Навигация
1. Обзор литературы
1.1 Действие ионизирующего излучения на наследственные структуры
ИИ обладает сильным мутагенным эффектом. Для мутагенного действия наследственный материал является главной мишенью. Нарушение структурной организации приводит к изменениям в потомстве данного организм, либо к его гибели. Существуют гипотезы о возникновении генетических перестроек. К примеру, физиологическая гипотеза предполагает возникновение мутаций не в фазе непосредственного повреждения генетического аппарата, но при нетождественной репарации. (Лобашов, 1947). Предложенная В.И. Корогодиным (1966) гипотеза основывается на предложении, что результат внешнего воздействия - потенциальные повреждения наследственных структур, переходящие в истинные.
Первичные повреждения наследственного материала, вызванные ИИ, заключаются в одно- и двунитевых разрывах глюкозидной связи с последующим удалением оснований из полимерной ДНК; образующиеся деструктивные основания, «апуриновые, амидопириповые участки могут служить субстратом для специфических эндонуклиаз. Азотные основания повреждаются в два - три чаще, чем однонитеевые разрывы фосфодиэфирных связей. В свою очередь однотиевые разрывы формируются на 1-1,5 порядка чаще, чем двунитевые (Жестяников, 1979). Наиболее радиоустойчивы - нуклиазидные связи в нуклеиновых кислотах, они в 7-9 раз стабильнее, чем фосфодиэфирные (Кузин, 1973).
Согласно теории Д. Кроузера (Ли, 1963) первичным актом является попадание кванта энергии в определенную структуру, и ионизация, вызывающая повреждение, возникает именно в ней. Однако после открытия репарационных ферментных систем стали очевидны возможности возникновения скрытых повреждений. которые не всегда завершаются проявлением адекватного радиогенетического эффекта (Корогодин. 1966).
Структурно-метаболическая теория предвидит возможность, когда в следствие радиохимических процессов в ядре клетки формируются вещества, вызывающие повреждение структур ДНК и ДНП (Кузин, 1973).
В конечном итоге, повреждения формируются в несгабильной структуре, исход которых может быть либо возникновением точковых мутаций и формирование хромосомных аберраций, либо первичные изменения могут быть репарированы. При чем зависимость выхода точковых и хромосомных мутаций обусловлена различными механизмами возникновения этих двух типов мутаций. Например, различная мощность дозы не влияет на выход точковых мутаций у дрозофилы, в то время, как уровень аберрантных перестроек увеличивался пропорционально увеличению мощности дозы гамма-облучения. Сходные результаты при обработке линейных мышей рентгеновскими лучами получили П. Буул и Дж. Гудзварт (Buul, Goudzwart 1986, цирк. по Ракину).
В частности, наличие гена, нарушающего рекомбинацию, под влиянием гамма лучей не вызывала увеличения частоты РЛМ у дрозофилы, хотя выход гиперплоидных самцов при этом был различен (Miyamoto, 1983, цит, по Ракину).
На выраженность радиогенетического эффекта может влиять митотическая активность клетки. Чем больше времени проходит между делениями клетки, тем больше событий аберрантной природы (Gaulden, Weber, 1984, цирк. по Ракину).
Безусловно и то, что индукция хромосомных аберраций зависит от дифференцировки клеток. Большая резистентность больших лимфоцитов по сравнению с малыми объясняется тем, что у последних в процессе дифференциации сильно возрастает плотность спирализации ДНК, что ведет к утрате способности к эксцизионной репарации (George e.a.; 1987, цит. по Ракину).
Неодинакова радиочувствительность клеток различных тканей одного и того же организма. Это четко показал И. Буул при сравнении реакции на облучение сперматоцитов и клеток костного мозга мышей, в последних образуется в 4,5 раза больше аберраций, чем в половых клетках. Аналогична картина и при сравнении сперматоцитов и клеток роговицы глаза мыши. Такое несоответствие можно объяснить различной активностью репаративных энзимов в тканях выполняющих различные функции. Частота возникновения аберрантных перестроек в одной о той же хромосоме и негомологичных парах хромосом одного генома то же различна.
Выход хромосомных аберраций может зависеть от параметров, таких, как пол особи (Ватти, 1987), возраст, физиологическим состоянием клетки и организма в целом. Однако хромосомные аберрации могут возникать и без прямого воздействия ИИ за счет дестабилизации цепи ДНК, индуцированной в результате потери или модификации нуклеотидов, либо образование ДНК-межнитевых сшивок чипа димеров тимина (Liu, Heddle, 1981, цит. по Ракину).
На основании этих фактов можно предположить, что при действии ИИ на ДНК, первичные реакции начинаются с повреждения азотных оснований. В последствие нерепарируемые повреждения фиксируются в виде точковых мутаций, а другая часть поломок вследствие работы репаративных систем преобразуется в хромосомные перестройки.
1.1.1. Действие малых доз ионизирующего излучения на
биологические объекты
Хроническое действие малых доз ИИ на организм также опасно, как и однократное воздействие мега-дозы излучения. Анализ данных о выходах генетических повреждений показывает «немонотонную» зависимость выхода мутаций от дозы радиации (Зайнуллин, 1998). Например, частота хромосомных аберраций в корневой меристеме прорастающих семян овсянницы луговой, собранных с гамма - поля, оказалась выше по сравнению с контролем, а однако эта зависимость не всегда была монотонной. Частота хлорофильных мутаций среди всходов облучившихся семян, напротив оказалась ниже контрольного уровня. Это может быть связано, как с высоким полиморфизмом данного показателя, типичным для дикорастущих видов, так и с явлением гомозиготации в малых изолированных популяциях (гамма - поле) (Зайнуллин, 1993).
Исследуя линии дрозофил спонтанный уровень доминантных леталий может колебаться (Ватти, 19б5). При относительно низком фоне радиации обнаруживается повышение уровней доминантных леталий (Шевченко, Померанцева 1985).
Хроническое облучение в алых дозах приводит к заметному изменению величины генетического груза. Наряду с увеличением частоты мутаций (летальных, полулетальных) снижающих жизнеспособность, возможно увеличение доли супервитальных мутаций, приводящих к повышению жизнеспособности.
При излучении реакции мышевидных грызунов на хроническое облучение в малых днях показано, что в большинстве случаев характер зависимости «доза - эффект» имеет нелинейных характер и во многом определяется генотипом животного. Это можно наблюдать на полевке-экономке (со стабильным генотипом) виварского содержания, мышевидных грызунов из зоны сильно загрязненной (Зайнуллин, 1998).
Частота выхода мутаций может быть обусловлена разной радиочувствительностью клеток (соматических и половых), а также активностью репарационных систем, стабильностью генома, физиологическим состоянием организма (Шевченко, 199б, Померанцева, 1969).
УФ - лучи и органические перекиси вызывают мутации нуклеиновых кислот (Ауэрбах, 1978).
Существует ряд химических агентов, получивших название «супермутагенов», к которым относятся пестицды, этилметасульфонат, этиленамин и другие (Шварцман, 1973). В сочетании ИИ и супермутагены проявляют либо аддитивный либо синергический эффект, противоположным по действию являются радиопртекторы. Их действие основано на перехвате кванта энергии, электронов, либо образующегося в результате их действия свободного радикала. К этим веществам относятся тиолсодержащие соединения, витамины тиамин и цианобеламин, иденовые соединения. Радиопртекторы снижают вероятность формирования летальных повреждений и уже сформированных потенциально летальных повреждений в следствие стимуляции систем пострадиационного восстановления.
Похожие работы
... : трудового и коллективного; —правила внутреннего трудового распорядка организации, ответственность за нарушение этих правил; —организацию работы по управлению охраной труда; —контроль и надзор за соблюдением требований охраны труда в организации; —основные опасные и вредные производственные факторы, характерные для данного производства; —СИЗ, порядок и нормы выдачи их и сроки носки; — ...
... деятельности, от эмоционального и физического состояния организма. Понимание процессов изменения работоспособности позволяет предупредить или отдалить наступление утомления. Например, у студентов первых курсов высших учебных заведений в соответствии с биологическими ритмами «пик» работоспособности приходится на 11 часов утра; фаза относительно устойчивой работоспособности наблюдается ...
... кальция в почках ). Витамин В3 - транспорт кальция из кишечника в кость (оссификация кости ). Кальцитонин - поступление кальция из крови в кость. ПРОТИВОАРИТМИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА Общая фармакология Поляризация цитоплазматической мембраны зависит от работы калий-натриевого насосов, которые страдают при ишемии - аритмии. Автоматизм Частота может быть изменена при : 1) ...
... области, находящиеся на территории Семипалатинского полигона подверглись влиянию радиоактивных элементов, которое проявляется как на молекулярном, клеточном уровне, так и на уровне целого организма. Основными радионуклидами, определяющими характер загрязнения, в нашей области является стронций-90. Некоторые районы Павлодарской области оказалась наиболее загрязнёнными областями Республ
0 комментариев