Клеточные механизмы поражения излучениями
Острый эффект поражения может варьировать от выраженного некроза при больших дозах (>10 Гр), гибели пролиферирующих клеток при средних дозах (от 1 до 2 Гр) до отсутствия гистопатологического эффекта при дозах менее 0,5 Гр. При таких низких дозах происходит повреждение внутриклеточных структур, особенно ДНК; однако, в большистве клеток активизируются адаптационные и репаративные механизмы ответа на низкие дозы радиации. В выживших клетках могут наблюдаться отсроченные (поздние) эффекты ионизирующего излучения: мутации, хромосомные абберации, генетическая нестабильность. Эти генетически поврежденные клетки могут стать основой возникновения злокачественных опухолей; наиболее сильно поражаются быстро растущие ткани. Большинство опухолей индуцируются ионизирующим излучением мощностью более 0,5 Гр. Острая гибель клеток, особенно эндотелиальных, может привести к отсроченному нарушению функции органов через несколько месяцев и даже лет после воздействия излучения. В общем, это отсроченное повреждение возникает в результате нескольких патологических процессов: атрофии паренхиматозных органов, ишемии в результате поражения сосудов и фиброза. Острые и отсроченные эффекты ионизирующего излучения представлены в таблице 2 и описаны ниже.
Острые эффекты. Ионизирующее излучение может причинить различные типы повреждение ДНК: образование перекрестных связей в белках ДНК, перекрестных связей между цепями ДНК, оксидацию и разрушение оснований, разрушение углеводно-фосфатных цепей, разрыв одной и двух цепей ДНК. Эти повреждения могут возникать как в результате непосредственного действия элементарных частиц или коротковолнового излучения, так и в результате действия свободных радикалов и растворимых веществ, образующихся при перекисном окислении липидов. Острые нарушения в генетическом аппарате клеток происходят даже при действии небольших доз (менее 0,5 Гр). К таким повреждениям относятся повышенная экспрессия c-fos , c-jun и c-myc протоонкогенов, индукция цитокинов , таких как фактор некроза опухоли ( TNFa ), и активация антиоксидантных защитных ферментов, например, супероксид дисмутазы . Свободные радикалы , образующиеся непосредственно или опосредовано под действием ионизирующего излучения, могут приводит к развитию " окислительного стресса ", что приводит к активации транскрипции некоторых веществ, которые усиливают синтез различных белков. Повреждение ДНК само по себе вызывает усиленный синтез белков, участвующих в репарации ДНК, остановке деления клетки и апоптозе. Как известно, ген супрессии опухолей р53 активируется при различных видах повреждения ДНК: его белковый продукт переходит в активированную форму в результате посттрансляционной трансформации. Под его воздействием останавливается клеточный цикл, активируется репарации ДНК, а при невозможности восстановления целостности ДНК запускается механизм апоптоза .
Фиброз при воздействии ионизирующего излучения
Канцерогенез в результате воздействия ионизирующего излучения
