2.4. Тканевая радиочувствительность
Клетки разных типов и, соответственно, ткани, в состав которых они входят, весьма различаются по радиочувствительности. Если гибель лимфоцитов или костномозговых клеток удается зарегистрировать после облучения в десятых долях грея, то мышечные и нервные клетки выдерживают нередко дозы в десятки грей. Определенная закономерность в распределении тканей по радиочувствительности была отмечена еще в самом начале изучения биологического действия излучений и сформулирована в 1906 г. французскими учеными Бергонье и Трибондо в виде правила, согласно которому ткани тем радиочувствительны, чем больше пролиферативная активность составляющих их клеток, и тем радиорезистентнее, чем выше степень их дифференцировки.
Высокую радиочувствительность именно активно пролиферирующих клеток связывают с особой ролью при облучении повреждения уникальных структур ядерной ДНК. Эти повреждения наиболее фатальны для делящихся клеток, когда, если не произошло репарации, они проявляются в процессе митоза как хромосомные аберрации, несовместимые с дальнейшей жизнедеятельностью. В этом и видят основную причину особой радиочувствительности пролиферирующих клеток.
Ткани и системы организма можно разделить на следующие группы:
- высокорадиочувствительные: лимфоидная ткань, костный мозг, эпителий желудочно-кишечного тракта, гонады, эмбрион;
- среднерадиочувствительные: кожные покровы, эндотелий сосудов, легкие, почки, печень, орган зрения;
- низкорадиочувствительные (или радиорезистентные): центральная нервная система, мышцы, костная ткань, соединительная ткань.
Во взрослом организме в соответствии с правилом Бергонье и Трибондо непролиферирующие высокодифференцированные нервные клетки высокорадиорезистентны. Однако это относится лишь к морфологическим проявлениям повреждения и гибели нейронов после облучения. Функциональные же реакции обнаруживаются в ответ на облучение в ничтожных дозах. Так, ранние изменения электроэнцефалограммы появляются после облучения в дозе 0,5 мГр, а облучение в дозе 1 мГр вызывает заметное удлинение времени рефлекса в ответ на электрораздражение. Спящие крысы просыпаются в результате облучения в дозе 0,01–0,02 Гр. Волны электрической активности в переживающих in vitro нервных клетках вызывает облучение в дозе 0,01 Гр. Все это говорит о высокой реактивности элементов нервной системы по отношению к радиационным воздействиям.
На тканевом уровне острое радиационное поражение проявляется нарушениями структуры и функции, зависящими, прежде всего, от клеточного опустошения. Вследствие этого радиочувствительность тканей определяется, главным образом, радиочувствительностью составляющих эту ткань клеток. Однако при рассмотрении механизмов поражения тканей нельзя сбрасывать со счетов и опосредованные влияния со стороны других пораженных радиацией тканей, и нарушения функций регулирующих систем – нервной, эндокринной.
Радиочувствительность органа зависит также от его функциональной активности: обычно она повышается при усилении функции органа. Это показано для молочной железы в период лактации, щитовидной железы в состоянии гипертиреоза и пр.
Вопросы для самоконтроля
- Какие стадии выделяют в действии ионизирующих излучений на вещество? Какое время занимает каждая из них?
- Какие процессы происходят на физической, физико-химической и химической стадиях?
- Что такое биологическое усиление радиационного поражения?
- Какие молекулярные механизмы лежат в основе поражающего действия радиации?
- Какие биохимические процессы протекают при действии ионизирующих излучений на биологические объекты?
- Как клетки могут реагировать на облучение?
- Какие формы клеточной гибели регистрируются при действии радиации?
- Какие реакции клеток лежат в основе формирования стохастических эффектов облучения?
- Как можно классифицировать ткани по радиочувствительности?
- Что лежит в основе различной радиочувствительности тканей?