Характеристика стадий

Эффект Дейла.

доза, необходимая для заданной инактивации вещества в растворе, прямо пропорциональна концентрации раствора. Этот эффект получил название «эффект разведения». Данный эффект обусловлен тем, что действие радиации на разбавленные растворы в широком диапазоне концентраций преимущественно косвенное. В сухом веществе действие радиации преимущественно прямое.

Характеристика стадий

Развитие радиационного поражения организма можно представить многостадийный процесс по следующей схеме:

Физическая стадия (t ~ 10-13с)	Прямое действие	Косвенное действие
Поглощение энергии в биомолекулах	Поглощение энергии в молекулах среды (H2O), окружающей биоструктуры
Возбужденные и ионизированные биомолекулы	Возбужденные и ионизированные биоструктуры среды
Физико-xимическая стадия (t ~ 10-10с)
Перестройки биомолекул	Перестройки молекул среды
Первичные повреждения биомолекул (органические радикалы)	Диффундирующие радикалы ( и др.)
Биорадикалы Вторичные реакции Молекулярные изменения
Химическая стадия (t ~ 10-6с)
Генетические изменения	Изменения клеточных структур
Биологическая стадия (секунды-годы)
Изменения метаболизма (обмена веществ)
Наследственные изменения (мутации)	Пролиферативные изменения клеток (опухоли)	Дегенеративные изменения клеток
Отдаленные соматические эффекты   острая лучевая болезнь Гибель организма

Существенную роль в механизме радиационного нарушения структуры и функций белков играют процессы миграции энергии электронного возбуждения.

6. Температурный эффект

Температурный эффект – это явление, при котором радиочувствительность биологических систем снижается при уменьшении температуры во время облучения.

Биомолекулы в растворе, которые облучаются при температурах меньше и больше температуры замерзания, обладают разной радиочувствительностью. Замораживание снижает чувствительность водного раствора трипсина с ФУД = 100. Это обусловлено ограничением диффузии образовавшихся при облучении радикалов воды во льду, что, в свою очередь, уменьшает их взаимодействие с молекулами ферментов. Однако, вклад свободных радикалов полностью не исчезает даже в замороженных растворах. Это видно из того, что скорость инактивации трипсина ниже температуры замерзания все равно продолжает зависеть от температуры (рис.3). Эти результаты наводят на мысль, что температурный эффект – результат непрямого действия излучения.

7. Кислородный эффект

Кислородным эффектом называют явление, при котором радиочувствительность макромолекул и биологических систем, облучённых в присутствии кислорода или на воздухе, обычно выше, чем при облучении в вакууме или в атмосфере инертных газов. Это относится только к ионизирующим излучениям. При действии УФ излучения кислородный эффект наблюдается очень редко. Как и температурный эффект, кислородный эффект несправедливо рассматривается как нежелательное побочное действие радиации. Но в действительности этот эффект имеет большое значение для интерпретации молекулярной природы радиационных повреждений. Следует отметить, что до сих пор нет удовлетворительного объяснения кислородного эффекта.

Фактор кислородного эффекта, который в опытах с сухими ферментами обычно примерно равен 1,5 – 2, в водных растворах либо мал, либо отсутствует. Иногда кислород даже защищает. Это сначала удивляет, т. к. фактор кислородного эффекта для ферментов облучаемых в составе живых клеток, составляет 3 и более.

В основе интерпретации модифицирующего действия кислорода лежат парамагнитные свойства молекул кислорода, так как они обеспечивают его высокое сродство к образовавшемся под действием радиации радикалам. Эти радикалы взаимодействуя с кислородом, образуют перекисные радикалы.

Формула Альпер:

где K = const, m₀ – максимальная чувствительность, наблюдаемая при высокой концентрации кислорода.

8. Основные механизмы действия радиопротекторов

Радиопротекторы - это препараты (главным образом синтетические), которые имеют наибольший эффект при введении за некоторое время перед облучением, присутствуют в радиочувствительных органах (нередко в максимально переносимых и субтоксических дозах) и переводят организм в состояние повышенной радиорезистентности. Средства лечения лучевых поражений применяются после облучения и формирования основных синдромов лучевого поражения.

Радиопротекторы, относящиеся к различным химиче­ским классам, могут в том или ином размере, различ­ными путями создавать условия временной тканевой ги­поксии, и, следовательно, механизм их действия, связан с кислородным эффектом.

К кратковременным радиопротекторам относятся препараты, защитное действие которых проявляется на протяжении 0.5 - 4 часа после введения. Они наиболее эффективны при облучении организма максимально переносимыми дозами.

К средствам длительной защиты относят препараты, обладающие радиозащитой от одних суток до нескольких недель. При импульсном воздействии ионизирующего излучения они обычно проявляют меньший эффект чем средства кратковременной защиты.

Клетки при воздействии несмертельной для них дозы способны к репарации.

Репарация — особая функция клеток, заключающаяся в способности исправлять химические повреждения и разрывы в молекулах ДНК, повреждённой при нормальном биосинтезе ДНК в клетке или в результате воздействия физическими или химическими агентами. Осуществляется специальными ферментными системами клетки.

Репарация ДНК – основа нормального функционирования клетки. Различают три вида репараций:

1) безошибочные репарации, основанные на удалении поврежденного участка ДНК и замене его новым, что приводит к восстановлению нормально функции ДНК;

2) ошибочные репарации, приводящие к потере или изменению части генетического кода;

3) неполные репарации, при которых непрерывность нитей ДНК не восстанавливается.

Два последних вида репараций приводят к возникновению мутаций, т.е. видоизменение в клетках.

9. Формулы для кривых «доза-эффект»

Кривая «доза-эффект». По оси абсцисс – доза, по оси ординат – число объектов, сохраняющих способность также функционировать, как и необлученный объект. Этим осям соответствует кривая выживаемости.

Если для инактивации индивидуального объекта требуется попаданий, то объект, получивший попаданий и меньше, будет жизнеспособным. В таком случае кривую выживаемости получают, суммируя все объекты, получившие 0,1,2,…,n-1 попаданий:

(2)

N - число выживших, а N₀ - общее число индивидов в популяции до облучения.

В частном случае, когда исследуемый эффект обусловлен одним попаданием (), уравнение (2) принимает вид:

(3)

эта экспоненциальная кривая называется одноударной ().

«Если кривая зависимости биологического эффекта от дозы имеет относительную кривизну , то среднее число событий абсорбции, необходимых для появления тест-эффекта, по крайней мере не меньше »: .

10. Стохастичность действий излучения и формула Блау-Альтентбургера

доля неповрежденных особей определяется следующим уравнением:

Уравнение Блау и Алтенбургера.

По клеткам

Моносахариды — стандартные блоки, из которых синтезируются дисахариды (такие, как сахароза) и полисахариды (такие, как целлюлоза и крахмал), содержат гидроксильные группы (-OH) и альдегидную (-C-OH) или кетогруппу (=CO).

Дисахариды – это углеводы, молекулы которых состоят из двух остатков моносахаридов, соединенных друг с другом за счёт взаимодействия гидроксильных групп.

Липиды — жирные кислоты, а также их производные как по радикалу, так и по карбоксильной группе. Говоря более простым языком, липиды – это жиры и жироподобные вещества (жирные кислоты, холестерин), входящие в состав всех живых клеток и играющие важную роль в жизненных процессах.

Функции липидов:

· Энергетическая

· Функция теплоизоляции

· Структурная

· Регуляторная

· Защитная (амортизаторная)

· Увеличение плавучести (от некоторых видов водорослей до акул)

Стероиды – вещества животного или, реже, растительного происхождения, обладающие высокой биологической активностью.

Холестерин (синоним: холестерол) — природный жирный (липофильный) спирт, содержащийся в клеточных мембранах всех животных организмов. Нерастворим в воде, растворим в жирах и органических растворителях.

Гормоны – сигнальные химические вещества, выделяемые эндокринными железами непосредственно в кровь и оказывающие сложное и многогранное воздействие на организм в целом либо на определённые органы и ткани-мишени. Гормоны служат гуморальными (переносимыми с кровью) регуляторами определённых процессов в определённых органах и системах.

Гормоны используются в организме для поддержания его саморегуляции, а также для регуляции многих функций (роста, развития, обмена веществ, реакции на изменения условий среды).

Белки – высокомолекулярные органические вещества, состоящие из соединённых в цепочку пептидной связью аминокислот. В живых организмах аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом, при синтезе в большинстве случаев используется 20 стандартных аминокислот. Множество их комбинаций дают большое разнообразие свойств молекул белков.

Основные функции белков:

· Каталитическая

· Структурная

· Защитная

· Регуляторная

· Сигнальная

· Транспортная

· Запасная (резервная)

· Рецепторная

· Моторная

Мембрана

Клетки растений обладают жесткой клеточной стенкой из целлюлозы, препятствующей изменению их положения или формы, тогда как животные клетки обычно имеют лишь тонкую плазматическую мембрану и благодаря этому способны двигаться и менять форму.

Снаружи каждая клетка имеет плазматическую мембрану, играющую важную роль в регулировании состава клеточного содержимого, т.к. через нее должны проходить все питательные вещества и все отходы или продукты секреции. Она задерживает проникновение в клетку одних веществ и облегчает поступление других. Размеры этой мембраны около 120 ангстрем.

Согласно жидкостно-мозаичной модели, состоит она из фосфолипидов, которые образуют двойной слой. В этот слой включены белки, но их полярные группы сохраняют контакт с водной фазой.

Белки в мембране относительно подвижны. В мембранах может присутствовать в некоторых количествах холестерин, который оказывает разрушающее действие при низком содержании воды и увеличивает жесткость мембран при более высоких ее концентрациях. Биологические мембраны характеризуются текучестью.

овальное ядро – важнейший регулирующий её центр: оно содержит наследственные структуры, определяющие признаки данного организма и управляет многими сторонами клеточной активности. Ядро необходимо для процессов обмена веществ, обеспечивающих рост и размножение клеток.

Аппарат Гольджи встречается практически во всех клетках, кроме зрелых сперматозоидов и эритроцитов. Это неупорядоченная сеть канальцев, выстланных мембранами. Обычно он расположен около ядра и окружает центриоли. Играет важную роль в секреции клеточных продуктов: это и место временного хранения веществ, вырабатываемых в гранулярной части эндоплазматической сети, и каналы, соединенные с цитоплазматической мембраной. Это облегчает секрецию (перемещение) веществ.

Эндоплазматическая сеть. В трехмерном пространстве она представляет собой систему пластинчатых мембран, заполняющих большую часть цитоплазмы, которые имеют вид массы червеобразных полых тканей, образующих волокнистую сетчатую структуру.

функции эндоплазматической сети связаны с разграничением различных внутриклеточных структур (органелл) – образованием перегородок, и с секрецией веществ (транспортом по каналам, с формированием пространственно-функциональных центров биохимических процессов).

Митохондрии расщепляют углеводы и жирные кислоты до углекислоты и воды, используя кислород и высвобождая богатые энергией фосфаты (АТФ – аденозинтрифосфорную кислоту).

пластиды – тельца, в которых происходит синтез или накопление органических веществ.

Пластиды третьего типа – хромопласты – содержат пигменты и обуславливают окраску цветков и плодов.

центриоли. Они играют важную роль в клеточном делении: в начале деления они отходят друг от друга, направляясь в противоположенные полюса клетки, и между ними образуется веретено.

Лизосомы. Это группа внутриклеточных органелл, встречающихся в животных клетках. Они сходны по величине с митохондриями, но менее плотные, представляют собой ограниченные мембраной тельца, которые содержат разнообразные ферменты, способные гидролизовать макромолекулярные компоненты клетки.

Рибосомы. Наибольшие тельца цитоплазмы клеток, способные синтезировать белки с помощью информации, переписанной с ДНК в молекулы информационной РНК, с помощью молекул транспортной РНК, переносящих в рибосомы аминокислотные остатки с помощью молекулы АТФ и ферментов, участвующих в биосинтезе белка. В одних клетках рибосомы связаны с эндоплазматической сетью, в других они могут быть беспорядочно разбросаны в полужидком веществе цитоплазмы

Вакуоли. Это полости, наполненные жидкостью и отделенные от остальной цитоплазмы вакуолярной мембраной

По мере поступления в клетку воды в ней возникает внутреннее давление – тургор, которое препятствует проникновению воды в клетку. Тургор вообще характерен для растительных клеток, именно он поддерживает тело растения.

1. Ткани животных. Эпителиальная ткань. Соединительная ткань. Мышечная ткань. Кровь. Сердечнососудистая система. Нервная ткань. Репродуктивная ткань.

2. Ткани растений. Меристематическая ткань. Защитная ткань. Основная ткань. Проводящие ткани.

Поиск по сайту: