Повышение «биологического фона радиорезистентности»

Введение в организм эффективных доз протекторов сопровождается довольно значительными изменениями различных биохимических процессов, на фоне которых и происходит облучение животных. По существу, образование эндогенных тиолов — одно из проявлений таких многочисленных изменений. Ю. Б. Кудряшов и Е. Н. Гончаренко (1980) придают значение и другим эндогенным биологически активным соединениям, изменение содержания которых под влиянием средств химической защиты создает биохимический фон радиорезистентности за счет мобилизации защитных ресурсов организма.

Таким образом, с одной стороны, под влиянием протекторов увеличивается содержание эндогенных аминов, обладающих радиозащитной активностью (серотонин, дофамин и гистамин), с другой – снижается содержание продуктов окисления липидов, обладающих радиомиметическим действием. Первые из них рассматривают как эндогенные протекторы, вторые — как эндогенные радиосенсибилизаторы. Кроме того, биогенные амины, согласно развиваемой точке зрения, наряду с фармакологическим (гипоксическим) механизмом действия активируют систему циклических нуклеотидов, контролирующую, как известно, клеточное деление, синтез нуклеиновых кислот, гликолиз, проницаемость мембран и другие важные клеточные процессы, переводя их в состояние «радиорезистентного метаболизма».

КИСЛОРОДНЫЙ ЭФФЕКТ

Под кислородным эффектом (КЭ) обычно понимают явление усиления лучевого поражения при повышении концентрации кислорода по сравнению с наблюдаемым в результате облучения в анаэробных условиях, т.е. кислород является универсальным радиосенсибилизатором.

КЭ — универсальное явление в радиобиологии.

Любые биологические объекты в бескислородной среде имеют минимальную радиочувствительность. С увеличением парциального давления (напряжения) кислорода в среде их радиочувствительность увеличивается, подчиняясь определенной закономерности. Этот феномен получил название кислородного эффекта. Английский радиолог Грей (L.Н. Gray) в 1953 г. впервые предложил для избирательного усиления действия облучения на ткань злокачественных опухолей использовать облучение в условиях дыхания чистым кислородом при атмосферном давлении или под давлением до 3х10⁵ Па (около 3 атм) в специальной барокамере. Разработанные им методы получили соответственно названия оксигенорадиотерапия и оксигенобарорадиотерапия (облучение в условиях гипербарической оксигенации).

КЭ обнаружен по различным показателям лучевого поражения, как в модельных системах, так и в экспериментах на всех уровнях биологической организации. КЭ присущ для широкого круга объектов: различных веществ в сухом состоянии и в растворах, искусственных и природных мембран, изолированных клеток, клеточных органелл, культур клеток, тканей животных и человека, растений, целостных организмов.

Тем не менее, еще по сей день нет полной ясности в том, какие свойства, присущие кислороду, ответственны за его радиомодифицирующее действие. Наиболее общепринятой признана точка зрения о роли электроноакцепторных свойств молекулы кислорода, являющейся бирадикалом. Вследствие этого кислород активно взаимодействует с образующимися при действии излучений радикалами биологических молекул, и, как бы фиксируя возникшие в них потенциальные повреждения, делает их труднодоступными или недоступными для репарации.

Универсальность кислородного эффекта у различных биологических объектов делает понятным стремление многих исследователей, так или иначе, связать с ним механизм действия большинства протекторов, тем более, что ФИД при защите эффективными протекторами и максимальная величина кислородного эффекта близки друг к другу.

Проявление КЭ зависит:

1. от фактора времени: для получения максимальной сенсибилизации кислорода необходимо подавать до начала облучения (за 1-2 мс, 40 мс по данным различных авторов). По-видимому, это время, в течение которого кислород может продиффундировать к «критическим» внутриклеточным структурам. Если кислород подается после облучения, то ККУ уменьшается обратно пропорционально увеличению времени, прошедшему после облучения.

Таким образом, сенсибилизирующее действие кислорода при облучении может проявляться только тогда, когда он присутствует непосредственно в момент облучения.

2. от концентрации кислорода:КЭ увеличивается при увеличении концентрации кислорода.

3. от линейной передачи энергии (ЛПЭ) – с повышением ЛПЭ КЭ быстро уменьшается, а при облучении, например, альфа-частицами исчезает.