Радиобиология

К содержанию

в Введение

4. Биологическое действие ионизирующих излучений

Основная цель занятия: изучить  механизм возникновения лучевых эффектов и их развития в облученном организме.

Учебные вопросы:

● Современные представления о механизме биологического действия ионизирующих излучений.

● Прямое и непрямое действие.

● Современные теории биологического действия ионизирующих излучений.

● Действие ионизирующей радиации на обмен веществ, органы и системы организма. Радиочувствительность и лучевые реакции отдельных органов и тканей.

● Контрольные вопросы.

● Тест.

Чем активнее учёные пытаются разобраться в происходящих после облучения в живых организмах изменениях, тем больше загадок они получают.

Для вскрытия общих закономерностей биологического ответа на ионизирующее воздействие необходимо, по меткому выражению Н.В. Тимофеева-Ресовского, понять и преодолеть основной «радиобиологический парадокс», состоящий в резко выраженном несоответствии между ничтожной величиной поглощенной энергии и экстремальными реакциями биологического объекта, вплоть до летальных. Так, гамма-облучение в дозе 10 Зв (10 Дж/кг) вызывает гибель всех видов млекопитающих. В то время как энергетически эквивалентное тепловое воздействие способно нагреть организм всего на 0,0010С. На такую величину поднимается температура у человека массой 70 кг после выпитой чашки (100 мл) чая (Кузин, 1987; Ярмоненко, Вайсон, 2004). По расчетам Д.Е. Ли, доза ИИ в 10 Зв приводит к ионизации всего лишь ничтожно малой доли (2 · 10–9) молекул, составляющих живой организм.

Вторым до сих пор необъясненным «радиобиологическим парадоксом» является крайне широкая вариабельность видовой радиочувствительности при тождественности химических и биохимических «алфавитов» (табл. 4.1).

Таблица 4.1

Летальные дозы облучения, Зв

В последнее десятилетие ХХ в. были экспериментально установлены еще три парадоксальных феномена, необъясненные в рамках современной теоретической базы (табл. 4.2). Мы обозначим их как «радиобиологические парадоксы» № 3–6.

Третий парадокс, именуемый РИНГ-синдром (радиационно-индуцированная нестабильность генома), проявляется в длительном сохранении (до нескольких десятков поколений) отклонений в структуре и функционировании генетического аппарата у некоторой доли облученных клеток.

Деструктивное влияние облученных клеток на интактных «соседей» составляет суть четвертого «РБ парадокса», носящего название «коммунального эффекта», или «эффекта свидетеля» (bystander effect).

Пятый «РБ парадокс» – радиационный адаптивный ответ (РАО) – заключается в увеличении продолжительности жизни мышей на 30% после облучения малыми дозами на ранних стадиях онтогенеза.

Шестой «РБ парадокс» - эффект Петко - сильный радиобиологический эффект сверхмалых доз радиации при их длительном воздействии (Abram Petkau ,1972).Эффект связан с повреждением мембран.

В настоящее время в радиобиологии существует множество гипотез и теорий биологического действия ИИ (см. табл. 4.2), но ни одна из них не может непротиворечиво объяснить всё многообразие экспериментально установленных радиобиологических эффектов (РБЭ) и, в частности, вышеприведенных.

Таблица 4.2

Современная теоретическая база радиобиологии

Все РБЭ можно разделить на три группы (Белов, Киршин и др., 1999):

1) соматические нестохастические (детерминированные) – эффекты, возникающие у облученного сразу после облучения большими дозами: острая и хроническая лучевая болезнь, локальные лучевые повреждения (катаракта), поражения кожи, нарушение репродуктивной функции и т.д. Вероятность появления такого эффекта определяется дозой;

2) соматические стохастические – эффекты, возникающие у облученного через длительное время после облучения, т.е. это отдаленные последствия: снижение иммунитета, сокращение продолжительности жизни, возникновение опухолей, лейкозов. Предполагают, что вероятность их проявления зависит от дозы, а тяжесть – нет (Hartford et al., 2000);

3) генетические или наследственные – эффекты, проявляющиеся в потомстве облученных организмов. Эти эффекты являются также стохастическими. При этом могут возникать доминантные и рецессивные генные мутации, хромосомные аберрации и геномные изменения.

Стадии формирования РБЭ

Радиобиологический эффект формируется после действия облучения последовательно на различных уровнях (атомарном, молекулярном, клеточном и органном).

1. Физико-химическая стадия - прямое или косвенное действие излучения на молекулы-мишени.

2. Биохимическая стадия - действие излучения на основные компоненты радиочувствительных клеток с последующим изменением метаболизма.

3. Биологическая стадия - генетические и отдаленные эффекты облучения.

Длительность стадий от 10-18 до 10-12 секунд. Некоторые стадии обратимы и могут быть модифицированы. Выраженность эффекта зависит от радиочувствительности объекта и дозы облучения

Первичные радиобиологические процессы включают в себя прямое и косвенное действие излучения на биохимические процессы, функции и структуры органов и тканей, а также действие радиотоксинов.

Прямое действие - это непосредственное действие излучения на биологический объект, обусловленное ионизацией и возбуждением входящих в него атомов.

Косвенное действие - осуществляется продуктами радиолиза воды, входящей во все живые системы. Косвенное действие ионизирующего излучения связано с образованием свободных радикалов.

Вторичные радиобиологические процессы – опосредованное действие ионизирующих излучений, которое обусловливается нейрогенными и гуморальными сдвигами, возникающими в организме под влиянием радиации.

Под прямым действием ионизирующей радиации понимают такие изменения, которые возникают в результате поглощения энергии излучения самими молекулами, а поражающее действие связано с актом возбуждения  и ионизации атомов и макромолекул.

Под косвенным действием радиоактивных излучений понимают изменение молекул клеток и тканей, обусловленных радиолизом воды и растворенных в ней веществ, а не энергией излучения, поглощенной самими молекулами.

Теории прямого действия

Теория мишени и попаданий

Теория «мишени или попаданий» поставила во главу угла представления о прямом действии ионизирующего излучения на клетки (30-е годы).

