеженні доступу кисню ефект фракціонуван­ня і потужності дози не проявляється або значно послаблюється. І найбільш переконливе пояснення цього явища можна знайти саме у визнанні реально­сті існування поклітинного відновлення, обов'язковою умовою якого є підт­римування в клітинах активного обміну речовин.

Хоча існують і інші спроби пояснення цих ефектів. Деякі автори вважа­ють, що перша фракція дози може переводити клітину у більш радіостійкий стан, наприклад, індукуючи затримку поділу і роблячи її менш чутливою до наступного опромінення. Інші вважають, що при першій фракції дози може відбуватися стимулювання процесів репарації, що зумовлює меншу пошкод­жуваність при опроміненні другою фракцією. Але обидві ці гіпотези ні в якій мірі не суперечать ідеї поклітинного відновлення, тому що підвищення радіостійкості при затримці поділу нерідко пояснюють саме створенням при­датних умов для процесів репарації.

Таким чином, дослідження по фракціонованому опроміненню одно­значно свідчать про наявність відновних процесів в клітинах рослин.

Молекулярне відновлення. Основним молекулярним пошкодженням клі­тини при дії іонізуючих випромінень, як уже не раз відзначалось, є пошкод­ження молекул ДНК. Головним структурним пошкодженням ДНК — одно- і двониткові (одиночні і подвійні) розриви її полінуклеотидних ланцюгів. Ре­парація цих типів пошкоджень, яким приписується головна роль в загибелі клітини, вперше була показана в дослідах з бактеріями, які дають змогу оде­ржувати штами, дефектні за окремими ферментами, що контролюють певні етапи репарації.

На першому етапі після утворення розриву відбувається виявлення міс­ця пошкодження за допомогою спеціальних контролюючих систем. Потім ділянка полінуклеотидної нитки з пошкодженими нуклеотидами з обох боків надрізається за допомогою спеціальних ферментів ендонуклеаз, вищеплюється з молекули — інцизія і видаляється — ексцизія. Останній етап здійснює­ться за допомогою ферментів, які називаються екзонуклеазами. Розмір утво­реного розриву буває різним — від декількох одиниць до декількох тисяч нуклеотидів. Після звільнення молекули від пошкодженої ділянки відбуває­ться комплементарний синтез ДНК на місці бреши з використанням залишку непошкодженої нитки ДНК в ролі матриці — так звана репаративна репліка­ція. Цей етап контролюється ферментами ДНК-полімеразами, які беруть участь і у звичайному реплікативному синтезі ДНК. І, нарешті, відбувається зшивання кінців синтезованої ділянки з полінуклеотидною ниткою.

Тип репарації, що йде за наведеною схемою, одержав назву ексцизійної репарації. Але описані й інші типи репараційного синтезу ДНК. Більшість з них хоч і має певні особливості, в цілому нагадують дану схему, суть якої визначається принципом «вищепління-заміщення».

Для репарації двониткових, або подвійних, розривів ДНК необхідно, щоб клітина мала активну систему рекомбінації і непошкоджені ділянки ДНК, гомологічні тим ділянкам, які мають подвійні розриви.

Але до недавнього часу не було чітких доказів існування молекулярної репарації ДНК в рослинних клітинах. Більше того, в зв'язку з тим, що спро­би виявити систему ферментів репарації в рослинах і процеси репаративної реплікації завершились невдало, у 60-ті рр. було висловлене припущення про принципову відмінність тваринних і рослинних клітин, яка полягає ніби­то саме у відсутності у останніх механізмів репарації ДНК.

Заперечення існуванню молекулярної репарації у рослин виглядало до­сить несподівано, так як суперечило загальним принципам організації живо­го на молекулярному і клітинному рівнях, виключало існування в клітинах рослин дуже важливого механізму, покликаного слідкувати за незмінністю структури ДНК, стабільністю генетичного коду. Тому пошуки регіаруючих систем у рослин тривали. І хоча в зв'язку з відсутністю у вищих рослин від­повідних мутантних форм, як у бактерій, не було одержано прямих даних про послідовний хід етапів реплікативної репарації, було здобуто досить ба­гато фактів, що свідчать про її існування.

Важливим доказом наявності у вищих рослин механізмів молекулярної репарації ДНК стало встановлення можливості відновлення її молекулярної маси за допомогою методу центрифугування в лужному градієнті сахарози. Суть його полягає в тому, що при центрифугуванні препаратів ДНК стан її окремих фракцій за молекулярною масою описується відповідною седиментограмою з характерним піком у максимумі молекулярної маси. При виник­ненні в ДНК при опроміненні розривів її молекулярна маса зменшується. На седиментограмі це відображується зміщенням піку в бік більш легких фрак­цій. У дослідах з найрізноманітнішими видами рослин було цілком одно­значно показано, що зі збільшенням часу між опроміненням рослин і виділенням ДНК профіль її седиментації все в більшій мірі повертається до нормального, тобто первинного стану.

Доказом можливості молекулярної репарації ДНК є демонстрація додат­кового включення попередників в ДНК опромінених клітин — так званого позапланового синтезу ДНК, який відбиває етап комплементарного синтезу на місці пробілу в молекулі, що виник після вищеплення пошкодженої ділян­ки. Так як інтенсивність репаративного синтезу ДНК в порівнянні з реплікативним досить низька, його звичайно встановлюють в ДНК-нисинтезуючі періоди клітинного циклу (в пре- та постсинтетичну фази) по включенню специфічного міченого попередника синтезу ДНК тимідину (³Н-тимідіну). Це можна зробити тільки на клітинах, які діляться синхронно, тобто при роботі з тканиною або клітинною популяцією, в якій всі клітини водночас проходять фази клітинного циклу, чого практично не буває в природних умовах, але чого почасти можна досягти в умовах лабораторії за допомогою синхронізаторів поділу. Але навіть кращі з них дають змогу досягти не більш як 80-90 % синхронності поділу. Не залучені ж в одночасний поділ клітини, синтезуючи ДНК в будь-який слушний для них час, не дають мож­ливості показати існування позапланового синтезу ДНК.

Але відомо, що в зародках насіння, яке перебуває в стані спокою, до 100 % клітин можуть знаходитися у так званій G₀-фазі. При набуханні і про­ростанні насіння вони переходять в пресинтетичну G₁ фазу і тільки пройшо­вши її — в ДНК-синтезуючу S-фазу. При проростанні насіння при кімнатній температурі перші ДНК-синтезуючі клітини з'являються, як правило, тільки через 10-30 годин. До цього періоду склад клітин меристем зародка не змі­нюється і практично повністю представлений клітинами, які знаходяться у пресинтетичній фазі чи, точніше, перехідному Gо-G₁-періоді. І було доведе­но, що у-опромінення насіння в цей період індукує додатковий позаплановий синтез ДНК в клітинах зародкового кореня. Ступінь включення міченого ти­мідину залежав від дози: з її збільшенням він зростав, досягав максимуму (5-7 % клітин порівняно з 0,5 % у контролі) і при подальшому збільшенні дози зменшувався.

Існують дані і про молекулярне відновлення РНК, деяких білків, зокре­ма, ядерного білку хроматину, окремих основ ДНК. Але і в їх основі лежать механізми, аналогічні репарації ДНК. Тому репарація ДНК вважається осно­вним механізмом молекулярного відновлення. Саме за його допомогою лік­відуються індуковані випроміненнями генетичні пошкодження.

Відновлення клітинних структур. Ще в 50-х рр. була висунута гіпотеза про можливість відновлення радіаційних пошкоджень на рівні хромосом.

Вона була заснована на підставі багатьох експериментальних даних про те, що при фракціонуванні дози опромінення кількість аберацій хромосом на клітину суттєво залежить від інтервалу часу між фракціями дози. Але якщо при невеликих інтервалах, вимірюваних хвилинами — годинами, практично завжди спостерігається збільшення числа аберацій, то при подальшому зрос­танні часу між фракціями або кількості фракцій результати виявляються досить суперечливими: в одних випадках відбувається очікуване монотонне їх зменшення до певного рівня, а в інших — після зменшення знову спосте­рігається збільшення. Іноді зустрічаються і менш чіткі залежності, які не від­носяться ні до першого, ні до другого випадку, та як виняток — обернена за­лежність: збільшення кількості аберації хромосом при фракціонуванні.

