2. Механизм действия ионизирующей радиации на организм.

Биологическое действие ионизирующей радиации выражается в развитии местных лучевых реакций (ожоги и катаракты) и особого генерализованного процесса - лучевой болезни. В процессе радиационного повреждающего действия условно можно выделить три этапа: а) первичное действие ионизирующего излучения;

б) влияние радиации на клетки;

в) действие радиации на целый организм.

Существует прямое и непрямое повреждающее действие ионизирующей радиации на клетки.

Под прямым повреждающим действием ионизирующей радиации понимают непосредственное ее действие на макромолекулы и надмолекулярные структуры клеток. Энергия ионизирующей радиации превышает энергию внутримолекулярных и внутриатомных связей, вызывает ионизацию молекул, разрыв наименее прочных связей, образование свободных радикалов. Структурными проявления прямого действия радиации являются: разрыв хромосом, расщепление молекул ДНК и РНК, набухание органоидов клетки.

Непрямое (косвенное) действие радиации обусловлено образованием в клетке большого количества свободных радикалов. Основным их источником являются молекулы воды. Образовавшиеся свободные радикалы взаимодействуют между собой, в результате чего образуются вторичные свободные радикалы и гидропероксиды. Их накопление приводит к быстрой активации процессов свободнорадикального окисления азотистых оснований ДНК и РНК, белков-ферментов, липидов, аминокислот.

Радиотоксины – это продукты свободнорадикального окисления, образующиеся в тканях под действием радиоактивного облучения. Наибольшее значение в патогенезе лучевых поражений имеют липидные радиотоксины. Являясь промежуточными и конечными продуктами пероксидного окисления липидов, они накапливаются в мембранах клеток и нарушают их барьерные свойства. Кроме того, в облученных клетках из некоторых аминокислот (тирозин, триптофан) образуются хиноновые радиотоксины, которые являются химическими мутагенами и угнетают активность ферментов.

Из поврежденных клеток радиотоксины попадают в кровь, оказывают патогенное действие на

органы и ткани удаленные от места их образования.

3. Действие ионизирующей радиации на клетки.

Ионизирующее излучение вызывает различные реакции клеток - от временной задержки размножения до их гибели. Главным фактором, определяющим чувствительность тканей, к ионизирующему излучению, является способность клеток к делению и его интенсивность. Следовательно, самой высокой радиочувствительностью обладают ткани, в которых процессы деления клеток выражены наиболее интенсивно:

1.На первом месте кроветворная и лимфоидная ткани, где обновление клеток происходит постоянно.

2. эпителиальная ткань, в особенности эпителий пищеварительной трубки и половых желез, а также покровный эпителий кожи.

3.эндотелий сосудов.

4.хрящевая, мышечная и нервная ткань.

Радиочувствительность клеток зависит от объема генетического материала, активности энергообеспечивающих систем, интенсивности метаболизма, активности и соотношения ферментов, обеспечивающих репарацию клетки, от устойчивости биологических мембран и их репарируемости, а также от наличия в клетке предшественников радиотоксинов. В основе радиационного поражения клеток лежат нарушения ультраструктуры органелл и связанные с этим изменения обмена веществ.

Малые дозы ионизирующего излучения вызывают обратимые (нелетальные) изменения клетки. Они появляются сразу или через несколько минут после облучения (ингибирование нуклеинового обмена, изменение проницаемости клеточных мембран, возникновение липкости хромосом, образование зерен и глыбок в ядерном веществе, задержка митозов) и с течением времени исчезают.

При больших дозах облучения в клетках наступают летальные изменения, приводящие к их гибели до вступления в митоз (интерфазная гибель) либо в момент митотического деления (митотическая или репродуктивная гибель). Интерфазной гибели предшествует изменение проницаемости ядерной, митохондриальной и цитоплазматической мембран. Изменение мембран лизосом приводит к освобождению и активации ДНКазы, РНКазы, катепсинов, фосфатазы, ферментов гидролиза мукополисахаридов и др. Основной причиной репродуктивной гибели клеток являются структурные повреждения хромосом (структурные аберрации), возникающие под влиянием облучения.

Считается, что радиочувствительность ядра значительно выше, чем цитоплазмы. Это и играет решающую роль в исходе облучения клетки. Гибель клеток ведет к опустошению тканей, нарушению их структуры и функции.