Принцип попадания и мишени (Кроутер, Тимофеев – Ресовский, Циммер, Ли) — формальное объяснение первичных механизмов биологического действия ионизирующих излучений, в том числе и радиобиологического парадокса. Мишень в радиобиологии (на молекулярном и/или клеточном уровнях) — формальное обозначение того микрообъема, в котором должны произойти одна или несколько ионизаций (попаданий), приводящих к изучаемой реакции. Классическое применение принципа «попадания» сводится к анализу зависимости (от дозы излучения с данным значением ЛПЭ) частоты попаданий в данное число эффективных объемов данного размера

Эта теория объяснялась наличием в клетке важного центра (гена или ансамбля генов) – мишени, попадание в которую одной или нескольких высокоэнергетичных частиц атомной радиации достаточно для разрушения или гибели клетки. Попадание в мишень (ионизация) – случайность, поэтому чем выше доза, тем выше вероятность данной случайности. Так радиобиологи связали дозу, полученную живым организмом, с конечным результатом одним понятием – доза-эффект.

В опытах на микробных клетках (бактерии, вирусы) доказана зависимость между дозой и биологическим эффектом: с увеличением дозы излучения в геометрической прогрессии увеличивается количество поврежденных клеток в объеме облучения. Гибель клеток, разрушение молекул, инактивация ферментов происходят при одноударном столкновении.

Для инактивации клеток животных и растительных тканей требуется более одного попадания в мишень, поэтому данный процесс называют многоударным.

Таким образом, в основе теории мишени лежат два положения. Первое из них – принцип попадания – характеризуется особенностью действующего агента (излучения), а именно величиной линейной передачи энергии (ЛПЭ). Эта особенность заключается в дискретности поглощения энергии излучения, т.е. поглощение дозы энергии при попадании в мишень. Второе положение – принцип мишени- учитывает особенность облучаемого объекта (клетки), т.е. различие в ее ответе на одно и то же попадание.

Однако эта теория многое не объясняет, в частности зависимость радиобиологического эффекта от температуры и наличия в облучаемой среде кислорода. Как правило, снижение температуры и концентрации кислорода в облучаемой среде снижает радиационный эффект, т.е. гибель клеток.

Поэтому можно сказать, что теория  мишени оправдана только при инактивации или убивании бактерий, вирусов, одноклеточных организмов и при мутации.

Стохастическая (вероятностная) теория

Дальнейшим развитием теории прямого действия излучений явилась стохастическая теория, предложенная в конце 60-х годов О.Хугом и А.Келлером. В ней, так же как и в теории мишеней, учитывается вероятностный характер попадания излучения в чувствительный объем клетки, но в отличие от нее она еще учитывает и состояние клетки как биологического объекта, лабильной динамической системы.

Клетка как лабильная динамическая система постоянно находится в стадии перехода от одного состояния в другое путем клеточного деления - митоза. На каждой стадии деления существует вероятность повреждения ее вследствие различных факторов, в т.ч. и радиационного. В процессе деления клетки выделены две фазы – интерфаза и собственно митоз.

Интерфаза – самая длительная по времени (10-48ч). В ней отчетливо выделяются три стадии. Первая – предсинтетическая, начинается сразу после окончания деления клетки. Вторая - стадия синтеза, в это время синтезируются ДНК и хромосомные белки. Третья - постсинтетическая, она переходит в профазу (начало деления клетки).

Митоз имеет четыре стадии: профазу (начало деления), метафазу (разделение хромосом), анафазу (расхождение хромосом) и телофазу (формирование дочерних клеток). Митоз длиться 30-60 мин..

Излучение влияет на все фазы и стадии клеточного деления. Наиболее чувствительна клетка в стадии профазы, т.е. в начале деления. Облучение в период интерфазы приводит к потери способности приступать к новому делению. В клетках, уже начавших делиться (профаза), облучение тормозит его завершение. В этих случаях легко нарушается структура хроматинового вещества, в результате чего клетка может погибнуть.

Согласно правилу Бергонье и Трибондо, наиболее повреждаемы клетки тканей, обладающие высокой митотической активностью (красный костный мозг, селезенка, лимфоузлы, половые железы, эпителий желудка и кишечника). Поэтому не случайно при развитии лучевой болезни в первую очередь наблюдаются нарушения кроветворения, поражения ЖКТ, половых клеток.

Из различных компонентов самой клетки наиболее радиочувствительно ядро. Оно несет главную ответственность за гибель клетки.

Стохастическая теория более биологична по сравнению с теорией мишени, но она не объясняет эффект разведения. Исследования на разбавленных водных растворах показывают, что с увеличением концентрации вещества количество инактивированных под действием радиоактивных излучений молекул не возрастает согласно принципу мишени. Эффект разведения свидетельствует о наличии косвенного ( непрямого) действия радиации.

Глубоким проникновением в радиобиологию биофизических и биохимических методов исследования характеризуются в 50-60-е гг.. К этому времени становится ясно, что в поражении клеточных структур и макромолекул, помимо прямого попадания в них квантов и частиц, участвуют радикалы воды и других низко молекулярных веществ, перекиси, гидроперекиси, семихиноны, хиноны и другие вещества, образующиеся в клетке при облучении в присутствии кислорода (косвенное действие радиации; см. также Кислородный эффект).

Теория непрямого (косвенного) действия ионизирующих излучений

При косвенном действии ИИ наиболее выражен процесс радиолиза воды, т.к. она составляет основу важнейших структур клетки(80-90%). Именно в воде растворены белки, нуклеиновые кислоты, ферменты, гормоны, которым легко может быть передана энергия, первоначально поглощенная водой.

Процесс радиолиза воды совершается в три фазы: в физическую - длиться 10-13…10-16с; в фазу первичных физико-химических превращений – 10-6…10-9с; в фазу химических реакций – 10-5…10-6с; физическая фаза, по существу, – один из моментов прямого действия ИИ на молекулярные и биологические структуры клетки.

При взаимодействии ИИ (гамма-кванта, заряженной частицы) с электронной сферой атомов происходят возбуждение и ионизация атомов или молекул вещества, через которые излучения проходят. При этом на один акт ионизации приходится от 10 до 100 возбужденных атомов, которые в процессе рекомбинации излучают избыток энергии в виде характеристического рентгеновского излучения.

В физическую фазу происходит взаимодействие ИИ с молекулой воды, в результате чего выбивается электрон с внешней орбиты атома и образуется положительно заряженный ион воды:

γ → Н2О → е- + Н2О+

«Вырванный» электрон присоединяется к нейтральной молекуле воды, образуя отрицательный ион воды:

е- + Н2О =Н2О-

При эффекте возбуждения образуется нейтрально заряженная молекула воды с избытком энергии, привнесенной ИИ:

G → Н2О → Н2О*

Физико-химические свойства ионизированных и возбужденных молекул воды будут отличаться от молекул воды электрически нейтральных. Продолжительность существования таких молекул мала: они распадаются (диссоциируют), образуя высокореактивные свободные радикалы водорода и гидроксила (Н* и ОН*); наступает вторая фаза радиолиза воды – фаза первичных физико-химических реакций.

