Кислородный эффект

Все начиналось с открытия кислородного эффекта (КЭ). Так был назван феномен ослабления лучевого поражения биообъекта путем создания в окружающей его среде во время облучения бескислородных условий или с очень низким содержанием О,, т.е. гипоксических. Ясно, что при этом концентрация свободного, не связанного кислорода достигала очень низких значений и в самом объекте, так как он потреблялся клетками для окисления органических соединений и создания энергетической валюты клетки — аденозинтрифос- фата (АТФ). Как это сказывалось на радиационном поражении объекта, видно на рис. 1.

На рис. 1 представлены дозовые зависимости выживаемости клеток китайского хомяка, облученных в условиях кислородной и бескислородной среды. Видно, что при отсутствии 02 во время облучения клетки лучше перенесли одинаковую лучевую нагрузку, чем при наличии 02. Если взять отношение доз облучения в азоте и на воздухе, давших одинаковый эффект (например, выживаемость 10% посеянных для оценки колониеобразования клеток), то оно окажется

Зависимости выживаемости клеток китайского хомяка от дозы облучения в разных условиях

Рис. 1. Зависимости выживаемости клеток китайского хомяка от дозы облучения в разных условиях:

  • 1 — в атмосфере воздуха (О,) (D0 — доза, вызывающая гибель 63 % клеток, равна 175 рад);
  • 2 — азота N-, (520 рад); 3 — воздуха и добавленного в него диамида, снизившего эндогенные SH-группы (105 рад); 4 — азота и добавленного в среду цистеамина, содержащего SH-группы (850 рад) (выживаемость клетки оценивалась по се способности образовать колонию из сотен клеток)

Таблица 1. Роль ферментативной репарации ДНК в реализации кислородного аффекта 12 ]

Генотип Е. coli

Коэффициент кислородного усиления

WP2, дикий тип (репарационная система в норме)

3,0

В П1+ (репарационная система нарушена)

2,3

ехг- (репарационная система нарушена)

2,3

uvr А6 (репарационная система нарушена)

1,5

ree А1 (репарационная система нарушена)

1,0—1,3

hcr- ехг- (репарационная система нарушена)

1,0—1,3

равным примерно трем. Этот критерий оценки защитного эффекта был назван фактором изменения дозы (ФИД). Получается, что при отсутствии кислорода доза облучения как бы уменьшилась в 3 раза.

Одновременно исследователи выяснили, что тиолы тоже обладают радиозащитным действием. Это следовало из того, что снижение уровня эндогенных тиолов в условиях нормального содержания кислорода повышает радиочувствительность клеток (кривая 3), а увеличение уровня тиолов в результате экзогенно введенного тиола цистеамина даже в условиях отсутствия кислорода понижает радиочувствительность (кривая 4). Не будем забывать при этом, что термин радиочувствительность является точным переводом с английского, но по-существу означает радиопоражаемость.

Далее было доказано, что для реализации КЭ необходимо не только наличие эндогенных тиолов, но и сохранность полноценной системы ферментативной репарации (табл. 1).

Результаты исследований, представленные в табл. 1, показывают, что максимальный ФИД для кислородного эффекта имеет место только у клеток дикого типа с нормальным геномом, а у клеток с генетическими дефектами он или снижен, или при некоторых типах мутаций (см. две строки снизу в табл. 1) может практически отсутствовать.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >