Клеточные механизмы поражения излучениями - Професиональные заболевания

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 большинстве клеток активизируются адаптационные и репаративные механизмы ответа на низкие дозы радиации. В выживших клетках могут наблюдаться отсроченные (поздние) эффекты ионизирующего излучения: мутации, хромосомные аберрации, 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 24.2 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 (TNF?), 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. Важным поздним осложнением при воздействии ионизирующего излучения, обычно в дозах, применяемых для радиотерапии опухолей, является замещение нормальной паренхиматозной ткани фиброзной, что приводит к рубцеванию органа и нарушению его функции. Эти фиброзные изменения могут развиваться как в результате острого некроза клеток в органах с неполной регенерацией, так и в результате ишемического повреждения из-за поражения кровеносных сосудов. К тому же в молочной железе и легких при облучении выделяются повреждающие цитокины и факторы роста, способствующие склерозированию, которые сохраняются в течение нескольких недель после облучения.

Канцерогенез. В результате воздействия ионизирующего излучения повышается риск заболевания различными злокачественными опухолями, особенно раком кожи, лейкемией, остеогенными саркомами и раком легких. Заболевание чаще всего развивается через 10-20 лет после облучения. Так у японцев, выживших после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, наблюдалась повышенная заболеваемость всеми видами лейкемий, кроме хронической лимфоцитарной лейкемии. У детей наблюдалась повышенная заболеваемость раком молочной и щитовидной желез и в меньшей степени - раком органов ЖКТ и мочевыделения.

Механизм, ответственный за поздний канцерогенез, изучен еще недостаточно хорошо. Большой латентный период между воздействием излучения и развитием рака некоторые объясняют возникновением так называемой Индуцированной генетической нестабильностью. Количественный анализ мутировавших генов в облученных клетках показал, что патологические гены могут передаваться в популяции клеток в течение нескольких поколений.

Похожие статьи




Клеточные механизмы поражения излучениями - Професиональные заболевания

Предыдущая | Следующая