В цілому ж вважається, що в післярадіаційний період відбувається відновлен­ня хромосом. Але досі ще не встановлено якихось певних механізмів їх репарації.

Є дані і про репараційне відновлення деяких інших структур клітини і, зокрема, мембран, які відіграють важливу роль в розвитку радіаційного ура­ження. Встановлено, що структура мембран, її проникливість, пошкоджені іонізуючими випроміненнями, можуть з часом відновлюватися. Але молеку­лярні механізми цього процесу досліджені поки що слабо.

Яку роль відіграє репараційне відновлення в загальному відновленні ор­ганізму і, зокрема, рослин, поки що невідомо. Досить переконливо не показана кореляція між радіостійкістю видів вищих організмів та їх здатністю до репа­рації. Відомі лише окремі роботи, в яких на основі дуже вузьких досліджень висловлюється версії про можливість такого зв'язку. Але в цілому, не запере­чуючи важливої ролі процесів поклітинного відновлення в житті всіх організмів, можна з усією впевненістю стверджувати, що прямої кореляції між здатністю клітин меристем до репарації і радіостійкістю рослин не існує.

Розгляд часових характеристик кінетики відновлення меристем у після­радіаційний період і відновлення постійно оновлюваних тканин ссавців свід­чить про те, що для нормалізації здатності критичних тканин до виконання своїх функцій необхідні, як мінімум, декілька клітинних циклів, тобто де­кілька діб, а не кілька годин, достатніх для поклітинного відновлення. І піс­лярадіаційне відновлення будь-якої багатоклітинної системи є не стільки фу­нкцією репарації окремих її клітин, скільки розмноженням клітин, які зберегли здатність до поділу — репопуляції.

Репопуляційне відновлення. Джерелом репопуляційного відновлення є клітини, які зберегли репродуктивну здатність після опромінення. З одного боку, це клітини, що в момент дії радіації перебували в радіостійких періо­дах клітинного циклу, а з іншого боку — клітини, що знаходилися в стані спокою — «поза циклом».

Розмноження клітин, які перебувають в радіостійких фазах клітинного циклу. Радіостійкість клітин меристем в залежності від фази і періоду клітин­ного циклу може розрізнятися в 2-3 рази. Тому завдяки асинхронності поділу, що є нічим іншим, як механізмом підтримки стійкості твірних тканин до уш­коджуючих факторів, в меристемах рослин в будь-який момент часу присутні клітини на різних фазах клітинного циклу. І популяція клітин меристеми після опромінення являє собою досить строкату картину, так як в ній в залежності від радіочутливості окремих клітин будуть присутні три основних їх пули (рис. 18): клітини, що були пошкоджені і втратили здатність до поділу (які перебували в момент опромінення в найрадіочутливіших періодах циклу); кліти­ни практично не пошкоджені (що знаходились в найрадіостійкіших періодах), і клітини, що несуть потенціально летальні пошкодження, які в залежності від умов і ситуації можуть перейти як в клас 1, так і в клас 2 (які перебували в проміжних за радіочутливістю періодах клітинного циклу).

Клітини, які зберегли здатність до поділу, продовжують розмножувати­ся. Більше того, «відчувши» нестачу клітин в меристемі при елімінації тих, що втратили здатність до поділу, вони діляться з більшою швидкістю, ніж в нормі. Було показано, що тривалість клітинного циклу клітин меристеми ко­реня, котрі зберегли здатність до поділу, в такій ситуації скорочувалась з 17 до 13 годин. І через декілька днів, тобто після кількох клітинних циклів, спостерігається її відновлення.

Розмноження клітин, які знаходяться поза циклом поділу. Резервом репопуляції такого відновлення рослин є клітини меристем в стані спокою — клітини, що перебувають поза циклом поділу. У таких клітин є дві принци­пові можливості по відношенню до своєї подальшої долі: з припиненням дії чинника, який примусив їх вийти зі стану спокою або після відновлення по­шкодження, якщо зупинка була його наслідком, знову повернутися на шлях поділу, або під впливом відповідного стимулу перейти до диференціації. Яким саме з цих шляхів піде клітина, багато в чому визначається міжклітин­ними взаємодіями, які складаються в популяції.

Перебуваючи в стані спокою, клітини меристеми мають більш високу стійкість до γ-випромінення, ніж клітини, що діляться. І при дії на рослини іо­нізуючих випромінень в дозах, що ведуть до втрати репродуктивної здатності у всіх або в певної кількості клітин, що діляться, до процесів репопуляційного відновлення підключаються клітини, які перебувають поза циклом поділу. Саме тому перехід клітин в стан спокою варто розглядати як спосіб створення клітинних резервів тканини, які є фондом її репопуляційного відновлення.

Можливість репопуляційного відновлення і його темни залежать від розміру пулу клітин, що зберегли здатність до поділу. Із збільшенням дози опромінення його об'єм зменшується і імовірність відновлення цим шляхом знижується. Теоретично репопуляційне відновлення можливе при наявності в популяції навіть однієї клітини, яка зберегла здатність до поділу. І дійсно, в дослідах з ссавцями було показано, що ті крипти кишкового епітелію, в яких при опроміненні вижила хоча б одна клітина, можуть повністю віднов­люватися за рахунок її поділу і розмноження.

Отже, розмноження клітин, які зберегли здатність до поділу після оп­ромінення, становить суть репопуляційного відновлення. Звичайно, серед

здорових клітин можуть зустрічатися групи клітин, утворені від частково пошкоджених, але таких, що зберегли здатність до поділу, клітин, а також репарованих, які можуть мати ознаки радіаційного ураження. За термінологі­єю Д. М. Гродзинського, організм, що сформувався після опромінення, являє собою радіаційну химеру.

Слід відзначити, що найефективніший на теперішній час прийом ліку­вання променевої хвороби людини, який полягає у трансплантації кісткового мозку здорового індивідууму хворому, являє собою ні що інше, як репопуляційне відновлення кровотворної тканини за рахунок розмноження непошкоджених радіацією клітин донора. Цей прийом застосовується саме тоді, коли при високих дозах опромінення втрачають повністю здатність до поділу сто­вбурові кровотворні клітини кісткового мозку — найрадіочутливішої ткани­ни хребетних.

Регенераційне відновлення. Якщо перші два шляхи післярадіаційного відновлення — репарація і репопуляція властиві всім багатоклітинним орга­нізмам, як рослинам, так і тваринам, то регенераційне відновлення — пере­важно лише рослинам. Так, поряд з такою надійною формою захисту виду, як існування надзвичайно стійкої фази їх онтогенезу — насіння, рослини ма­ють потужну систему регенерації — здатність до відновлення втрачених ор­ганів і навіть всієї рослини за рахунок спеціальних тканин і органів, клітини яких, аналогічно клітинам насіння, знаходяться у стані спокою і мають висо­ку стійкість до всіх уражуючих чинників.

В різних частинах рослини є тканини і органи, які протягом певного періоду онтогенезу, а часом і всього її життя, знаходяться в стані спокою. Клітини таких тканин заблоковані в Оо-фазі. Але їх проліферацію можна індукувати, подавивши поділ клітин в тканинах і органах, що активно рос­туть. І тут саме і приходиться зіткнутися з дуже цікавими явищами біології рослин — регенерацією і регенераційним відновленням. Тут будуть розгля­нуті два основні типи регенерації у вищих рослин — регенерація тканин, які перебувають в стані спокою, і регенерація органів, які перебувають в стані спокою.

Регенерація тканин, які перебувають в стані спокою. На самому кінчику кореня, на межі з кореневим чохликом знаходиться особлива група клітин, яка має форму півсфери або двояко випуклої лінзи. Клітини цього утворення, яких, як правило, нараховується не більше 1-2 тисяч, діляться дуже рідко — раз на 200-500 годин, в той час як тривалість клітинного циклу переважної кількості оточуючих їх проліферуючих клітин меристеми складає лише 12-24 години. Англійський ботанік і фізіолог рослин Ф. Клаус, який відкрив і перший почав дослідження цієї ділянки кореня у 1954 р., назвав його центром спокою.