ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.12.2021
Просмотров: 1006
Скачиваний: 3
Л. І. Григор’єва, Ю. А. Томілін
244
десятки або сотні тисяч осіб. Для одержання надійних кількісних
даних про вплив на спадковість опромінення в малих дозах необхідний
аналіз ще більш численних популяцій, що включає не одне покоління
нащадків опромінених тварин. Зрозуміло, що такі дослідження
вимагають тривалого часу, більших витрат праці й засобів.
Типи загибелі клітини під дією іонізуючого випромінення.
Розрізняють два типи загибелі клітини:
інтерфазна загибель
та
проліферативна загибель
. Опромінення клітини у великих дозах (декілька
десятків Грей) може викликати швидке закінчення метаболізму і повне
знищення клітини. Тобто відбувається повна втрата життєздатності
клітини. Це є
і н т е р ф а з н о ю ( н е м і т о т и ч н о ю
) загибеллю.
Цей тип загибелі спостерігається у клітинах, які або зовсім не діляться,
або діляться рідко (клітини печінки, нирок, м’язової та нервової тканини).
Однак опромінення у більш низьких дозах також може призвести
до загибелі клітини через зниження здатності або повної втраті до
поділу клітини. Цей вид клітинної загибелі, яку можна визначити як
втрату клітинної здатності до необмеженого поділу, називають
п р о л і ф е р а т и в н о ю
(
р е п р о д у к т и в н о ю )
загибеллю.
Клітини, які зазнали проліферативної загибелі, виявляють певні ознаки
життєдіяльності: у них відбуваються основні процеси метаболізму,
біосинтез білків та інших речовин, рух цитоплазми, зберігається
мембранна проникність, але вони або повністю втратили здатність до
поділу, чи можуть лише обмежено ділитися.
Радіопротектори
частково запобігають виникнення хімічно активних
радикалів, які утворяться під впливом випромінювання. Механізми дії
радіопротекторів різні. Одні з них вступають у хімічну реакцію з
радіоактивними ізотопами, що потрапляють до організму, і нейтра-
лізують їх, утворюючи нейтральні речовини, що легко виводяться з
організму. Інші мають інший механізм. Одні радіопротектори діють
протягом короткого проміжку часу, час дії інших більш тривалий.
Радіопротектори класифікують за хімічною природою радіопротекторних
речовин або за клінічними проявами захисних ефектів.
К л а с и ф і к а ц і я р а д і о п р о т е к т о р і в з а п р о я в а м и
з а х и с н и х е ф е к т і в :
1.
профілактичні радіопротектори
– які ефективні при їх дії до
опромінення. Вони іонізують процеси, що забезпечують зростання
радіостійкості клітини;
2.
радіопротектори, які діють саме під час опромінення
. Під їх
впливом інактивуються продукти радіолізу, а отже, зменшується вихід
радіаційних ушкоджень макромолекул у клітинах;
Основи біофізики і біомеханіки
245
3.
терапевтичні радіопротектори
– які є ефективними в разі дії
їх після опромінення. Їх радіозахисна дія зумовлена активацією
репараційних процесів або впливом на інші процеси пострадіаційного
відновлення.
К л а с и ф і к а ц і я р а д і о п р о т е к т о р і в з а х і м і ч н и м и
в л а с т и в о с т я м и :
1.
С у л ь ф о г і д р и л ь н і с п о л у к и
– речовини, до складу яких
входять SH – група (сірковміщуючі амінотіоли і їх дисульфіди).
Найсильнішими радіопротекторними властивостями характеризуються
такі речовини: цистеамін, цистамін, цистеїн. Сьогодні відомо понад
400 сульфогідрильних сполук радіопротекторної дії.
Механізм дії
: атоми
Н
переносяться сульфогідрильного з’єднання
М – SH до біологічно вільного радикалу
R
.
, тому
R
.
репарирується і
переходить у
RH
: MS-H+R
RH+MS (репарація).
2.
В і д н о в н и к и
– аскорбінова кислота та її похідні, бутиловий
спирт, гідроксиламін, гідросульфат натрію, метиловий спирт, пропіловий
спирт, сульфат натрію, етиловий спирт та інші.
3.
О к и с н и к и
– кисень, перекис водню, меланіни, перексисульфат
натрію, піросульфат натрію, ферасльфат.
4.
К о м п л е к с н і с п о л у к и
– 9-гідроксихіномін, діотилдитіо-
карбінат, купферон, тринон Б, етилендіамінтетраоцтова кислота (ЕДТА).
5.
І о н и м е т а л і в
– Fe
2+
, Fe
3+
, Cu
+
, Mg
2+
,Ca
2+
, Hg
2+
, Co
2+
та інші.
Радіопротекторну дію справляють також і деякі вітаміни: тіамін,
ціанокобаламін.
До синтетичних речовин – радіопротекторів – відносять меланіни
(комплекс з полімерів тирозину й білків), які мають ефект за низької
потужності поглиненої дози.
Природними речовинами, які мають радіопротекторні властивості,
є сполуки, які екстрагують із таких рослин, як синьозелені водорості,
радіоли рожевої.
Відомим є радіопротектор метаболічної дії – селен: знижує ризик
прояву віддалених наслідків опромінення (лейкемії та різних форм
злоякісних пухлин), синаптин.
Ефективність радіопротекторів визначають за їх
к о е ф і ц і є н т о м
з а х и с т у
(це відношення різниці показників ушкоджуваності системи
без захисного фактору Е
-
та при використанні захисного фактору Е
+
до
значення ефекту без захисту):
Е
Е
Е
К
З
.
Л. І. Григор’єва, Ю. А. Томілін
246
Також використовують
ф а к т о р з м е н ш е н н я д о з и
( Ф З Д ):
50
50
30
50
LD
LD
ФЗД
.
Радіопротекторні ефекти оцінюють за виходом хромосомних
аберацій, точкових мутацій, трансформацією клітини. Реальні значення
ФЗД дорівнюють: 1,2; 1,5, і лише для найефективніших ФЗД = 2.
Ефективність радіопротекторів хронічного опромінення є невисокою,
бо їх дія базується на тривалому підтриманні гіпоксії, блокуванні
просування клітин мітотичним циклом.
У з а г а л ь н е н н я о с о б л и в о с т е й в п л и в у і о н і з у ю ч о г о
в и п р о м і н ю в а н н я н а о р г а н і з м л ю д и н и :
–
висока ефективність поглинутої енергії: малі кількості поглиненої
енергії випромінювання можуть викликати глибокі біологічні зміни в
організмі;
–
наявність схованого, або інкубаційного, прояву дії іонізуючого
випромінювання – «період брехливого благополуччя», тривалість
якого скорочується при опроміненні великими дозами;
–
кумулятивний
ефект
від
дії малих
доз
іонізуючого
випромінювання;
–
генетичний ефект – вплив випромінювання не тільки на
певний організм, але й на його нащадків;
–
різноманітність чутливості органів до опромінення;
–
залежність виникнення радіаційного ефекту від фракціонованості
випромінювання.
Використання іонізуючого випромінювання у медичних цілях.
Сьогодні іонізуюче випромінювання використовується як у діагностичних
цілях (методи радіонуклідної діагностики), так і в лікувальних
(терапевтичних цілях).
Р е н т г е н о д і а г н о с т и к а
. Рентгенівське й
-випромінювання
широко застосовуються у медичній діагностиці для ентероскопії
29
організму. Найбільш відомим з ентероскопічних методів є рентгено-
діагностика, що поділяється на
рентгеноскопію
(зображення розглядається
на люмієcцентному екрані) і
рентгенографію
(зображення фіксується
на фотоплівці). Для одержання більш яскравого зображення потрібне
29
Ентероскопія
(від лат.
interior
– усередині й гр.
skopey
– дивитися) – сукупність
методів, що дозволяє досліджувати внутрішню структуру біологічних об’єктів, не
порушуючи їхньої цілісності.
Основи біофізики і біомеханіки
247
посилення інтенсивності рентгенівського опромінення, що негативно
позначається на здоров’ї пацієнта. Тому в рентгенології застосовується
цілий ряд технічних засобів для поліпшення якості зображення при
малих інтенсивностях опромінення.
Для чіткого зображення досліджуваного органа або їх групи на
рентгенограмі необхідно, щоб коефіцієнт поглинання рентгенівських
променів у цьому органі відрізнявся від коефіцієнтів поглинання
інших тканин. Для діагностичних цілей зазвичай використовується
випромінення з
λ
= (1...2)
.
10
-11
м, для якого масовий коефіцієнт
ослаблення визначається за формулою:
,
3
3
z
k
(89.6.3.)
де
k
– коефіцієнт пропорційності;
z –
заряд ядра речовини поглиначу.
Останнім часом одержав широке поширення метод
комп’ютерної
томографії
, що дозволяє за допомогою просвічування тонкими
рентгенівськими променями одержувати зображення не цілого об’єму
тканини, а лише її тонких шарів товщиною 3,5 мм. Цей метод володіє
більш високою чутливістю, порівняно з традиційними рентгено-
діагностичними методами, тому що дозволяє визначити розходження в
поглинанні випромінювання тканиною до 0,1 %.
Р а д і о н у к л і д н а
д і а г н о с т и к а .
Сучасний
розвиток
радіонуклідних досліджень для діагностики різних захворювань
зумовлений тим, що радіодіагностика, на відміну від більшості
існуючих методів медичної візуалізації (рентгенографія, компьютерна
томографія, ядерно-магнитнорезонансна томографія, ультразвукова
діагностика), які «націлені» на виявлення вже викликаних різними
захворюваннями морфологічних змін в організмі, дозволяє зробити
видимими обмінні процеси в органах і тканинах та виявити їх
патологію ще до початку грубих структурних (морфологічних) змін,
тобто виявити ці захворювання ще на ранніх стадіях захворювання.
Цілі та завдання радіонуклідних досліджень, які використовуються
в діагностиці захворювань, достатньо різноманітні та різнопланові. За
допомогою цих методів також проводять ентероскопічні дослідження,
а також використовують для
радіографії, топографії, сцинтиграфічних
досліджень.
Але, при цьому, всі радіонуклідні дослідження об’єднує
те, що усі вони використовують спеціальні фармацевтичні препарати з
радіонуклідною «міткою» – радіофармарцевтичний препарат (РФП)
30
.
30
РФП – це спеціальний діагностичний засіб, до складу якого входить радіоактивний
ізотоп якого-небудь елемента. РФП складається з носія (сполука, яка визначає поведінку
препарата в організмі) та мітки (радіонуклід), випромінювання якої дозволяє якісно і
Л. І. Григор’єва, Ю. А. Томілін
248
Для РФП вибирають радіонукліди, які характеризуються або короткими
(години) та дуже короткими (хвилинами) періодами напіврозпаду – для
in vivo
діагностики:
123,125
I
,
99m
Tc
,
52,59
Fe,
51
Cr
, або які характеризуються
низькими енергіями випромінювання та мають необхідні для аналізу
властивості – для
in vitro
досліджень:
3
H,
14
C,
32
P
.
У цілому всі радіодіагностичні апарати можна схематично представити
такими, що складаються з: детектора, блоку обробки сигналів
(аналізатор імпульсів) та реєстратора (
рис. 8.6.1.
), хоча кожна з цих
складових для різних радіодіагностичних апаратів має свою специфіку,
залежно від методики та характеру аналізу, які використовується при
цьому. За медико-функціональним призначенням увесь комплекс
радіодіагностичних приладів класифікують:
радіометри
– для
in vitro
та
in vivo
досліджень;
радіографи
(хронографи) – для дослідження
часових характеристик розподілу радіоактивного препарату в організмі
людини;
гамма-топографи (гамма-камери)
– для дослідження
просторових характеристик розподілу РФП в організмі пацієнта.
За методами проведення дослідження і використання РФП
виділяють
in vitro
31
та
in vivo
32
дослідження. Різняться вони тим, що
при дослідженнях
in vitro
РФП в організм не вводять, а при
дослідженні
in vivo
РФП вводиться до організму. Існують також
дослідження
in vivo
з вимірюванням активності
in vitro:
коли РФП
вводиться до організму, а радіоактивність підраховується в рідинних
біологічних пробах (кров, слина, виворотка, сеча тощо).
Метод
in vitro
досліджень, в основному, використовується для
радіо-
тестування
(ізотопної індикації) біопроб: при радіоімунологічному аналізі
(РІА), конкурентному білковому зв’язування (КБЗ), радіо-рецепторному
аналізі (РРА), послідовного насичування (ПН), імунорадіометричного
кількісно прослідкувати поведінку РФП в організмі. Через це метод, який використовує
радіонукліди в якості міток, має назву методу «мічених» атомів або м е т о д у
і з о т о п н о ї і н д и к а ц і ї . В якості міток у РФП найбільше використовуються:
51
Cr,
60
Co,
99m
Tc,
203
Rb,
52,59
Fe,
203
Pb,
123,125,131
I,
3
H
. Для одного носія можуть бути використані
різні мітки. Наприклад, альбумін людської сироватки (АЛС) можна помітити
131
I,
99m
T
чи
51
Cr
. Разом з тим один і той же радіонуклід використовується для мічення різних носіїв.
31
In vitro
– це дослідження ззовні (без втручання) організму, тобто дослідження
біологічних проб.
32
In vivo
– це дослідження з самим організмом, тобто які проводяться безпосередньо при
втручанні в сам організм.