Реферат: Радиопротекторы. Защита от радиоактивного поражения

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">ПЛАН КУРСОВОЙ РАБОТЫ:

1.<span Times New Roman"">     

Радиопротекторы — понятие                                                                    стр3

2.  Основы патогенеза радиационного поражения                                     стр 5

3.  Классификация и характеристика радиозащитных веществ             стр 12

4.  Механизм радиозащитного действия                                                       стр20

5.  Практическое применение радиопротекторов                                       стр21

Широкие масштабы мирного использования атомной энер­гиив ряде областей — энергетике, медицине, сельском хо­зяйстве, промышленности,исследовании космоса, а также сохраняющаяся угроза военного конфликта сприменением ядерного оружия представляют потенциальную опасность для нынешнегои будущих поколений. Число лиц, контак­тирующих с источниками ионизирующихизлучений, будет постоянно возрастать.

Уже более 30 лет ученымизвестны радиозащитные свойства некоторых химических веществ. Их изучение про­водитсяв интересах защиты здоровых тканей у тех боль­ных, которые в связи сонкологическими заболеваниями подвергаются интенсивной радиотерапии. Очевидна ине­обходимость защиты человека от воздействия ионизирую­щих излучений при ликвидациипоследствий аварий на атомных установках и в случае военного конфликта, с при­менениемядерного оружия. Дальнейшее проникновение человека в космос также не мыслитсябез разработки со­ответствующих радиозащитных мероприятий.

Радиационнаязащита в широком смысле включает лю­бые действия, направленные на уменьшениериска радиа­ционного поражения. К ним в первую очередь относятся всепрофилактические мероприятия в области радиаци­онной безопасности лиц,работающих с ионизирующими излучениями. В 1977 г. изданы Рекомендации (№ 26)Международной комиссии по радиологической защите. В 1982 г. Международноеагентство по атомной энергии в Вене опубликовало Основные правила безопасностипри радиационной защите.

Приконтакте человека с ионизирующими излучениями высокой мощности практическиемеры защиты могут пред­ставлять собой:

а)физическое (механическое) экранирование части или всего тела во времяоблучения;

б)фракционирование облучения с помощью рационального чередования работы в зонерадиоактивного загряз­нения и вне ее;

в)назначение перед облучением радиозащитных средств (радиозащита в узком смыслеслова).

Радиопротекторымогут быть подразделены на группы с учетом их химической природы,продолжительности и вероятного механизма защитного действия или фармако­логическогоэффекта. Для понимания действия радиопро­текторов и их роли в современнойрадиационной защите мы сочли необходимым включить в книгу вступительную главу омеханизмах радиационного поражения живого ор­ганизма. Исчерпывающегопредставления о них пока не существует, поэтому не могут быть раскрыты с оконча­тельнойясностью и механизмы защитного действия радио­протекторов. В то же время данныео процессе послелучевого повреждения, с одной стороны, и расширение ин­формациио действии радиопротекторов на различных уровнях живого организма — с другой,взаимно обогаща­ют наше понимание как пострадиационного процесса, так ирадиозащитного эффекта.

Нарядус радиопротекторами интерес радиобиологов вызывают вещества с противоположнымдействием — ра­диосенсибилизаторы. Однойиз главных целей здесь является изыскание химических соединений, повышающихчувстви­тельность раковых клеток к воздействию ионизирующей радиации. Такимобразом, проблемы защиты здоровых тканей с помощью радиопротекторов и повышениечувстви­тельности раковых клеток к облучению путем использо­ваниярадиосенсибилизаторов оказываются связанными общностью задач.Радиопротекторы и радиосенсибилизаторы вместепредставляют так называемые радиомодифицирующие средства. Их комбинированноеиспользование открывает новые возможности для радиотерапии злокачественныхопухолей.

Радиозащитноедействие впервые было описанов 1949году исследователем Паттом. Цистеин, введенный мышам перед леталь­нымрентгеновским облучением, предотвращал гибель боль­шого числа животных.Полученные данные, подтверждаю­щие реальную возможность уменьшения влияния иони­зирующихизлучений на биологические процессы у млекопитающих, положили начало широкомуразвитию исследовательских программ в целях поиска средств с выраженным защитнымдействием, способных обеспечить защиту человеческого организма.

Кнастоящему времени проверены радиозащитные свойства тысяч химическихсоединений. В 1961—1963 гг.ученые HuberиSpodeсистематически публико­вали отчеты об испытаниях химических средств на радио­защитнуюактивность. Клиническое применение получили только некоторые из них. К наиболееэффективным сред­ствам относятся цистеамин (МЭА), цистамин,аминоэтил-изотиуроний (АЭТ), гаммафос(WR-2721),серотонин и мексамин. Радиозащитное действие цистеамина(меркаптоэтиламин, или МЭА) и цистамина (дисульфид МЭА) впервые описалиBacqи соавт. (1951), АЭТ—Doherty иBurnet(1955), серотонина—Grayи соавт. (1952), мексамина (5-метокситриптамин,5-МОТ)— Красных и соавт. (1962). Гаммафос, в англоязычной литературе обозначае­мыйWR-2721,в химическом отношениипредставляет со­бой 8-2-(3-аминопропиламино) тиофосфорноэтиловый эфир. Он былсинтезированPiperисоавт. (1969), а его радио­защитный эффект установленYuhasиStorer(1969).

ОСНОВЫ ПАТОГЕНЕЗА РАДИАЦИОННОГО ПОРАЖЕНИЯВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ С ВЕЩЕСТВОМ

Ионизирующиеизлучения получили свое название ввиду способности вызывать ионизацию атомов имолекул облу­чаемого вещества. При прохождении через вещество иони­зирующееизлучение способствует отрыву электронов от атомов и молекул, благодаря чемувозникают ионные па­ры: положительно заряженный остаток атома и молекулы иотрицательно заряженный электрон. Процессы ионизации атомов и молекул неживоговещества и живой ткани не различаются.

По характерувзаимодействия с веществом ионизирую­щие излучения делятся на прямо и косвенноионизирую­щие. Прямо ионизирующие излучения ионизируют атомы поглощающегоизлучение вещества воздействием несущих заряд электростатических сил. К нимотносятся заряжен­ные частицы — электроны, протоны и альфа-частицы. Косвенноионизирующие излучения при взаимодействии с веществом передают свою энергиюзаряженным частицам атомов поглощающего излучение вещества, которые затем какпрямо ионизирующие частицы вызывают образование ионных пар. К этим излучениямотносятся электромагнит­ные рентгеновское и гамма-излучение, а также корпуску­лярноеизлучение нейтронов, не несущих электрического заряда.

Физическоепоглощение ионизирующего излучения протекает за доли секунды (10-17— 10-15).Механизмы, веду­щие к ионизации и возбуждению атомов облучаемого вещества,достаточно хорошо изучены и детально описаны в учебниках биофизики. Менееизучены следующие два этапа развития пострадиационного повреждения, при ко­торыхпроисходят химические и биологические изменения. В настоящее время очень малоизвестно о связи между химическими и биомолекулярными изменениями и после­дующимибиологическими эффектами. В развитии пост­радиационных процессов в живых тканяхнедостаточно изучена роль, в частности, возбужденных атомов.

Из-запотери электрона или его захвата возникают свободные радикалы — атомы имолекулы, имеющие на орбитальной электронной оболочке один неспаренный элек­трон.У стабильных атомов в орбитальном слое всегда на­ходятся пары электронов,вращающихся вокруг собствен­ной оси в противоположном направлении. Свободные ра­дикалыобладают высокой реакционной способностью с выраженным стремлением присоединитьили отдать элек­трон с тем, чтобы довести общее их число до четного. Ис­ходя изэтого, свободные радикалы делят на окислитель­ные(принимающие электроны) и восстановительные(отдающие их).

Живая ткань содержит 60—90% воды, поэтому есте­ственно,что при взаимодействии ионизирующих излуче­ний с тканями организма значительнаячасть энергии поглощается молекулами воды. Радикалы, возникающие при радиолизеводы, могут взаимодействовать с любой органической молекулой ткани. Реакциясвободных ради­калов воды с биологически важными молекулами клеток лежит воснове косвенного действия ионизирующего излу­чения. Свободные радикалы водыкак промежуточные продукты поглощения энергии излучений служат средст­вомпереноса энергии на важные биомолекулы. Прямое же действие ионизирующихизлучений обусловлено непосред­ственным поглощением энергии излучений биологическиважными молекулами, При ионизации которых и возни­кают свободные радикалы. Сточки зрения собственно био­логического повреждения вообще не имеет большогозна­чения то, как повреждена критическая биомолекула,— прямо или косвенно.Принимая во внимание состав живой материи, можно допустить, что в радиационномповреж­дении клеток участвует как прямой, так и косвенный ме­ханизм.

Существеннуюрадиобиологическую роль играет взаи­модействие свободных радикалов с молекуламикислоро­да. Оно ведет к возникновению перекисных радикалов водорода иорганических молекул, которые могут затем реагировать с другими органическимимолекулами ткани. Усиление радиационного повреждения клеток и тканей живогоорганизма в присутствии кислорода носит назва­ние кислородного эффекта.

Прямоеи косвенное воздействие излучений на биоло­гически важные молекулы ведет кобширным биологиче­ским изменениям в облученном организме, которые можносхематически представить как изменения на различных уровнях биологическойорганизации от молекулы до це­лостного организма. Эти типы радиационныхпоражений приведены в табл. 1.

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;layout-grid-mode:line">Таблица 1. Типы радиационного поражения умлекопитающих

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode: line">

<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; layout-grid-mode:line">Уровень биологической организации

<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode:line"> Важнейшие радиационные эффекты

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;layout-grid-mode:line">Молекулярный

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode: line">

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;layout-grid-mode:line">Повреждение макромолекул   ферментов, ДНК, РНК

<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode:line">
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;layout-grid-mode:line">и воздействие на обменные процессы<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode: line">

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;layout-grid-mode:line">Субклеточный

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode: line">

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;layout-grid-mode:line">Повреждение клеточных мембран, ядер, хромосом, митохондрий и лизосом

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode: line">

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;layout-grid-mode:line">Клеточный

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode: line">

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;layout-grid-mode:line">Остановка деления и гибель клеток; трансформация в злокачественные клетки

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode: line">

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;layout-grid-mode:line">Ткань, орган

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode: line">

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;layout-grid-mode:line">Поражение ЦНС, костного мозга, желудочно-кишечного тракта; вероятность гибели,   обусловленной злокачественным ростом

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode: line">

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;layout-grid-mode:line">Целостный организм

<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode:line">

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;layout-grid-mode:line">Смерть или сокращение продолжительности жизни, вызванное радиацией

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode: line">

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;layout-grid-mode:line">Популяция

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;layout-grid-mode:line">Изменения генетической характеристики у отдельных индивидуумов под влиянием генных и хромосомных мутаций

<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode:line"> РАЗВИТИЕ РАДИАЦИОННОГО ПОРАЖЕНИЯ

Вследза поглощением энергии ионизирующего излучения, сопровождаемым физическимиизменениями клеток, про­исходят процессы химического и биологического харак­тера,которые закономерно приводят прежде всего к по­вреждению критических биомолекулв клетке. Этот про­цесс протекает менее 10-6 с,тогда как окончательное проявление биологического поражения может растягивать­сяца часы, дни и даже десятилетия.

Дляжизненной функции клеток решающее значение имеют белки и нуклеиновые кислоты.Белки — главный органический компонент цитоплазмы. Некоторые белки от­носятся кструктурным элементам клетки, другие — к име­ющим важное значение ферментам.Радиационное повреж­дение белков состоит в уменьшении их молекулярной мас­сы врезультате фрагментации полипептидных цепочек, в изменении растворимости,нарушении вторичной и тре­тичной структуры, агрегировании и т. п. Биохимическимкритерием радиационного повреждения ферментов явля­ется утрата ими способностиосуществлять специфические реакции. При интерпретации пострадиационных измене­нийферментативной активностиinvitroнаряду с радиа­ционными нарушениями самого фермента следует учиты­вать идругие повреждения клетки, прежде всего мембран и органелл. Чтобы вызвать явныеизменения ферментатив­ной активности в условияхinvitro, требуются значитель­но большие дозы, чемin vivo.

Наиболеесущественные повреждения клетки возникают в ядре, основной молекулой которогоявляется ДНК. Ядро у млекопитающих проходит четыре фазы деления; из нихнаиболее чувствителен к облучению митоз, точнее его первая стадия — поздняяпрофаза. Клетки, которые в мо­мент облучения оказываются в этой стадии, немогут вступить в митоз, что проявляется первичным снижением митотической активностиспустя 2 ч после облучения. Клет­ки, облученные в более поздних стадиях митоза,или завершают цикл деления без каких-либо нарушений, или в результате инверсииобменных процессов возвращаются в профазу. Речь идет о радиационнойсинхронизации мито­зов, когда клетки с запозданием снова начинают делиться ипроизводят чисто внешнюю компенсацию первоначаль­ного снижения митотическойактивности. Нарушения ДНК могут вести к атипическому течению клеточного деленияи появлению хромосомных аберраций. Неделящиеся клет­ки пребывают в длительнойинтерфазе, оставаясь по боль­шей части вне влияния тех доз излучения, которыевызы­вают репродуктивный отказ делящихся клеток.

Снарушением клеточной мембраны связаны радиаци­онные изменения поведенческихфункций ЦНС. Радиаци­онное повреждение эндоплазматического ретикулума при­водитк уменьшению синтеза белков. Поврежденные лизосомы высвобождают катаболическиеферменты, спо­собные вызвать изменения нуклеиновых кислот, белков имукополисахаридов. Нарушение структуры и функции митохондрий снижает уровеньокислительного фосфорилирования.

Перечисленныеизменения субклеточных структур толь­ко намечены, исследования в данной областиведутся.

Стволовыеклетки костного мозга, зародышевого эпи­телия тонкого кишечника, кожи и семенныхканальцев характеризуются высокой пролиферативной активностью. Еще в 1906 г.J. BergonieиL. Tribondeauсформулировали основнойрадиобиологический закон, согласно которому ткани с малодифференцированными иактивно делящи­мися клетками относятся к радиочувствительным,а ткани с дифференцированными и слабо или вообще не деля­щимися клетками — к радиорезистентным. По этой клас­сификациикроветворные клетки костного мозга, зароды­шевые клетки семенников, кишечный икожный эпителий являются радиочувствительными, а мозг, мышцы, печень, почки,кости, хрящи и связки — радиорезистентными. Ис­ключение составляют небольшиелимфоциты, которые (хо­тя они дифференцированы и не делятся) обладают высо­койчувствительностью к ионизирующему излучению. При­чиной, вероятно, является ихвыраженная способность к функциональным изменениям. При рассмотрении радиа­ционногопоражения радиочувствительных тканей следует учитывать, что и чувствительныеклетки, находясь в мо­мент облучения в разных стадиях клеточного цикла, об­ладаютразличной радиочувствительностью. Очень большие дозы вызывают гибель клетокнезависимо от фазы кле­точного цикла. При меньших дозах цитолиз не происхо­дит,но репродуктивная способность клеток снижается в зависимости от полученной имидозы. Часть клеток оста­ется неповрежденной либо может быть полностью восста­новленнойот повреждений. На субклеточном уровне репарация радиационного пораженияпроисходит, как пра­вило, в течение нескольких минут, на клеточном уровне —нескольких часов, на уровне ткани — дней и недель, а в целом организмемлекопитающего — в течение месяцев. Обратимая компонента составляет примерно90% началь­ного радиационного поражения. Считается, что репарация 50%обратимого поражения у человека занимает примерно 30 (25-45) дней. Остальная частьобратимого поражения полностью репарируется через 200 ± 60 дней после окон­чанияоднократного сублетального облучения. Чем больше относительная биологическаяэффективность (ОБЭ) излу­чений, тем меньше у организма возможности восстанов­ления.Необратимая компонента нейтронного облучения составляет более 10% начальногопоражения.

Пострадиационнаяубыль клеток вследствие их гибели в интерфазе, а также утрата репродуктивнойспособности части клеток особенно серьезны для тех непрерывно об­новляющихсяклеточных популяций, зрелые формы кото­рых имеют физиологически ограниченноевремя жизни, после чего они отмирают. Чем короче цикл созревания и средний срокжизни зрелых клеток какой-либо системы, тем выраженное и чаще бывают нарушенияэтой системы в период после облучения. Те важные органы и системы, выход изстроя которых приводит к гибели организма, на­зываются критическими. Так, к основному тканевому пора­жению в диапазоне доз(на все тело) 1-10 Гр относится нарушение кроветворной функции, получившееназвание костномозгового синдрома. Доза, при которой выживает 37% стволовыхкроветворных клеток (Д0) умышей, со­ставляет 1 Гр. При костномозговом синдроме возникают серьезныенарушения репродуктивной способности гемопоэза. Эти нарушения с течениемвремени после облучения определяют изменения в периферической крови в зависи­мостиот среднего времени жизни форменных элементов крови и дозы излучения.

Дляубыли форменных элементов в периферической крови характерна определеннаяпоследовательность во вре­мени, сопровождаемая следующими функциональными из­менениями.

1.Сокращение числа лимфоцитов отмечается сразу же после облучения и достигаетмаксимума на 1–3-й сутки. Оно проявляется ослаблением или подавлением как кле­точных,так и гуморальных иммунологических реакций.

2.Уменьшение количества нейтрофильных гранулоцитов (после временного1–2-суточного лейкоцитоза, обус­ловленного выбросом нейтрофилов из депоорганизма) достигает нулевой отметки на 4-е и 5-е сутки в случае летальногооблучения. При меньших дозах количество нейтрофилов постепенно сокращается, егоминимум при­ходится на 2–4-ю неделю после экспозиции. Гранулоцитопения понижаетсопротивляемость организма к инфек­циям.

3.Уменьшение числа тромбоцитов происходит парал­лельно с сокращением количестванейтрофилов или на не­сколько суток позже. Дефицит тромбоцитов вместе с ра­диационнымпоражением эндотелия сосудов проявляется геморрагическим синдромом.

4.Содержание эритроцитов ежесуточно снижается при­мерно на 0,8%, что усугубляетсякровотечениями и явле­ниями гемолиза. За первый месяц после облучения потеряэритроцитов может достигнуть 25% от исходного уровня. Анемия замедляет процессырепарации, а дефицит кисло­рода в костном мозге нарушает его способность восста­навливатьгемопоэз.

Умышей Д0стволовых клеток кишечника составляет 4–6 Гр. Следовательно, они в несколькораз более радио­устойчивы, чем стволовые кроветворные клетки. При дозах 10—100Гр решающим в течении пострадиационного про­цесса является поражение кишечногоэпителия. Основная причина его гибели состоит в том, что в условиях денуда­циислизистой оболочки тонкого кишечника происходит потеря жидкости, электролитов ибелков, сопровождаемая микробной инвазией и токсемией, ведущими к септическо­мушоку и недостаточности кровообращения. Радиацион­ные изменения эпителиальногослоя желудка, толстого кишечника и прямой кишки примерно такие же, но выра­женызначительно меньше. Хотя решающим патогенетиче­ским фактором данного синдромаявляется денудация сли­зистой оболочки кишечника, следует иметь в виду, что параллельнос этим постепенно развиваются нарушения кроветворной функции. Одновременноетяжелое необрати­мое поражение обеих критических систем организма при облучениив дозах 10–100 Гр приводит к быстрой и не­избежной гибели.

Приоднократном общем облучении в дозах свыше 100 Гр большинство млекопитающихгибнет в результате так называемой церебральнойсмерти в сроки до 48 ч. Радиационное поражение ЦНС объясняется повреждениемнервных клеток и сосудов мозга. При исключительно больших дозах облучениявозможно специфическое воз­действие радиации на дыхательный центр впродолговатом мозге. Радиационный синдром ЦПС принципиально отличается откостномозгового синдрома тем, что при его раз­витии не происходит выраженногоклеточного опустоше­ния. К характерным признакам этого синдрома относятсянепрекращающиеся тошнота и рвота, упорный понос, бес­покойство, дезориентация,атаксия, тремор, судороги, а также апатия, сонливость, нарушение сознания.Сравни­тельно быстро наступает полное истощение организма, заканчивающеесясмертью.

Когдаречь идет о чувствительности организма к иони­зирующему излучению,рассматривается, как правило, диа­пазон доз, вызывающих гибель при проявленияхкостно­мозгового синдрома. Пострадиационные изменения в дру­гих (некритических) тканях могут оказать значительное воздействие на важные функцииорганизма (зрение, ре­продуктивные функции), в то же время не оказывая ре­шающеговлияния на жизненный исход. В связи с нару­шением нервно-гуморальной регуляциив пострадиацион­ный патогенетический механизм вовлекаются все органы и ткани.Радиочувствительность же всего организма у млекопитающих приравнивается крадиочувствительности кроветворных клеток, так как их аплазия, возникающаяпосле общего облучения в минимальных абсолютно смер­тельных дозах, приводит кгибели организма.

Приоценке радиочувствительности организма и ана­лизе эффективностирадиопротекторов учитываются дозы облучения, вызывающие конкретный летальныйисход. Сублетальная доза не приводит к гибели ни одного живот­ного изоблученной группы. Летальная доза вызывает смерть минимально одной, амаксимально всех облучен­ных особей. Эта величина характеризуется процентом по­гибшихособей в группе к определенному сроку после об­лучения. В эксперименте чащевсего применяется средняя летальная доза (гибель 50% животных к 30-м или 90-мсуткам)—ЛД50/30, ЛД50/90. Минимальная абсолютно ле­тальнаядоза — это доза, при которой погибают все особи из облученной группы.Супралетальная доза больше ми­нимальной абсолютно летальной. Отдельныесупралетальные дозы различаются лишь по продолжительности жизни животных послеэкспозиции, поскольку все они вызывают смерть 100% животных в облученнойгруппе. Летальные дозы у млекопитающих, установленные только для одного видавоздействия на организм — облучения, значительно понизились бы в случаекомбинации облучения с ожогами, ранениями и различными стрессовыми факторами.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАДИАЦИОННОЕ ПОРАЖЕНИЕ

Наконечный биологический эффект влияют различные факторы, которые в основномделятся на физические, хи­мические и биологические.

Среди физических факторов на первом местестоит вид излучения, характеризуемый относительной биологическойэффективностью. Различия биологического действия обус­ловлены линейнымпереносом энергии данного вида иони­зирующего излучения, связанным с плотностьюионизации и определяющим способность излучения проникать в слои поглощающегоего вещества. ОБЭ представляет величину отношения дозы стандартного излучения(изотоп 60Со или рент­геновское излучение 220 кВ) к дозеисследуемого излуче­ния, дающей равный биологический эффект. Так как длясравнения можно выбрать множество биологических эф­фектов, для испытуемогоизлучения существует несколько величин ОБЭ. Если показателем пострадиационногодейст­вия берется катарактогенный эффект, величина ОБЭ для нейтронов делениялежит в диапазоне 5—10 в зависимо­сти от вида облученных животных, тогда как поважному критерию — развитию острой лучевой болезни — ОБЭ ней­тронов деленияравняется примерно 1.

Следующимсущественным физическим фактором явля­ется доза ионизирующего излучения,которая в Междуна­родной системе единиц (СИ) выражается в грэях (Гр). 1 Гр=100рад, 1 рад=0,975 Р. От величины поглощенной дозы зависят развитие синдромоврадиационного пораже­ния и продолжительность жизни после облучения.

Прианализе отношения между дозой, получаемой ор­ганизмом млекопитающего, иопределенным биологиче­ским эффектом учитывается вероятность его возникнове­ния.Если эффект появляется в ответ на облучение неза­висимо от величины поглощеннойдозы, он относится к разряду стохастических. За стохастические принимаются,например, наследственные эффекты излучения. В отличие от них нестохастическиеэффекты наблюдаются по дости­жении определенной пороговой дозы излучения. Вкачест­ве примера можно указать помутнение хрусталика, бес­плодие и др.

ВРекомендациях Международной комиссии по радио­логической защите (№ 26, 1977 г.)стохастические и несто­хастические эффекты определены следующим образом:«Стохастическими называют те беспороговые эффекты, для которых вероятность ихвозникновения (а не столько их тяжесть) рассматривают как функцию дозы.Нестохасти­ческими называют эффекты, при которых тяжесть пора­жения изменяетсяв зависимости от дозы и, следовательно, для появления которых можетсуществовать порог».

Химическиерадиозащитные вещества в зависимости от их эффективности снижают биологическоевоздействие излучений в лучшем случае в 3 раза. Предотвратить воз­никновениестохастических эффектов они не могут.

Ксущественным химическим факторам,модифицирую­щим действие ионизирующего излучения, относится кон­центрациякислорода в тканях организма у млекопитаю­щих. Его наличие в тканях, особенново время гамма- или рентгеновского облучения, усиливает биологическое воз­действиерадиации. Механизм кислородного эффекта объ­ясняется усилением главным образомнепрямого действия излучения. Присутствие же кислорода в облученной ткани поокончании экспозиции дает противоположный эффект.

Дляхарактеристики облучения, наряду с величиной общей дозы, важное значение имеетпродолжительность экспозиции. Доза ионизирующей радиации независимо от времениее действия вызывает в облученном организме одно и то же число ионизаций.Различие, однако, состоит в объеме репарации радиационного поражения. Следова­тельно,при облучении меньшей мощности наблюдается меньшее биологическое поражение.Мощность поглощен­ной дозы выражается в грэях за единицу времени, напри­мерГр/мин, мГр/ч и т. д.

Изменениерадиочувствительности тканей организма имеет большое практическое значение.Данная книга по­священа радиопротекторам, а также веществам, снижаю­щимрадиочувствительность организма, однако это не озна­чает, что мы недооцениваемисследования радиосенсиби­лизаторов; их изучение ведется прежде всего винтересах радиотерапии.

КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАДИОЗАЩИТНЫХ ВЕЩЕСТВ

Радиозащитныйэффект обнаружен у целого ряда веществ различной химической структуры.Поскольку эти разно­родные соединения обладают самыми различными, подчаспротивоположными свойствами, их трудно разделить по фармакологическому действию.Для проявления радиоза­щитного эффекта в организме млекопитающего в боль­шинствеслучаев достаточно однократного введения радиопротекторов. Однако имеются итакие вещества, которые повышают радиорезистентность лишь после повторноговведения. Различаются радиопротекторы и по эффективно­сти создаваемой имизащиты. Существует, таким образом, множество критериев, по которым их можноклассифи­цировать.

Спрактической точки зрения радиопротекторы целесо­образно разделить подлительности их действия, выделив вещества кратковременногои длительного действия.

1. Радиопротекторы или комбинация радиопротекторов, обладающих кратковременным действием (в пределах не­сколькихминут или часов), предназначены для однократ­ной защиты от острого внешнегооблучения. Такие веще­ства или их комбинации можно вводить тем же особям иповторно. В качестве средств индивидуальной защиты эти вещества могут найтиприменение перед предполагае­мым взрывом ядерного оружия, вхождением в зону ра­диоактивногозагрязнения или перед каждым радиотера­певтическим местным облучением. Вкосмическом про­странстве они могут быть использованы для защиты космонавтов отоблучения, вызванного солнечными вспыш­ками.

2. Радиозащитные вещества длительноговоздействия предназначены для более продолжительного повышениярадиорезистентности организма. Для получения защитного эффекта, как правило,необходимо увеличение интервала после введения таких веществ примерно до 24 ч.Иногда требуется повторное введение. Практическое применение этих протектороввозможно у профессионалов, работаю­щих с ионизирующим излучением, у космонавтовпри дол­говременных космических полетах, а также при длитель­ной радиотерапии.

Посколькупротекторы кратковременного защитного действия чаще всего относятся к веществамхимической природы, говорят о химической радиозащите.

Сдругой стороны, длительное защитное действие воз­никает после введения веществв основном биологического происхождения; это обозначают как биологическую радио­защиту.

Требованияк радиопротекторам зависят от места при­менения препаратов; в условиях больницыспособ введе­ния не имеет особого значения. В большинстве случаев требованиядолжны отвечать задачам использования радиопротекторов в качествеиндивидуальных средств защиты.  СогласноСаксонову и соавт. (1976) эти требования должны быть как минимум следующими:

— препарат должен быть достаточно эффективным и не вызывать выраженныхпобочных реакций;

— действовать быстро (в пределах первых 30 мин) исравнительно продолжительно (не менее 2 ч);

— должен быть нетоксичным с терапевтическим ко­эффициентом не менее 3;

— не должен оказывать даже кратковременного отри­цательного влияния натрудоспособность человека или ослаблять приобретенные им навыки;

— иметь удобную лекарственную форму: для перорального введения илиинъекции шприц-тюбиком объемом не более 2 мл;

— не должен оказывать вредного воздействия на орга­низм при повторныхприемах или обладать кумулятивны­ми свойствами;

— не должен снижать резистентность организма к дру­гим неблагоприятнымфакторам внешней среды;

— препарат должен быть устойчивым при хранении, сохранять свои защитные ифармакологические свойства не менее 3 лет.

Менеестрогие требования предъявляются к радиопро­текторам, предназначенным дляиспользования в радио­терапии. Они усложняются, однако, важным условием —необходимостью дифференцированного защитного дейст­вия. Следует обеспечитьвысокий уровень защиты здоровых тканей и минимальный — тканей опухоли. Такоераз­граничение позволяет усилить действие местно применен­ной терапевтическойдозы облучения на опухолевый очаг без серьезного повреждения окружающих егоздоровых тканей.

РАДИОЗАЩИТНЫЕ ВЕЩЕСТВА КРАТКОВРЕМЕННОГО ДЕЙСТВИЯ

К нимотносятся разные типы химических соединений. Их классификация по химическойструктуре и предпола­гаемому механизму действия впервые дана в монографии Bacq(1965), а позже — в работеСуворова и Шашкова (1975). В 1979 г.Sweeneyопубликовал обзор химических радиопротекторов,изученных в рамках обширной иссле­довательской программы вооруженных сил США. Врадио­биологических лабораториях Армейского исследователь­ского института им.Уолтера Рида в Вашингтоне, а также в целом ряде американских университетов в1959—1965 гг. испытано около 4400 различных химических веществ. По­мимо этого,в радиационной лаборатории ВВС США в Чикаго было проверено радиозащитноедействие еще 1500 веществ.

Врезультате проведенного анализа к клиническому применению была рекомендовананебольшая группа пре­паратов, прежде всего вещество, обозначенноеWR-2721. Речь шла о производномтиофосфорной кислоты (см. да­лее), названном также гаммафосом. Оно относится кбольшой группе серосодержащих радиопротекторов.

Современныенаиболее эффективные радиопротекторы делятся на две основные группы:

а)серосодержащие радиозащитные вещества;

б)производные индолилалкиламинов.

Серосодержащие радиозащитные вещества

К числу наиболее важных из них с точки зрения возмож­ногопрактического использования относятся цистеамин, цистамин,аминоэтилизотиуроний, гаммафос, затем цистафос, цитрифос, адетурон имеркаптопропионилглицин (МПГ).

<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; layout-grid-mode:line">Цистеамин.

Это аминоэтиол, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; layout-grid-mode:line;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">b-меркаптоэтиламин,в специальной литературе часто сокращенно обозначаемый МЭА; он имеет химическуюформулу

<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family

еще рефераты
Еще работы по медицине