Реферат скачан с сайта allreferat wow ua




Скачать 370.07 Kb.
НазваниеРеферат скачан с сайта allreferat wow ua
страница1/4
Дата28.12.2012
Размер370.07 Kb.
ТипРеферат
  1   2   3   4
Реферат скачан с сайта allreferat.wow.ua


Радиопротекторы. Защита от радиоактивного поражения


ПЛАН КУРСОВОЙ РАБОТЫ: 1. Радиопротекторы — понятие стр 3 2. Основы патогенеза радиационного поражения стр 5 3. Классификация и характеристика радиозащитных веществ стр 12 4. Механизм радиозащитного действия стр 20 5. Практическое применение радиопротекторов стр 21 Широкие масштабы мирного использования атомной энергии в ряде областей —энергетике, медицине, сельском хозяйстве, промышленности, исследованиикосмоса, а также сохраняющаяся угроза военного конфликта с применениемядерного оружия представляют потенциальную опасность для нынешнего ибудущих поколений. Число лиц, контактирующих с источниками ионизирующихизлучений, будет постоянно возрастать. Уже более 30 лет ученым известны радиозащитные свойства некоторыххимических веществ. Их изучение проводится в интересах защиты здоровыхтканей у тех больных, которые в связи с онкологическими заболеваниямиподвергаются интенсивной радиотерапии. Очевидна и необходимость защитычеловека от воздействия ионизирующих излучений при ликвидации последствийаварий на атомных установках и в случае военного конфликта, с применениемядерного оружия. Дальнейшее проникновение человека в космос также немыслится без разработки соответствующих радиозащитных мероприятий. Радиационная защита в широком смысле включает любые действия,направленные на уменьшение риска радиационного поражения. К ним в первуюочередь относятся все профилактические мероприятия в области радиационнойбезопасности лиц, работающих с ионизирующими излучениями. В 1977 г. изданыРекомендации (№ 26) Международной комиссии по радиологической защите. В1982 г. Международное агентство по атомной энергии в Вене опубликовалоОсновные правила безопасности при радиационной защите. При контакте человека с ионизирующими излучениями высокой мощностипрактические меры защиты могут представлять собой: а) физическое (механическое) экранирование части или всего тела во время облучения; б) фракционирование облучения с помощью рационального чередования работы в зоне радиоактивного загрязнения и вне ее; в) назначение перед облучением радиозащитных средств (радиозащита в узком смысле слова). Радиопротекторы могут быть подразделены на группы с учетом их химическойприроды, продолжительности и вероятного механизма защитного действия илифармакологического эффекта. Для понимания действия радиопротекторов и ихроли в современной радиационной защите мы сочли необходимым включить вкнигу вступительную главу о механизмах радиационного поражения живогоорганизма. Исчерпывающего представления о них пока не существует, поэтомуне могут быть раскрыты с окончательной ясностью и механизмы защитногодействия радиопротекторов. В то же время данные о процессе послелучевогоповреждения, с одной стороны, и расширение информации о действиирадиопротекторов на различных уровнях живого организма — с другой, взаимнообогащают наше понимание как пострадиационного процесса, так ирадиозащитного эффекта. Наряду с радиопротекторами интерес радиобиологов вызывают вещества спротивоположным действием — радиосенсибилизаторы. Одной из главных целейздесь является изыскание химических соединений, повышающих чувствительностьраковых клеток к воздействию ионизирующей радиации. Таким образом, проблемызащиты здоровых тканей с помощью радиопротекторов и повышениечувствительности раковых клеток к облучению путем использованиярадиосенсибилизаторов оказываются связанными общностью задач.Радиопротекторы и радиосенсибилизаторы вместе представляют так называемыерадиомодифицирующие средства. Их комбинированное использование открываетновые возможности для радиотерапии злокачественных опухолей. Радиозащитное действие впервые было описано в 1949 году исследователемПаттом. Цистеин, введенный мышам перед летальным рентгеновским облучением,предотвращал гибель большого числа животных. Полученные данные,подтверждающие реальную возможность уменьшения влияния ионизирующихизлучений на биологические процессы у млекопитающих, положили началоширокому развитию исследовательских программ в целях поиска средств свыраженным защитным действием, способных обеспечить защиту человеческогоорганизма. К настоящему времени проверены радиозащитные свойства тысяч химическихсоединений. В 1961—1963 гг. ученые Huber и Spode систематически публиковалиотчеты об испытаниях химических средств на радиозащитную активность.Клиническое применение получили только некоторые из них. К наиболееэффективным средствам относятся цистеамин (МЭА), цистамин, аминоэтил-изотиуроний (АЭТ), гаммафос (WR-2721), серотонин и мексамин. Радиозащитноедействие цистеамина (меркаптоэтиламин, или МЭА) и цистамина (дисульфид МЭА)впервые описали Bacq и соавт. (1951), АЭТ—Doherty и Burnet (1955),серотонина—Gray и соавт. (1952), мексамина (5-метокситриптамин, 5-МОТ)—Красных и соавт. (1962). Гаммафос, в англоязычной литературе обозначаемыйWR-2721, в химическом отношении представляет собой 8-2-(3-аминопропиламино)тиофосфорноэтиловый эфир. Он был синтезирован Piper и соавт. (1969), а егорадиозащитный эффект установлен Yuhas и Storer (1969). ОСНОВЫ ПАТОГЕНЕЗА РАДИАЦИОННОГО ПОРАЖЕНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ С ВЕЩЕСТВОМ Ионизирующие излучения получили свое название ввиду способности вызыватьионизацию атомов и молекул облучаемого вещества. При прохождении черезвещество ионизирующее излучение способствует отрыву электронов от атомов имолекул, благодаря чему возникают ионные пары: положительно заряженныйостаток атома и молекулы и отрицательно заряженный электрон. Процессыионизации атомов и молекул неживого вещества и живой ткани не различаются. По характеру взаимодействия с веществом ионизирующие излучения делятся напрямо и косвенно ионизирующие. Прямо ионизирующие излучения ионизируютатомы поглощающего излучение вещества воздействием несущих зарядэлектростатических сил. К ним относятся заряженные частицы — электроны,протоны и альфа-частицы. Косвенно ионизирующие излучения при взаимодействиис веществом передают свою энергию заряженным частицам атомов поглощающегоизлучение вещества, которые затем как прямо ионизирующие частицы вызываютобразование ионных пар. К этим излучениям относятся электромагнитныерентгеновское и гамма-излучение, а также корпускулярное излучениенейтронов, не несущих электрического заряда. Физическое поглощение ионизирующего излучения протекает за доли секунды(10-17 — 10-15). Механизмы, ведущие к ионизации и возбуждению атомовоблучаемого вещества, достаточно хорошо изучены и детально описаны вучебниках биофизики. Менее изучены следующие два этапа развитияпострадиационного повреждения, при которых происходят химические ибиологические изменения. В настоящее время очень мало известно о связимежду химическими и биомолекулярными изменениями и последующимибиологическими эффектами. В развитии пострадиационных процессов в живыхтканях недостаточно изучена роль, в частности, возбужденных атомов. Из-за потери электрона или его захвата возникают свободные радикалы —атомы и молекулы, имеющие на орбитальной электронной оболочке одиннеспаренный электрон. У стабильных атомов в орбитальном слое всегданаходятся пары электронов, вращающихся вокруг собственной оси впротивоположном направлении. Свободные радикалы обладают высокойреакционной способностью с выраженным стремлением присоединить или отдатьэлектрон с тем, чтобы довести общее их число до четного. Исходя из этого,свободные радикалы делят на окислительные (принимающие электроны) ивосстановительные (отдающие их). Живая ткань содержит 60—90% воды, поэтому естественно, что привзаимодействии ионизирующих излучений с тканями организма значительнаячасть энергии поглощается молекулами воды. Радикалы, возникающие прирадиолизе воды, могут взаимодействовать с любой органической молекулойткани. Реакция свободных радикалов воды с биологически важными молекуламиклеток лежит в основе косвенного действия ионизирующего излучения.