Глава 2. Биологическое действие излучений

LН → L^· + Н^· ;

L^· + О₂ → LО₂^· + LН → LООН + L^· ;

L^· + НО^·₂ → LООН.

Гидроперекиси очень нестойки и при наличии ионов металлов с переменной валентностью легко распадаются с образованием ряда высоко активных радикалов:

LООН → L^· + НО₂^·

LООН → LО^· + НО^·

LООН → LО₂^· + Н^· .

Образовавшиеся радикалы могут дать толчок к развитию цепных реакций окисления, в том числе перекисного окисления липидов (рис. 9).

Рис. 9. Цепные свободно-радикальные процессы перекисного окисления липидов в клетке (по Кудряшову Ю.Б. [7]).

Если создаются условия для взаимодействия радикалов между собой, то образуются стабильные вещества, что приводит к обрыву цепной реакции:

L^· + L^· → LL;

LОО^· + LОО^· → LООL + О₂;

LО^· + LО^· → LООL;

LО^· + L^· → LОL;

LОО^· + L^· → LООL.

Продукты перекисного окисления ненасыщенных жирных кислот вследствие обнаруженных у них радиомиметических свойств (способность вызывать разрывы цепей ДНК, возникновение хромосомных аберраций, подавление репарации повреждений ДНК) получили наименование первичных, или липидных, радиотоксинов. К первичным радиотоксинам относят гидроперекиси, перекиси, эпоксиды, альдегиды и кетоны, а также обнаруживаемые в облучаемых клетках хиноны и семихиноны – продукты окисления фенолов.

Следует отметить, что оксидактивная деградация биологических мембран и ДНК не ограничивается действием продуктов перекисного окисления липидов (липидных радиотоксинов). Так же, как и другие клеточные элементы, мембраны и ДНК могут быть непосредственно атакованы различными водо- и жирорастворимыми прооксидантами, краткая характеристика которых и их содержание в интактной клетке представлены в табл. 7.

Изменения структуры углеводов наблюдаются, преимущественно, при воздействии высоких доз ионизирующих излучений. Они сводятся к деполимеризации и окислению полисахаридов, что приводит к распаду углеводородной цепи и образованию кислоты формальдегида. Среди продуктов распада углеводов могут обнаруживаться глиоксаль и глюкуроновые кислоты. Довольно существенное значение для развития изменений в соединительнотканных структурах имеет распад мукополисахаридов, в частности, гиалуроновой кислоты.

Доля поврежденных биомолекул положительно связана с их молекулярной массой. Например, после облучения в дозе 10 Гр в клетке оказываются поврежденными 0,015 % молекул олигосахаридов, 0,023 % – нуклеотидов, 0,36 % – аминокислот. Для белков в растворенном состоянии при той же дозе это число составляет 1 на 100 молекул, а для ДНК – 220 на 1 молекулу. У ДНК, находящейся в составе надмолекулярных структур, в каждой молекуле оказываются пораженными около 10 нуклеотидов.

Радиационные повреждения биомолекул и надмолекулярных структур не могут не сказаться на ходе метаболических процессов, в которых участвуют эти структуры. Искажение этих процессов может привести к появлению новых структурных повреждений, новых «поломов», которые, в свою очередь, могут инициировать новые метаболические нарушения и т.д.

Таблица 7. Содержание и некоторые характеристики оксидантов в интактной клетке (по Кудряшову Ю.Б. [7]).