Н2О* → Н++ОН*

Н2О- → Н *+ ОН-

Н2О* → Н *+ ОН*

Гидроксильные радикалы (ОН*) – сильные окислители, а радикал водорода (Н*) – восстановитель.

Образование радикалов может идти и другим путем:

Н2О+  + е- → Н2О*→ Н* + ОН*

Н2О+ + Н2О → Н3О + ОН*

На этом заканчивается физико-химическая фаза и развивается фаза химических реакций.

Обладая очень высокой химической активностью, за счет наличия неспаренного электрона, свободные радикалы взаимодействуют друг с другом или с растворенными в воде веществами.

Н*+ОН* → Н2О (рекомбинация, восстановление воды);

Н*+Н*→Н2 (образование молекул водорода);

ОН*+ОН*→Н2О+О (образование молекул воды и выделение кислорода, являющегося  сильным окислителем);

ОН*+ ОН*→Н2О2 (образование переоксида водорода).

При наличие в среде растворенного кислорода О2 возможна реакция образования гидропероксидов:

Н*+О2 → НО2*  - эта реакция указывает на роль кислорода в повреждающем эффекте ИИ.

Гидропероксиды могут взаимодействовать между собой, образуя пероксиды водорода и высшие пероксиды

(Н2О4).

Появление свободных радикалов и их взаимодействие составляют этап первичных химических реакций воды и растворенных в ней веществ, а в случае облучения животных и растений – и биологических молекул.

Взаимодействие свободных радикалов с органическими и неорганическими веществами идет по типу окислительно-восстановительных реакций и составляет эффект непрямого действия. Величина прямого и непрямого действия в первичных радиобиологических эффектах различных систем неодинакова. В абсолютно чистых сухих веществах будет преобладать прямое, а в слаборастворенных – косвенное действие радиации.

У животных примерно 45% поглощенной энергии излучения действует непосредственно на молекулярные структуры – прямое действие, а 55% энергии вызывают непрямое действие.

О различии прямого и косвенного действия радиации на биологические объекты и величине их влияния можно судить по двум феноменам - эффекту разведения и кислородному эффекту.

Эффект разведения - состояние, при котором абсолютное число поврежденных молекул вещества в слабом растворе не зависит от его концентрации и остается для данной экспозиционной дозы постоянным, т.к. в этих условиях в растворе образуется постоянное количество активированных радикалов. Эффект проявляется на суспензиях микромолекул, вирусах, фагах. Он свидетельствует о величине косвенного действия радиации при лучевом повреждении микроструктур.

Кислородный эффект. С повышением концентрации кислорода в окружающей среде и объекте облучения усиливается эффект лучевого поражения, и наоборот. Выраженность кислородного эффекта у различных видов излучения неодинакова и зависит от их линейной потери энергии (ЛПЭ), с повышением ее эффект уменьшается. При действии на объект гамма-лучей наблюдается наибольший эффект, а при действии альфа-частиц наименьший.

Кислородный эффект наблюдается во всех радиобиологических реакциях ослаблением или усилением биохимических изменений, мутаций у всех биологических объектов (растений и животных) и на всех уровнях их организации: молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом. У млекопитающих максимальная радиочувствительность наблюдается при нормальном парциальном давлении кислорода. Снижая насыщенность тканей кислородом, можно повысить резистентность животных, а повышение содержания кислорода после облучения положительно влияет на их выздоровление. Так, уменьшение кислорода во вдыхаемом воздухе с 21 до 7% при дозе облучения 15Гр позволяет выживать до 70-75% опытных кроликов, в то время как в контрольной группе погибают 100%.

В кислородной среде образуется большее количество токсических веществ (свободные радикалы, гидропероксиды, пероксиды, высшие пероксиды, свободные радикалы органических веществ пероксидные радикалы органических веществ) их концентрация выше, чем и объясняется кислородный эффект.

Существует ряд теорий, отражающих преимущественно непрямое действие ИИ, т.е. качественную сторону возникновения и развития послелучевых процессов.

Теория липидных радиотоксинов (первичных радиотоксинов и цепных реакций) объясняет биологическое действие ионизирующих излучений тем, что в первые часы после облучения в тканях животных образуются вещества, названные липидными радиотоксинами (ЛРТ).

Они представляют собой лабильный комплекс продуктов окисления насыщенных кислот, гидропероксидов, альдегидов, эпоксидов и кетонов. Они вызывают гемолиз, торможение клеточного деления, нарушение кроветворения, повреждение хромосомного аппарата.

При облучении вначале поражаются липиды клеточных мембран, что приводит к нарушению химизма клетки, а затем образующиеся липидные радиотоксины вызывают окисление молекул других органических соединений живой ткани. В нормальных условиях степень окисления биолипидов (ее низкий уровень) обеспечивают природные антиоксиданты. При лучевом облучении, когда количество антиоксидантов снижается на 10-15%, вследствие образования большого числа свободных радикалов возникает автокаталитический процесс окислительных реакций, который спадает по мере уменьшения свободных радикалов, при этом увеличивается выход ЛРТ.

Но и эта теория не является универсальной, поскольку накопление ЛРТ не связано с ЛПЭ, а ЛПЭ в основном определяет ОБЭ ИИ.

Вслед за работами, показавшими ведущее значение для ряда радиационных эффектов поражения клеточного ядра (Р. Циркл, П. Хеншоу в США; Б. Л. Астауров в СССР, и др.), последовали многочисленные исследования возникающих в результате облучения нарушений структуры и метаболизма дезоксирибонуклеиновой кислоты, радиационное поражение которой (прямое и косвенное) лежит в основе генетического действия излучений. В эти годы были открыты радиозащитные средства (т.н. радиопротекторы) - вещества, защищающие животный организм от действия радиации, разработаны теоретические предпосылки для эффективных методов лечения лучевой болезни.

Конец 50-х - 60-е гг. ознаменовались в Р. открытием явлений восстановления - (репарации) облученных клеток, осуществляемых специальными ферментными системами, которые быстро ликвидируют радиационные повреждения молекул ДНК. Эти открытия побудили пересмотреть прежние выводы о формировании радиационных эффектов, об опасностях поражения при хронических облучениях в малых дозах, а также по-новому оценить причины устойчивости генетического аппарата клетки. Значительно расширились представления о причинах различной радиочувствительности клеток, значении для радиочувствительности объёма хромосом, числа сульфгидрильных групп, активности репарирующих ферментов и других факторов. Формальные обобщения новых фактов и представлений нашли отражение в стохастической (вероятностной) концепции биологического действия излучений. Исследования биохимических сдвигов в облученных клетках и тканях, радиационных повреждений ядра, митохондрий, биологических мембран и других органелл клетки позволили обосновать структурно-метаболическую гипотезу действия радиации. Согласно этой гипотезе, вероятностный характер радиационных эффектов является результатом взаимодействия процессов, возникающих в молекулярных и надмолекулярных структурах, обмене веществ в регуляторных системах облученного организма.

Один из ведущих молекулярных радиобиологов России Александр Михайлович Кузин (1906–1999) предложил структурно-метаболическую теорию РБЭ (1986), где ведущая роль в радиационном эффекте отводится нарушениям в клеточном ядре и биомембранах. ДНК связана с биомембранами (ДНК-мембранный комплекс) – начало расплетания спирали и синтеза ДНК происходит в точках ее прикрепления к мембране. На наружной поверхности клеточных мембран имеются рецепторы, передающие сигналы гормонов и других индукторов белкового синтеза через липиды мембран. Липиды мембран, подвергаясь воздействию ионизирующей радиации, в присутствии кислорода образуют пероксиды и продукты их распада. Эти изменения приводят к нарушению проницаемости мембран и извращению важных метаболических процессов посредством инактивации ферментов, гормонов, подавления энергетических функций митохондрий и синтеза ДНК и РНК, дезорганизации управляющих систем. Таким образом, в структурно-метаболической теории к радиационному поражению хроматина добавляются нарушения цитоплазматических структур и их нормального функционирования (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Схема развития РБЭ

А.М. Кузин ввел понятие триггер-эффекторов – веществ, влияющих на геном клетки. Под действием различных доз радиации триггер-эффекторы (семихиноны, хиноны, гормоны и др.) в зависимости от их концентрации могут оказывать депрессивное или репрессивное действие на геном клетки, следовательно, и на биосинтетические процессы. ИИ рассматривается как неспецифический триггер-эффектор. Под влиянием радиации в организме не возникают принципиально новые химические соединения. Некоторые из токсических метаболитов всегда в небольших количествах содержатся в клетках здоровых тканей. Но под действием радиации содержание их значительно увеличивается и дополнительно появляются новые токсические соединения. Первичные радиотоксины образуют большое количество вторичных радиотоксинов, которые играют существенную роль в патогенезе и исходе лучевых поражений.

В механизме биологического действия ионизирующих излучений на живые объекты условно можно выделить следующие этапы:

1) физический – поглощение энергии излучения атомами и молекулами биологического объекта, сопровождаемое возбуждением, ионизацией или диссоциацией;

2) радиационно-химические процессы с образованием свободных радикалов, взаимодействующих с органическими и неорганическими веществами по типу окислительных и восстановительных реакций;

3) биохимические реакции, обусловливающие изменения функций и структур органов и систем и реакций целостного организма. Они определяют, в конечном итоге, механизм развития и специфику патологического процесса.

Таким образом, в структурно-метаболической теории к радиационному поражению ядерных макромолекул как фактору прямого действия согласно теории мишени добавляются нарушение цитоплазматических структур и изменение нормального их функционирования.

Данная теория дает более детальное представление действия радиации на живой организм, которое в дальнейшем усиливается нейроэндокринными и гуморальными реакциями, т.е. опосредованно. Именно опосредованным действием радиации пытаются объяснить 3,4,5 радиобиологические парадоксы.

Опосредованное действие радиации. Четко выделить непосредственные и опосредственный пути воздействия ИИ на организм трудно. Доказано участие нервной системы в опосредованном действии ИИ, при этом отмечают высокую чувствительность нервной системы к радиации и одновременно высокую пластичность и способность к компенсации. Одновременно выявлено рефлекторное воздействие облучения на трофику тканей. При малых дозах происходит усиление биохимических процессов, а при больших (500Р и более) возникают глубокие трофические расстройства, приводящие к образованию язв.

Опосредованное участие нервной системы в реакциях на облучение обнаружено при развитии изменений во всех тканях и системах организма. Один из механизмов этого участия – рефлекторный, при котором в процесс вовлекается вегетативный отдел нервной системы, ретикулярная формация и, вероятно, кора и подкорка.

Вторым путем опосредованного влияния на функции и структуры органов служит эндокринная система. Часто лучевое поражение определяется как стресс-реакция. Обоснованием служит то, что в первое время после лучевого воздействия наступает гиперсекреция коры надпочечников, уменьшаются размеры тимуса и селезенки, развивается лимфопения. Облучение животных с удаленными надпочечниками не приводит к этим реакциям. В опосредованных реакциях на ИИ участвуют также гипофиз, щитовидная и другие эндокринные железы.

В качестве гуморального пути опосредованного действия ИИ служат токсические вещества, образующиеся в организме при лучевой болезни. Понятие радиотоксины включает качественные и количественные изменения биологических свойств крови, лимфы, тканевой жидкости и других сред, развивающиеся при воздействии радиации, либо вызывающие патологические изменения, либо усугубляющие течение лучевой болезни.

Опосредованное действие радиации на организм позволяет более дифференцированно использовать методы усиления или ослабления того или иного процесса лучевого повреждения, что имеет важное значение для лечения животного.

Эффекты, возникающие при действии ИИ на организм, делят на три группы:

1. Соматические нестохастические (детерминированные) – эффекты, возникающие у облученного сразу после облучения большими дозами: острая и хроническая лучевая болезнь, локальные лучевые поражения (катаракта), поражения кожи, нарушение репродуктивной функции. Вероятность проявления такого эффекта практически равна нулю при малых дозах, но резко возрастает при превышении пороговых доз. Таким образом тяжесть эффекта определяется дозой.

2. Соматические стохастические – эффекты, возникающие у облученного через длительное время после облучения. Это снижение продолжительности жизни, возникновение опухолей, лейкозов. Предположительно, что вероятность их возникновения и тяжесть являются беспороговой функцией дозы.

3. Генетические или наследственные – эффекты, проявляющиеся в потомстве облученных людей и животных. Эти эффекты являются также стохастическими. При этом могут возникать доминантные и рецессивные генные мутации, хромосомные аберрации.

На этом заканчиваются теории, предлагаемые в основной массе учебников. Тем не менее, остаётся достаточно много различных радиобиологических парадоксов, ответы, на которые являются в большей мере гипотетичными.

Одна из гипотез биологического действия ИИ, пытающаяся дать ответ на основные радиобиологические парадоксы, - «гено - регуляторная (оперонная) гипотеза» (Патрашков С.А.,  Баринов Е.Я. 2005).

В основе данной гипотезы лежат нарушения при формировании сигналов управления и их передаче, что приводит к нарушению генетического контроля синтеза белков (прежде всего ферментов). Различие функций, выполняемых клетками одного организма, определяется соотношением активированных и репрессированных генов. Процессы развития, дифференциации и саморегуляции связаны с синтезом различных белков и осуществляются посредством последовательной экспрессии - репрессии генов.

Предполагается, что ионизирующее излучение является неспецифическим инактиватором гормонов и других индукторов синтеза белка. При этом ингибируется и синтез самих индукторов в клетках. Кроме того, изменение ионной атмосферы и появление химически активных центров может индуцировать произвольную экспрессию генов и синтез не обусловленных для данной клетки белков. Это приводит к истощению запасов пластичных материалов и макроэргов и торможению развития клетки. Возможны ошибки в ходе транскрипции и трансляции, когда в ионно-радикальной атмосфере вместо тимина к аденину присоединяется цитозин или хинон. Ошибки в процессе синтеза белка могут изменить его конформацию и вызвать аутоиммунные реакции.

Постулаты гено - регуляторной гипотезы радиобиологического эффекта:

1. Радиобиологические эффекты в наибольшей степени обусловлены нарушением генетического контроля синтеза белков (прежде всего ферментов систем репарации, иммунной, антиоксидантной и др.).

2. Генетический контроль синтеза белка (репрессия – дерепрессия генов) нарушается посредством взаимодействия продуктов радиолиза (ПР) с гормонами и другими генорегуляторными метаболитами.

3. Варианты радиационно - индуцированных репрессий:

3.1. «Перехват» эффектора (гормона) ПР.

3.2. Активация молекулы-репрессора псевдостеричными ПР.

3.3. Повреждение оператора ионизирующим излучением или продуктами радиолиза.

3.4. Повреждение промотора ионизирующим излучением или продуктами радиолиза.

4. Варианты радиационно индуцированных произвольных (случайных) дерепрессий (активаций генов):

4.1. Повреждение гена-регулятора ионизирующим излучением или продуктами радиолиза.

4.2. Инактивация молекулы-репрессора ИИ или ПР.

4.3. Повреждение и-РНК гена-регулятора ИИ или ПР.

4.4. Активация рецепторов клеточной мембраны ПР.

5. Произвольная индукция белкового синтеза продуктами радиолиза.

Более подробно см. статью «Гено - регуляторная (оперонная) гипотеза радиобиологического эффекта».

Нестабильность генома радиационно-индуцированная (РИНСГ) — возникновение de novo множественных генетических нарушений неклонального характера у 10-30% потомков облучённых клеток, выживших после облучения. Радиационно-индуцированная нестабильность генома пepeдaётcя мнoгим пoкoлeниям клeтoк, пpи этом гeнeтичecкиe измeнeния, нaблюдaeмыe в клeткax дoчepниx пoкoлeний, oтличaютcя oт вoзникшиx в caмoй oблyчённoй клeткe.

Причины нарушений:

● изменение структуры ДНК и ДНП;

● эффект «свидетеля»;

● нарушение регуляции p53.

P53 (белок p53) — это транскрипционный фактор, регулирующий клеточный цикл. В не мутировавшем состоянии выполняет функцию супрессора образования злокачественных опухолей. Мутации гена p53 обнаруживаются в клетках около 50% раковых опухолей. Следовательно, ген p53 можно считать протоонкогеном. Зачастую его называют «страж генома».

Активированный белок р53 является специфическим транскрипционным фактором. Гены, транскрипцию которых стимулирует белок р53, кодируют белки-компоненты апоптотической программы (проапоптотические компоненты) и белки, которые регулируют клеточный цикл.

Эффект «свидетеля» (коммунальный эффект / от англ. bystander effect) — поражение клеток, находящихся вне зоны действия радиации, но контактирующих (любым образом) с облучаемыми клетками. Одна из причин сдвига парадигмы современной радиобиологии. При этом имеется в виду как непосредственный контакт облучённых и необлучённых клеток, так и их нахождение в одном и том же культуральном сосуде, а в ряде случаев и контакт необлучённых клеток со средой, в которой другие клетки подвергались облучению.

Феноменология «опосредованного» действия излучений изучается в опытах двух видов: исторически первыми были эксперименты по цитотоксическому действию биологических жидкостей, в которых происходило облучение клеток, на интактные объекты. В последние годы наибольший интерес вызывают технически сложные эксперименты по локальному облучению отдельных клеток в культуре или даже отдельно цитоплазмы и ядра отдельных клеток с регистрацией различных форм цитотоксического эффекта у окружающих интактных клеток. Таким образом, коммунальный эффект наблюдается как in vitro, так и in vivo.

Механизм явления малоизучен и относится к «немишенным эффектам» облучения.

Радиационный адаптивный ответ (РАО) заключается в увеличении продолжительности жизни мышей на 30% после облучения малыми дозами на ранних стадиях онтогенеза. Гормезис - стимуляция какой-либо системы организма внешними воздействиями, имеющими силу, недостаточную для проявления вредных факторов (введен С. Зонтманом и Д. Эрлихом в 1943 г.).

Термин «радиационный гормезис» был предложен в 1980 г. Т.Д. Лакки и означает благоприятное воздействие ультрамалых доз облучения.

Механизм радиационного гормезиса на уровне клетки теплокровных животных состоит в инициировании синтеза белка, активации гена, репарации ДНК в ответ на стресс - воздействие малой дозы облучения (близкой к величине естественного радиоактивного фона Земли). Эта реакция в конечном итоге вызывает активацию мембранных рецепторов, пролиферацию спленоцитов и стимуляцию иммунной системы. (1994 г. - доклад Международного комитета ООН по действию атомной радиции).

Адаптивный ответ - одно из проявлений радиационного гормезиса, который характеризует стимулирующий эффект малых доз радиации. В настоящее время установлено, что адаптивный ответ представляет собой универсальную реакцию клеток на облучение в малых дозах, выражающуюся в приобретении устойчивости к поражающему действию излучения в большой дозе или других агентов нерадиационной природы.

Крупный российский радиобиолог, член-корр. РАН А.М. Кузин, много лет, изучающий стимулирующее действие малых доз радиации, связывает этот процесс с активизацией иммунной системы организма. Напомним, что по данным НКДАР ООН достоверное снижение иммунитета выявлено в дозах более 1 Гр. При значительно меньшем облучении наблюдаются противоположные явления: усиливается фагоцитоз и образование антител, растет уровень лизоцима и отчетливо прослеживается стимуляция общеиммунологического статуса организма. Интересно отметить, что даже у  рентгенологов, в условиях удовлетворительной защиты и малых доз радиации, обнаружена стимуляция бактерицидной активности сыворотки крови, причем ее степень возрастает с увеличением стажа их  работы. Стимуляцией иммунитета можно, по-видимому, объяснить и известный оздоравливающий эффект радоновых ванн.

Эффект Петко - сильный радиобиологический эффект сверхмалых доз радиации при их длительном воздействии (Abram Petkau, 1972). В 1972 г. ученый А. Петко из Ядерного исследовательского учреждения Вайтшелл Канадской Комиссии по атомной энергии в Манитобе сделал случайное открытие. Петко облучил искусственные клеточные фосфолипидные мембраны, похожие на мембраны живых клеток. Он открыл, что если облучение продолжалось длительное время, мембраны прорывались при более низком общем уровне поглощенной дозы радиации, чем если бы эта доза была одномоментной. И для получения разрушительного эффекта при длительном облучении оказывалась достаточной доза, меньшая в 5 тыс. раз. Известно, что клеточные мембраны не только удерживают водянистую плазму, но и выполняют многие важные функции в биологических процессах. Поэтому неповрежденные клеточные мембраны являются существенными для здоровой жизни. Повторяя эксперименты большое число раз, Петко всегда приходил к одному и тому же выводу: чем более затяжным было облучение, тем меньше была величина общей дозы, необходимой для прорыва мембраны. Это показало, что малые хронические дозы облучения могли быть более опасными по последствиям, чем большие дозы краткосрочного облучения. Это открытие находится в резком противоречии с генетическим эффектом при действии облучения на ядро клетки. Во всех исследованиях по облучению ядра клетки не обнаруживалось различий по эффекту между общей дозой, полученной за короткий или за длительный период. В общем, чаще оказывалось меньшее воздействие малой дозы, растянутой во времени. Долгое время считалось, что молекула ДНК, которая несет генетическую информацию, впрямую разрушается в ядрах клеток под действием излучения. Петко открыл, что в случаях клеточных мембран действует иной механизм, производящий непрямые разрушения. Поражение мембраны скорее всего происходит непрямым образом под воздействием свободных радикалов, которые образуются при облучении в клеточной жидкости. Радикалы реагируют с клеточной мембраной. Происходят реакции, в которых молекулы мембраны избыточно окисляются, что ослабляет и даже разрушает мембрану. Чем меньше радикалов образуется в клеточной плазме, тем меньше вероятность их рекомбинации (образование вновь нейтральной молекулы) и больше вероятность того, что они достигнут клеточной мембраны и поразят ее. И напротив, чем больше свободных радикалов образуется в данном объеме ткани (а большая доза в единицу времени создаст их больше), тем быстрее они рекомбинируют и станут неэффективными, прежде чем они достигнут и поразят мембрану. Кроме того, имеется дальнейший эффект. Клеточные мембраны создают электрическое поле в плазме клетки, которая притягивает отрицательно заряженные молекулы, такие как высокотоксичный свободный радикал. Чем выше концентрация свободных радикалов, тем слабее притяжение электрическим полем мембраны. Таким образом, в отличие от ядер клеток клеточная мембрана менее сильно повреждается на единицу поглощенной радиации при мощной дозе ионизирующей радиации, чем при длительном или хроническом действии от естественного радиационного поля, радиоактивных осадков или выбросов от АЭС. Эффект Петко особенно важен при поражении тех клеток, которые ответственны за сопротивляемость заболеваниям, так как при этом возрастает риск инфекции, таким образом, малые дозы радиации могут, в конце концов, привести к поражениям, о которых ранее не подозревали. Это могут быть инфекционные заболевания, такие как грипп и пневмония, болезни старения, энфизема, сердечные заболевания, болезнь щитовидной железы, диабет. Особенно серьезным является поражение мозга у развивающегося плода и зародыша, которое приводит к снижению умственных способностей. Пристальное изучение биологических эффектов радиоактивных выпадений и выбросов от ядерных установок привело американских ученых (Штернгласса и Шеера) к гипотезе, что эпидемия СПИДа могла быть следствием массивных радиоактивных выпадений от атмосферных испытаний атомных бомб в 50–60–х годах. Они считают, что это предположение может объяснить два загадочных момента происхождения эпидемии: крутой рост случаев заболевания СПИДом в 1980–82 гг. и его первоначально высокую концентрацию в Центральной Африке, на Карибских островах и на западном и восточном побережьях США, где высок уровень осадков. С осадками, как известно, попадают на землю 90% радиоактивных выпадений, включая и стронций–90. Как считают Штернгласс и Шеер, именно бета–излучение, вызываемое стронцием–90 и другими радиоактивными изотопами, накапливаемыми в костях и воздействующими на костный мозг, привело к мутации вируса, подобного вирусам иммунного дефицита человека или животных, который затем имел долгую историю. Таким образом, ученые, признающие открытие Петко, считают, что непрямое поражение клеточной мембраны при малых дозах радиации является не менее значительным, чем прямое действие радиации на ядро клетки и ее ДНК. В соответствии с естественной целью эволюции – развитием жизни все более высокого уровня – механизмы восстановления ядер клеток должны быть более эффективными, чем механизмы восстановления клеточных мембран. Поражение клеточных мембран вызывает только болезни, но не генетические поражения (Р. Грейб. 1994). Выводы Петко находятся в противоречии с традиционными представлениями о значимости влияния на здоровье только больших и средних доз радиации. Однако на третьем съезде по радиационным исследованиям были представлены многочисленные сообщения по результатам экспериментальных исследований о различных эффектах малых доз и роли нарушения мембран в этих эффектах. Эффекты, как оказалось, могут быть неожиданными, как, например, в сообщении «Влияние малых доз на транспорт витамина А» (Донченко, Чернухина, Четыркин, 1997). Ранее авторами было доказано, что хроническое облучение крыс малыми дозами радиации – примерно 600 бк цезия-137 в сутки - на животное с начальное массой 100–120 г на протяжении до 9 месяцев вызывает существенное снижение содержания витамина А в организме. Пониженное содержание витамина А наблюдалось и в крови людей, проживающих в зоне аварии на ЧАЭС. Причиной этого нарушения является повреждение мембранных структур при внутреннем облучении.

Закономерности низкоинтенсивного облучения, эффект малых доз - это принципиально новые пути воздействия облучения на живые объекты, новые механизмы изменения клеточного метаболизма. Большинство эффектов не прямо индуцированы облучением, а опосредованно через систему регуляции, через изменение иммунного и антиоксидантного статусов организма, чувствительности к действию факторов окружающей среды.

Вопрос о биологических эффектах действия малых доз излучения, особенно проблема их количественной оценки (как, впрочем, и любых иных антропогенных факторов малой интенсивности), продолжает оставаться предметом многочисленных дискуссий и полярных мнений по поводу их опасности для человека и среды его обитания.

Для радиобиологов механизмы биологического ответа организма на радиационное воздействие в малых дозах остаются наиболее интригующей областью исследования. Но с медико-гигиенической точки зрения вывод однозначен: в диапазоне малых доз облучения доказательств вредного воздействия радиации на здоровье человека нет.

Радиочувствительность и лучевые реакции отдельных органов и тканей

Радиочувствительность - восприимчивость клеток, тканей, органов или организмов к воздействию ионизирующего излучения. Мерой радиочувствительности служит доза излучения, вызывающая определённый уровень гибели облучаемых объектов: для инактивации клеток - показатель D37 или D0 на кривой выживаемости; для организмов - доза, вызывающая гибель 50% особей за определённый срок наблюдения (LD50).

Использование радиопротекторов или радиосенсибилизаторов (в том числе кислорода) модифицирует радиочувствительность здоровых или опухолевых клеток.

При общем облучении животных отмечается ступенчатый характер их гибели в определенных диапазонах доз вследствие выхода из строя определенных критических органов или систем, ответственных за выживание в этих дозовых диапазонах, что проявляется в виде трех основных радиационных синдромов:

● костномозгового;

● кишечного;

● церебрального.

Развитие радиационных синдромов определяется цитокинетическими параметрами соответствующих самообновляющихся клеточных систем — кроветворения, тонкого кишечника и центральной нервной системы (ЦНС).

Костный мозг и кишечник — типичные примеры активно обновляющихся радиочувствительных клеточных систем, а ЦНС, напротив, наименее делящихся (стационарных) радиорезистентных органов.

Радиочувствительность организма наиболее часто определяется поражением костного мозга, так как критической системой, ответственной за выживание при дозах до 10 Гр, является кроветворение.

Критическим органом в диапазоне от 10 до 100 Гр оказывается тонкий кишечник.

Клеточными детерминантами, определяющими степень радиационного поражения обеих критических самообновляющихся систем, являются стволовые клетки костного мозга и кишечника.

Развивающиеся в ближайшие сроки после облучения в определенных (пороговых) дозах клинически значимые лучевые реакции, связанные с клеточным опустошением активно пролиферирующих систем самообновлениия, объединяются термином детерминированные эффекты.

Временные, легко восполнимые клеточные утраты при меньших дозах, не вызывающие клинически значимых реакций организма, относятся к квазидетерминированным эффектам.

Тканевая радиочуствительность - понятие относительное. В радиорезистентных стационарных или слабо пролиферирующих органах и тканях под влиянием облучения возникают (сохраняются, консервируются) скрытые типичные радиационные повреждения, в частности, хромосомные аберрации, которые могут быть выявлены в условиях активации клеточного деления, например, в процессе посттравматической регенерации.

Лучевые поражения, развивающиеся в отдаленные сроки после облучения вследствие отмирания функциональных клеток слабо пролиферирующих тканей, таких как сосуды, кости и нервы, относятся к поздним детерминированным эффектам.

Органная радиочувствительность зависит от радиочувствительности тканей, которые этот орган образуют.

Критерии:

● масса органа уменьшается;

● уменьшение функциональной активности (при острой лучевой болезни - мышечная слабость);

● опустошение органа специфическими клетками (при облучении лёгких 60Гр возникает пневмосклероз на месте опухоли);

Классификация органов по радиочувствительности:

● самые радиочувствительные - лимфоидные органы, красный костный мозг, гонады, тонкий кишечник;

● средняя степень радиочувствительности - кожа, эндокринные железы;

● радиорезистентные - печень, почки, головной мозг.

Правило Бергонье-Трибондо - правило в радиобиологии, которое в первоначальной формулировке утверждало, что клетки тем чувствительнее к облучению, чем быстрее они размножаются, чем продолжительнее у них фаза митоза и чем менее они дифференцированы (1906). Позднее в правило Ж. Бергонье и Л. Трибондо были внесены существенные коррективы.

Лучевые реакции отдельных систем и органов

В нервной системе при облучении вначале наблюдается преобладание процессов возбуждения, затем постепенно нарастают процессы торможения. Как правило, данные реакции наиболее ярко прослеживаются у молодых животных.

В периферической нервной системе после облучения наблюдается повышенная возбудимость и проводимость нерва, укорачивается рефракторный период, затем возбудимость и проводимость нерва падают, рефракторный период удлиняется и наступает период полной потери проводимости. В последующем развиваются более глубокие нарушения рецепторных образований, которые создают непрерывную патологическую импульсацию в нервные центры. Последняя становится одним из факторов, обусловливающих развитие лучевого поражения.

Ответом вегетативной нервной системы на ИИ является первичная активизация процессов, затем их угнетение и постепенная нормализация.

В центральной нервной системе при облучении  наблюдаются как общие так и специфические особенности. К общим особенностям можно отнести волнообразную смену фаз повышенной и пониженной возбудимости отделов. Хотя в ряде отделов ЦНС реакции развиваются не синхронно.

ЦНС резистентна к ИИ. Для того, чтобы возникли функциональные и морфологические изменения, нужны дозы, значительно превышающие пороговые значения для других тканей. Данная особенность ЦНС по отношению к ИИ отражена формулой: нервная система обладает высокой радиочувствительностью и одновременно высокой пластичностью и способностью к компенсации при действии радиации.

Реакция на облучение у органов чувств во многом зависит от их исходного состояния. Как правило, при малых дозах реакции повышаются, при больших - понижаются. При малых дозах наблюдаются в основном функциональные сдвиги, при больших – морфологические изменения рецепторных приборов (например лучевая катаракта).

При внешнем облучении наблюдаются резкие изменения кожи. Наблюдается волнообразное повышение чувствительности от нормальной до повышенной. Снижаются бактерицидные свойства кожи. Наблюдаются трофические изменения, что приводит к потере волосяного покрова, атрофии сальных желез, истончению эпидермиса. К поздним лучевым поражениям относятся хронический дерматит, лучевой фиброз, саркома кожи. Для лучевых поражений кожи характерно преобладание деструктивных процессов над регенеративными.

В условиях облучения в соединительной ткани изменяется клеточный состав. Характерно уменьшение количества клеток, особенно фибробластических элементов, и относительное увеличение плазматических клеток. Наблюдается появление двух и многоядерных клеток, наблюдаются гигантские и дегенеративно изменённые фибропласты со сморщенными ядрами и вакуолизированной цитоплазмой. При больших дозах облучения наблюдаются голые ядра. У облучённых животных наблюдается ускоренное старение  тканей.

Эндокринная система вторая после ЦНС по радиорезистентности. Она практически моментально реагирует на изменения, возникающие в организме при облучении. Как правило (исключение щитовидная железа при инкорпорировании в неё радиоактивного йода), это опосредованная реакция на лучевой раздражитель, осуществляемая рефлекторно через нервную систему.

Кровь и органы кроветворения высокочувствительны к ИИ. После облучения в крови наблюдается в первые минуты (часы) кратковременное незначительное уменьшение количества лейкоцитов, через 6-8 ч их количество увеличивается на 10-15% от первоначального количества. К концу суток оно снижается до исходного значения.

Регистрируется уменьшение количества лимфоцитов в течении 1-3 суток. Происходят морфологические изменения, нарушается соотношение малых, средних и больших форм, как правило, преобладают малые формы. Появляются двухядерные клетки, зернистость и вакуолизация ядра и протоплазмы, изменяется активность ферментов.

В результате гибели клеток костного мозга наблюдается снижение количества нейтрофилов на 10-20% от исходного уровня (I-й этап). Затем их количество может незначительно подняться за счёт выживщих костно-мозговых клеток (II-й этап). Далее наступает этап опустошения за счёт прекращения митоза клеток. Во время подъёма количества нейтрофилов наблюдается сдвиг ядра лейкоцитарной формулы влево, в период опустошения – вправо.

Эритроциты более резистенты к ИИ, чем другие клетки крови. При облучении их количество остаётся почти неизменным, иногда наблюдаются небольшие колебания (±10-15% от нормы). Отмечается усиление эритропоэза, сокращение продолжительности жизни эритроцитов.

Изменения в картине красной крови характерны при полулетальных дозах. В течение первых 3 суток после облучения наблюдается увеличение количества клеток и содержание гемоглобина на 10-15%, затем развивается анемия с максимумом к 15-20-м суткам, при этом содержание эритроцитов и гемоглобина снижается в 2-3 раза и более против нормы. Наблюдаются  морфологические  и биохимические нарушения в эритроцитах.

Количество тромбоцитов остаётся в норме первые 5 суток после облучения, затем  резко падает (минимум 10-е сутки). Появляются тромбоциты с непропорциональными размерами ядра, двуядерные и с другими отклонениями.

Одним из постоянных признаков радиационного поражения животных являетя нарушение свёртываемости крови Изменяются все показатели: время свёртываемости, время рекальцификации, тромботест, толерантность крови к гепарину и тромбоэластограмма.

Наряду со значительными изменениями в системе крови и органах кроветворения (тромбоцитопения, факторы свёртываемости) наблюдаются структурные изменения стенок кровеносных сосудов, повышенная проницаемость стенок, что усугубляется тромбоцитопенией. Появляются кровоизлияния на коже, слизистых, кровавый понос, кровотечения из носа и десен, гематурия, иногда кровавая рвота.

Костный мозг реагирует на обучение очень быстро. При больших дозах уже в процессе облучения наблюдается прекращение митоза клеток, появляются дегенеративные формы клеток эритро- и миелобластического ряда и мегакариоцитов.

Лимфатическая ткань исключительно радиочувствительна. При облучении происходит разрушение лимфобластов и лимфоцитов в лимфоидной ткани и лимфоцитов в периферической крови.

Селезёнка после воздействия ИИ уменьшается в размерах, в её тканях уменьшается количество РНК и ДНК, увеличивается количество пигмента.

Вилочковая железа весьма радиочувствительна. В течение первых суток наблюдается клеточное опустошение, погибает большая часть лимфоцитов.

Органы пищеварения остро реагируют на ИИ. Наиболее чувствительны тонкий кишечник, слюнные железы, желудок, при больших дозах наблюдается быстрое и сильное поражение кишечника, развивается желудочно-кишечный синдром. В этот период наблюдаются рвота, понос. Изменяются отделение желудочного сока и его переваривающая сила.

Сердце на ИИ отзывается изменениями в ритме сокращений, электрокардиограмме, наблюдаются биохимические и гистохимические изменения в миокарде.

При воздействии малых и сублетальных доз радиации на органы дыхания отклонения не замечаются. При больших дозах изменяются частота и глубина дыхательных движений, наблюдается эмфизема. Повреждение  бронхов приводит к развитию пневмонии, плеврита, в отдалённые сроки к лучевому фиброзу.

Половая система имеет разную резистентность в течение жизни животного. До полового созревания - пониженная. В среднем возрасте - нормальная, к старости – повышенная.

При больших дозах облучения в семенниках происходят дегенеративные изменения, поражаются спермиогонии, спермиоциты. Сокращается объём эякулята, снижается активность спермиев.

При общем облучении у самок возникают изменения половых циклов. Наблюдаются повреждения и гибель зрелых фолликулов, затем первичных фолликулов и других клеточных элементов. Это может привести к деструкции фолликулярного эпителия и фиброзному разрастанию соединительной ткани железы.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные радиобиологические парадоксы.

2. Какие основные причины, на ваш взгляд, не позволяют дать однозначный ответ на вопрос: «Как действует ИИ на живые организмы?»

3. Понятия пороговой и беспороговой дозы. Где применяются эти показатели?

4. Считаете ли вы, что теория прямого действия ИИ имеет право на существование?

5. В какой теории биологического действия ИИ находит подтверждение правило Бергонье и Трибондо?

6. В чем основная опасность появления в клетке липидных радиотоксинов?

7. Основные положения теории Кузина. Что подтверждает возможные процессы в облученном организме? На какие вопросы данная теория не может дать ответы?

8. В чём суть эффекта разведения, что он подтверждает?

9. Кислородный эффект, его сущность и возможность применения на практике.

10. Какие стадии развития радиобиологического действия ИИ на живые организмы вы считаете наиболее сложными для изучения и почему?

11. Отдалённые последствия действия  радиоактивного излучения на живые организмы.

12. Насколько опасным для развития экосистемы может быть РИНГ-синдром?

13. Явление радиационного гормезиса, его плюсы и минусы.

14. Эффект Петко и возможное мутагенное действие сверхмалых доз облучения.

15. Радиочувствительность  клетки, тканей и органов.

16. Реакция системы кроветворения на ИИ.

17. Роль нервной и эндокринной системы в развитии радиобиологических эффектов.