Свободные радикалы воды как промежуточные продукты поглощения энергииизлучений служат средством переноса энергии на важные биомолекулы. Прямоеже действие ионизирующих излучений обусловлено непосредственным поглощениемэнергии излучений биологически важными молекулами, При ионизации которых ивозникают свободные радикалы. С точки зрения собственно биологическогоповреждения вообще не имеет большого значения то, как поврежденакритическая биомолекула,— прямо или косвенно. Принимая во внимание составживой материи, можно допустить, что в радиационном повреждении клетокучаствует как прямой, так и косвенный механизм. Существенную радиобиологическую роль играет взаимодействие свободныхрадикалов с молекулами кислорода. Оно ведет к возникновению перекисныхрадикалов водорода и органических молекул, которые могут затем реагироватьс другими органическими молекулами ткани. Усиление радиационногоповреждения клеток и тканей живого организма в присутствии кислорода носитназвание кислородного эффекта. Прямое и косвенное воздействие излучений на биологически важные молекулыведет к обширным биологическим изменениям в облученном организме, которыеможно схематически представить как изменения на различных уровняхбиологической организации от молекулы до целостного организма. Эти типырадиационных поражений приведены в табл. 1. Таблица 1. Типы радиационного поражения у млекопитающих|Уровень биологической организации|Важнейшие радиационные эффекты ||Молекулярный |Повреждение макромолекул || |ферментов, ДНК, РНК || |и воздействие на обменные || |процессы ||Субклеточный |Повреждение клеточных мембран, || |ядер, хромосом, митохондрий и || |лизосом ||Клеточный |Остановка деления и гибель || |клеток; трансформация в || |злокачественные клетки ||Ткань, орган |Поражение ЦНС, костного мозга, || |желудочно-кишечного тракта; || |вероятность гибели, || |обусловленной злокачественным || |ростом ||Целостный организм |Смерть или сокращение || |продолжительности жизни, || |вызванное радиацией ||Популяция |Изменения генетической || |характеристики у отдельных || |индивидуумов под влиянием генных || |и хромосомных мутаций | РАЗВИТИЕ РАДИАЦИОННОГО ПОРАЖЕНИЯ Вслед за поглощением энергии ионизирующего излучения, сопровождаемымфизическими изменениями клеток, происходят процессы химического ибиологического характера, которые закономерно приводят прежде всего кповреждению критических биомолекул в клетке. Этот процесс протекает менее10-6 с, тогда как окончательное проявление биологического поражения можетрастягиваться ца часы, дни и даже десятилетия. Для жизненной функции клеток решающее значение имеют белки и нуклеиновыекислоты. Белки — главный органический компонент цитоплазмы. Некоторые белкиотносятся к структурным элементам клетки, другие — к имеющим важноезначение ферментам. Радиационное повреждение белков состоит в уменьшении ихмолекулярной массы в результате фрагментации полипептидных цепочек, визменении растворимости, нарушении вторичной и третичной структуры,агрегировании и т. п. Биохимическим критерием радиационного поврежденияферментов является утрата ими способности осуществлять специфическиереакции. При интерпретации пострадиационных изменений ферментативнойактивности in vitro наряду с радиационными нарушениями самого ферментаследует учитывать и другие повреждения клетки, прежде всего мембран иорганелл. Чтобы вызвать явные изменения ферментативной активности вусловиях in vitro, требуются значительно большие дозы, чем in vivo. Наиболее существенные повреждения клетки возникают в ядре, основноймолекулой которого является ДНК. Ядро у млекопитающих проходит четыре фазыделения; из них наиболее чувствителен к облучению митоз, точнее его перваястадия — поздняя профаза. Клетки, которые в момент облучения оказываются вэтой стадии, не могут вступить в митоз, что проявляется первичным снижениеммитотической активности спустя 2 ч после облучения. Клетки, облученные вболее поздних стадиях митоза, или завершают цикл деления без каких-либонарушений, или в результате инверсии обменных процессов возвращаются впрофазу. Речь идет о радиационной синхронизации митозов, когда клетки сзапозданием снова начинают делиться и производят чисто внешнюю компенсациюпервоначального снижения митотической активности. Нарушения ДНК могут вестик атипическому течению клеточного деления и появлению хромосомныхаберраций. Неделящиеся клетки пребывают в длительной интерфазе, оставаясьпо большей части вне влияния тех доз излучения, которые вызываютрепродуктивный отказ делящихся клеток. С нарушением клеточной мембраны связаны радиационные измененияповеденческих функций ЦНС. Радиационное повреждение эндоплазматическогоретикулума приводит к уменьшению синтеза белков. Поврежденные лизосомывысвобождают катаболические ферменты, способные вызвать изменениянуклеиновых кислот, белков и мукополисахаридов. Нарушение структуры ифункции митохондрий снижает уровень окислительного фосфорилирования. Перечисленные изменения субклеточных структур только намечены,исследования в данной области ведутся. Стволовые клетки костного мозга, зародышевого эпителия тонкого кишечника,кожи и семенных канальцев характеризуются высокой пролиферативнойактивностью. Еще в 1906 г. J. Bergonie и L. Tribondeau сформулировалиосновной радиобиологический закон, согласно которому ткани смалодифференцированными и активно делящимися клетками относятся крадиочувствительным, а ткани с дифференцированными и слабо или вообще неделящимися клетками — к радиорезистентным. По этой классификациикроветворные клетки костного мозга, зародышевые клетки семенников, кишечныйи кожный эпителий являются радиочувствительными, а мозг, мышцы, печень,почки, кости, хрящи и связки — радиорезистентными. Исключение составляютнебольшие лимфоциты, которые (хотя они дифференцированы и не делятся)обладают высокой чувствительностью к ионизирующему излучению. Причиной,вероятно, является их выраженная способность к функциональным изменениям.При рассмотрении радиационного поражения радиочувствительных тканей следуетучитывать, что и чувствительные клетки, находясь в момент облучения вразных стадиях клеточного цикла, обладают различной радиочувствительностью.Очень большие дозы вызывают гибель клеток независимо от фазы клеточногоцикла. При меньших дозах цитолиз не происходит, но репродуктивнаяспособность клеток снижается в зависимости от полученной ими дозы. Частьклеток остается неповрежденной либо может быть полностью восстановленной отповреждений. 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 составляетпримерно 90% начального радиационного поражения. Считается, что репарация50% обратимого поражения у человека занимает примерно 30 (25-45) дней.Остальная часть обратимого поражения полностью репарируется через 200 ± 60дней после окончания однократного сублетального облучения. Чем большеотносительная биологическая эффективность (ОБЭ) излучений, тем меньше уорганизма возможности восстановления. Необратимая компонента нейтронногооблучения составляет более 10% начального поражения. Пострадиационная убыль клеток вследствие их гибели в интерфазе, а такжеутрата репродуктивной способности части клеток особенно серьезны для технепрерывно обновляющихся клеточных популяций, зрелые формы которых имеютфизиологически ограниченное время жизни, после чего они отмирают. Чемкороче цикл созревания и средний срок жизни зрелых клеток какой-либосистемы, тем выраженное и чаще бывают нарушения этой системы в период послеоблучения. Те важные органы и системы, выход из строя которых приводит кгибели организма, называются критическими. Так, к основному тканевомупоражению в диапазоне доз (на все тело) 1-10 Гр относится нарушениекроветворной функции, получившее название костномозгового синдрома. Доза,при которой выживает 37% стволовых кроветворных клеток (Д0) у мышей,составляет 1 Гр. При костномозговом синдроме возникают серьезные нарушениярепродуктивной способности гемопоэза. Эти нарушения с течением временипосле облучения определяют изменения в периферической крови в зависимостиот среднего времени жизни форменных элементов крови и дозы излучения. Для убыли форменных элементов в периферической крови характернаопределенная последовательность во времени, сопровождаемая следующимифункциональными изменениями.
  1   2   3   4

Похожие:

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua iconРеферат скачан с сайта allreferat wow ua

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua iconРеферат скачан с сайта allreferat wow ua

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua iconРеферат скачан с сайта allreferat wow ua

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua iconРеферат скачан с сайта allreferat wow ua

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua iconРеферат скачан с сайта allreferat wow ua

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua iconРеферат скачан с сайта allreferat wow ua

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua iconРеферат скачан с сайта allreferat wow ua

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua iconРеферат скачан с сайта allreferat wow ua

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua iconРеферат скачан с сайта allreferat wow ua

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua iconРеферат скачан с сайта allreferat wow ua

Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница