Модифікація радіобіологічних ефектів Природа модифікувальних факторів



Дата02.04.2017
өлшемі445 b.


Модифікація радіобіологічних ефектів

  • Природа модифікувальних факторів.

  • Радіопротекторні ефекти.

  • Механізми радіопротекторної дії.

  • Протирадіаційний захист мембран.

  • Радіосенсибілізація.

  • Явища синергізму в дії іонізуючих випромінювань.


Навколишнє середовище діє на організм таким чином, що при одночасній дії його факторів та ІВ може виникати 3 ситуації: - фізико-хімічний фактор є антагоністом до ІВ,знижуючи (інгібуючи) його біологічну дію, - фізико-хімічний фактор не впливає на ефект ІВ, таким чином проявляється адитивність їх дії, - фізико-хімічний фактор посилює (синергіст) дію ІВ, активуючи його біологічну дію,



радіопротектори



Фактор зменшення дози ІВ

  • Кількісна міра ефективності дії радіопротекторів – фактор зменшення дози (ФЗД)

  • ФЗД = D2/D1 ,

  • де D1та D2 – дози радіації, які мають однаковий біологічний ефект:

  • 1 – без радіопротектора,

  • 2 – з радіопротектором.



Фактор зміни логарифма виживаності

  • Кількісна міра ефективності дії радіопротекторів – фактор зміни логарифма виживаності (ФЗЛ)

  • ФЗЛ = ln [ S2/S1 ],

  • де S1та S2 – виживаність клітин:

  • 1 – з радіопротектором,

  • 2 – без нього, контроль.

  • Для радіопротекторів ФЗЛ < 1



Інші кількісні характеристики ефективності радіопротекторів

  • Кількісна міра ефективності дії радіопротекторів – коефіцієнт модифікації (КМ)

  • КМ = G2/G1 ,

  • де G1та G2 – питома загибель клітин:

  • 1 – без радіопротектора, контроль,

  • 2 – з радіопротектором.

  • Індекс ефекту (ІЕ)

  • ІЕ = Е1/Е2,

  • де Е1та Е2 – виживаність клітин:

  • 1 – з радіопротектором,

  • 2 – без радіопротектора, контроль.



Класифікація і характеристики радіопротекторів

  • 1 - Ефективні при при короткочасовому опроміненні значної потужності (діють протягом 15 хв – 3 год),

  • 2 - Ефективні при пролонгованому опроміненні невеликої потужності виживаності





Радіопротектори короткочасової дії





Радіопротектори пролонгованої дії



Радіопротектори пролонгованої дії



Біологічні методи профілактики радіаційних вражень



Біологічні методи профілактики радіаційних вражень



Гнездо 1 аптечки индивидуальной - шприц-тюбик с противоболевым средством. Его следует применять при переломах, обширных ранах и ожогах. Средство для предупреждения (ослабления) поражения фосфорорганическими отравляющими веществами (тарен - 6 таблеток) вложено в гнездо 2 в круглый пенал красного цвета.

  • Гнездо 1 аптечки индивидуальной - шприц-тюбик с противоболевым средством. Его следует применять при переломах, обширных ранах и ожогах. Средство для предупреждения (ослабления) поражения фосфорорганическими отравляющими веществами (тарен - 6 таблеток) вложено в гнездо 2 в круглый пенал красного цвета.

  • Противобактериальное средство № 1 (тетрациклин, гидрохлорид) размещается в гнезде 5 в­ двух одинаковых четырехгранных пеналах без окраски.

  • Противобактериальное средство № 2 (сульфадиметоксин - 15 таблеток) находится в гнезде 3в большом круглом пенале без окраски.

  • Радиозащитное средство № 1 (цистамин) размещено в гнезде в двух восьмигранных пеналах розового цвета по 6 таблеток в каж­дом. Этот препарат принимают при угрозе облучения - 6 таблеток за один прием. При новой угрозе облучения, но не ранее чем через 4-5 часов после первого приема, рекомендуется принять еще 6 таблеток. Радиозащитное средство №2 (калий йодид - 10 таблеток) помещается в гнезде 6 в четырехгранном пенале белого цвета. Принимать его нужно по одной таблетке ежедневно в течение 10 дней после выпадения радиоактивных осадков, особенно при употребле­нии в пищу свежего не консервированного молока. В первую оче­редь препарат дают детям по одной таблетке. Противорвотное средство (этаперазин - 5 таблеток) находится в гнезде 7 в круглом пенале голубого цвета. Сразу после облучения, а также при появлении тошноты после ушиба головы рекомендуется принять одну таблетку.



Посилення дії ІВ можна індукувати 2 шляхами :

  • Посилення дії ІВ можна індукувати 2 шляхами :

  • коли фізико-хімічний фактор (хімічні мутагени, тепло, канцерогени, ультразвук тощо) діє аналогічно до ІВ, то комбінування ІВ з ними призводить не до адитивного, а до синергічного ефекту,

  • коли фізико-хімічний фактор (температура – терморадіаційна терапія пухлин і стерилізація продуктів харчування) сам по собі не здатний викликати ефекти, але при комбінованій дії спричиняє потенціонування (сенсибілізацію)





Коефіцієнт синергетичного посилення







Радіопротекторні ефекти алкоголю:

  • Гіпотетично: етанол, цукри (глюкоза, фруктоза) легко окислюються, призводячи до зниження рівня О2,

  • Експерименти на лабораторних тваринах показали, що вживання етанолу одноразово у високій дозі за 1 годину до потужного опромінення має радіопротекторну дію,

  • Корекція променевих вражень: вживання етанолу в незначній кількості на 2 добу (лише!) після опромінення,

  • Застосування етанолу (транківлізуюча доза 2,25 г/кг ваги) протягом 15 діб до опромінення та 15 діб після опромінення значно знизило загибель лабораторних тварин.







Ймовірні механізми посилення алкоголем патологічної дії іонізуючих випромінювань

  • Сам по собі етанол не має канцерогенного випливу, але на його фоні ймовірність розвитку радіаційно-індукованих пухлин зростає за рахунок порушень з боку імунної системи.

  • Дія етанолу на імунну системи має 2 фази:

  • 1 (короткочасова) — початково при помірному вживанні алкоголю спостерігається активація природнього імунітету (посилення фагоцитарної активності, збільшення кількості В-лімфоцитів),

  • 2 (хронічна) — стійке пригнічення пригнічення природнього імунітету (зниження активності Т-лімфоцитів, особливо Т-хелперів). За цих умов збільшується ймовірність аутоімунних реакцій (зазвичай у алкоголіків підвищений рівень аутоантитіл до власних специфічних білків-антигенів клітин мозку, печінки, тощо).



Ресвератрол як перспективний модифікатор радіобіологічних ефектів



Ресвератрол і хвороба Альцгеймера



Ресвератрол і серцево-судинні патології







6.9. Модификаторы лучевого поражения Модификаторами лучевого поражения называются факторы физической и химической природы, изменяющие реакцию организма на облучение. По знаку воздействия различают радиопротекторы и радиосенсибилизаторы, соответственно ослабляющие и усиливающие лучевую реакцию. По времени воздействия модификаторы могут быть профилактическими (эффективны до облучения) и терапевтическими (эффективны после облучения). Для количественной характеристики действия модификаторов используют фактор изменения дозы (ФИД), который рассчитывают как отношение дозы излучения, вызывающей определенный радиобиологический эффект, к дозе излучения с модификатором, вызывающей такой же эффект. Для радиопротекторов - ФИД<1, для радиосенсебилизаторов ФИД>1. Для радиопротекгоров используют также коэффициент защиты (Кз), равный отношению степени радиобиологического эффекта при наличии радиопротектора и без него при одинаковой дозе облучения. Фактор уменьшения дозы (ФУД) является величиной, обратной ФИД (для радиопротекторов). Для определения указанных параметров используют различные радиобиологические эффекты: выживаемость(Д50, Д37, Д0), количество одно- и двунитевых разрывов ДНК, выход мутаций, хромосомных аберраций, опухолей, изменения радиочувствительных ферментов, мембранных процессов, поведенческих реакций, количество и характер эмбриональных нарушений и т. п. Таким образом, модификаторы оказывают свое влияние на разных уровнях биологической организации - от молекулярного до организменного. Механизмы действия химических модификаторов - изменение выходов первичных радиационно-химических реакций, свободных радикалов, перекисей и других продуктов радиолиза, влияние на процессы репарации, на сублетальные и потенциально летальные повреждения клеток. Для радиопротекторов существенным является повышение эндогенного фона радиорезистентности (тиолы, катехоламины), стабильности и функциональной активности мембранных структур клетки, регулирующих и управляющих систем (ЦНС, гипофизарно-адреналовая система, система циклических нуклеотидов). Одним из важных путей повышения общей радиорезистентности является использование адаптогенов естественного происхождения (см. Радиопротекторы). Помимо общих для многих организмов соединений с радиопротекторными свойствами (тиолы, некоторые ароматические аминокислоты, нуклеотиды, дикарбоновые кислоты (сукцинат, малат), аскорбиновая кислота, альфа-токоферол, бета-каротин, ферменты супероксиддисмутаза, каталаза и др.) специфичными для растений являются синаптин (из крестоцветных), полифенолы, ионы металлов (железо, кальций, магний), микроэлементы (цинк, бор, марганец, кобальт, молибден и др.). Радиосенсибилизаторы конкурируют с естественными радиопротекторными тиоловыми соединениями, активируют малоактивные радикалы, нарушают рекомбинацию свободных радикалов, усиливают повреждение биомембран. Общим для многих из них является выраженная электронноакцепторная активность. Известны радиосенсебилизирующие свойства кислорода ("кислородный эффект"), монооксида азота (NО), блокаторов SH-групп N-этилмалеимида, мизонидазола, метронидазола. Последние два вещества привлекают внимание как средства повышения радиочувствительности опухолей. Мизонидазол подавляет репарацию потенциально летальных повреждений (двухнитевых разрывов ДНК). Известными ингибиторами репарации ДНК являются кофеин, актиномицин Д, бромдезоксиуридин. Усиливают лучевое поражение ингибиторы и разобщители окислительного фосфорилирования (цианид, 2,4-динитрофенол и др.). К веществам, усиливающим радиационную деградацию ДНК, относится гидроксамовая кислота. Некоторые агенты (кислород, цианид) в зависимости от условий облучения могут проявлять как протекторные, так и сенсибилизирующие свойства. К физическим модификаторам относятся температура, свет, другие электромагнитные излучения. Мощным сенсибилизатором прямого действия является ультрафиолет, который и сам по себе активный мутаген и канцероген. У растений влияние света опосредуется через воздействие на фотосинтез и имеет сложный характер. Температура может изменять радиочувствительность растений благодаря влиянию на пролиферативную активность тканей, содержание в них кислорода и др. Как показали исследования, активным радиосенсибилизатором у млекопитающих являются электромагнитные поля сверхвысокой частоты (СВЧ), причем их действие зависит от порядка чередования и дозы ионизирующего облучения и СВЧ. Большинство перечисленных модификаторов лучевого поражения - токсичные вещества, что ограничивает их применение. Актуальной проблемой радиобиологии, особенно в связи с Чернобыльской катастрофой, являются поиск и изучение радиопротекторов, эффективных в условиях длительного воздействия низких уровней радиации. К таким протекторам относятся вещества природного происхождения, многие из них обладают выраженными адаптогенными свойствами. Наиболее изучены и представляют практический интерес - бета-каротин, метаболиты трикарбонового цикла (сукцинат натрия и малат натрия), продукты из черноморских мидий, продукты пчеловодства (особенно маточное молочко), некоторые лекарственные травы и плоды (лапчатка, тысячелистник, рябина, арония, шиповник и др.).

  • 6.9. Модификаторы лучевого поражения Модификаторами лучевого поражения называются факторы физической и химической природы, изменяющие реакцию организма на облучение. По знаку воздействия различают радиопротекторы и радиосенсибилизаторы, соответственно ослабляющие и усиливающие лучевую реакцию. По времени воздействия модификаторы могут быть профилактическими (эффективны до облучения) и терапевтическими (эффективны после облучения). Для количественной характеристики действия модификаторов используют фактор изменения дозы (ФИД), который рассчитывают как отношение дозы излучения, вызывающей определенный радиобиологический эффект, к дозе излучения с модификатором, вызывающей такой же эффект. Для радиопротекторов - ФИД<1, для радиосенсебилизаторов ФИД>1. Для радиопротекгоров используют также коэффициент защиты (Кз), равный отношению степени радиобиологического эффекта при наличии радиопротектора и без него при одинаковой дозе облучения. Фактор уменьшения дозы (ФУД) является величиной, обратной ФИД (для радиопротекторов). Для определения указанных параметров используют различные радиобиологические эффекты: выживаемость(Д50, Д37, Д0), количество одно- и двунитевых разрывов ДНК, выход мутаций, хромосомных аберраций, опухолей, изменения радиочувствительных ферментов, мембранных процессов, поведенческих реакций, количество и характер эмбриональных нарушений и т. п. Таким образом, модификаторы оказывают свое влияние на разных уровнях биологической организации - от молекулярного до организменного. Механизмы действия химических модификаторов - изменение выходов первичных радиационно-химических реакций, свободных радикалов, перекисей и других продуктов радиолиза, влияние на процессы репарации, на сублетальные и потенциально летальные повреждения клеток. Для радиопротекторов существенным является повышение эндогенного фона радиорезистентности (тиолы, катехоламины), стабильности и функциональной активности мембранных структур клетки, регулирующих и управляющих систем (ЦНС, гипофизарно-адреналовая система, система циклических нуклеотидов). Одним из важных путей повышения общей радиорезистентности является использование адаптогенов естественного происхождения (см. Радиопротекторы). Помимо общих для многих организмов соединений с радиопротекторными свойствами (тиолы, некоторые ароматические аминокислоты, нуклеотиды, дикарбоновые кислоты (сукцинат, малат), аскорбиновая кислота, альфа-токоферол, бета-каротин, ферменты супероксиддисмутаза, каталаза и др.) специфичными для растений являются синаптин (из крестоцветных), полифенолы, ионы металлов (железо, кальций, магний), микроэлементы (цинк, бор, марганец, кобальт, молибден и др.). Радиосенсибилизаторы конкурируют с естественными радиопротекторными тиоловыми соединениями, активируют малоактивные радикалы, нарушают рекомбинацию свободных радикалов, усиливают повреждение биомембран. Общим для многих из них является выраженная электронноакцепторная активность. Известны радиосенсебилизирующие свойства кислорода ("кислородный эффект"), монооксида азота (NО), блокаторов SH-групп N-этилмалеимида, мизонидазола, метронидазола. Последние два вещества привлекают внимание как средства повышения радиочувствительности опухолей. Мизонидазол подавляет репарацию потенциально летальных повреждений (двухнитевых разрывов ДНК). Известными ингибиторами репарации ДНК являются кофеин, актиномицин Д, бромдезоксиуридин. Усиливают лучевое поражение ингибиторы и разобщители окислительного фосфорилирования (цианид, 2,4-динитрофенол и др.). К веществам, усиливающим радиационную деградацию ДНК, относится гидроксамовая кислота. Некоторые агенты (кислород, цианид) в зависимости от условий облучения могут проявлять как протекторные, так и сенсибилизирующие свойства. К физическим модификаторам относятся температура, свет, другие электромагнитные излучения. Мощным сенсибилизатором прямого действия является ультрафиолет, который и сам по себе активный мутаген и канцероген. У растений влияние света опосредуется через воздействие на фотосинтез и имеет сложный характер. Температура может изменять радиочувствительность растений благодаря влиянию на пролиферативную активность тканей, содержание в них кислорода и др. Как показали исследования, активным радиосенсибилизатором у млекопитающих являются электромагнитные поля сверхвысокой частоты (СВЧ), причем их действие зависит от порядка чередования и дозы ионизирующего облучения и СВЧ. Большинство перечисленных модификаторов лучевого поражения - токсичные вещества, что ограничивает их применение. Актуальной проблемой радиобиологии, особенно в связи с Чернобыльской катастрофой, являются поиск и изучение радиопротекторов, эффективных в условиях длительного воздействия низких уровней радиации. К таким протекторам относятся вещества природного происхождения, многие из них обладают выраженными адаптогенными свойствами. Наиболее изучены и представляют практический интерес - бета-каротин, метаболиты трикарбонового цикла (сукцинат натрия и малат натрия), продукты из черноморских мидий, продукты пчеловодства (особенно маточное молочко), некоторые лекарственные травы и плоды (лапчатка, тысячелистник, рябина, арония, шиповник и др.).









Достарыңызбен бөлісу:


©stom.tilimen.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет