«Радиочувствительность»

чувствительность биологических объектов к действию ионизирующих излучений (См. Ионизирующие излучения). Облучение вызывает в клетках и организмах различные изменения (см. Биологическое действие ионизирующих излучений),степень проявления которых не всегда коррелирует между собой. Поэтому при оценке Р. важно учитывать, какой критерий используется для её характеристики. Обычно таким критерием служит летальное действие излучений — инактивация или гибель клеток и гибель многоклеточных организмов. Летальное действие излучении также может проявляться в разных формах: в случае клеток — гибель их в интерфазе (См. Интерфаза) после одного или нескольких делений (см. Митоз),в случае многоклеточных организмов — гибель в разные сроки после облучения.

Чтобы оценить Р., биологические объекты облучают разными дозами, определяют процент выживших и строят кривые выживания. Для клеток такие кривые изображают обычно в полулогарифмическом масштабе (рис. 1), для многоклеточных организмов — в линейном (рис. 2). Пользуясь кривыми выживания, находят ЛД₅₀ — дозу, после которой выживает 50% особей, а также значения D_Q и D₀, отражающие величину «плеча» и наклон прямолинейной составляющей таких кривых (значение D₀ равно дозе, уменьшающей выживаемость в е ≅ 2,7 раза на прямолинейной составляющей кривой выживания). В экспериментах с млекопитающими ЛД₅₀ определяют обычно для разных сроков после облучения — 3, 5, 15, 30 и т.д. суток. Получаемые значения ЛД₅₀/₅, ЛД₅₀/₃₀ и т.п. отражают Р. тех систем организма, преимущественное поражение которых ответственно за его гибель в течение того или иного отрезка времени. Так, гибель мышей и крыс в течение первых 3—5 сут после облучения связана с повреждением кишечного тракта, а в интервале между 5 и 30 сут — с повреждением системы кроветворения. Мерой Р. обычно служат ЛД₅₀ или D₀.

Р. клеток может различаться в сотни и тысячи раз: ЛД₅₀ для клеток млекопитающих — 200—350 рад, для бактерий и дрожжей — 10—45 тыс. рад, для инфузорий и амёб — 300—500 тыс. рад.Р. обусловливается первичной поражаемостью жизненно важных структур клеток, их способностью к восстановлению (Репарации) и условиями культивирования. В общем случае Р. клеток растет с увеличением содержания ДНК, числа и размеров хромосом (См. Хромосомы) и уменьшается с увеличением числа хромосомных наборов (плоидности (См. Плоидность)). Вместе с тем на Р. клеток влияют их химический состав (например, содержание эндогенных тиолов), физиологическое состояние (фаза клеточного цикла, фаза дифференцировки), условия во время облучения (могут оказывать радиозащитное или радиосенсибилизирующее действие) и условия в пострадиационный период (могут способствовать или препятствовать осуществлению репарации и проявлению первичных повреждений). Клетки с нарушенной системой репарации отличаются повышенной Р. Мутации в отдельных генах могут в десятки раз изменять Р. клеток, влияя на различные стороны метаболизма. Т. о., Р. клеток зависит от многих факторов, удельный вес которых у разных объектов различен. Р. многоклеточных растений и животных также широко варьирует. Так, для семян гороха и кукурузы ЛД₅₀ равна 5—20 тыс. рад, для семян клевера и редиса — 100—250 тыс. рад (для проростков этих же растений ЛД₅₀ составляет 250—700 рад); для взрослых насекомых ЛД₅₀ — 30—50 тыс. рад, а для млекопитающих — от 350—700 до 1000—1200 рад. Р. растений и животных обусловливается главным образом Р. их клеток (в случае млекопитающих — Р. стволовых клеток (См. Стволовые клетки)их кроветворных органов и желудочно-кишечного тракта) и факторами, влияющими на успешность регенерации (См. Регенерация) поврежденных облучением органов и тканей за счёт размножения выживших клеток. На проявление Р. влияют условия содержания после облучения, способствующие или препятствующие выздоровлению от лучевой болезни (См. Лучевая болезнь). Помимо биологических особенностей и условий среды, Р. клеток и организмов зависит от физических свойств излучений, мощности дозы и особенностей фракционирования облучения. Разработаны способы радиосенсибилизации (См. Радиосенсибилизация), т. е. искусственного увеличения Р. биологических объектов. Изучение различных аспектов Р. важно для разработки эффективных методов лечения лучевых повреждений, радиотерапии раковых опухолей, а также в случаях применения излучений для радиостимуляции растений и в искусственном Мутагенезе.

Лит.: Основы радиационной биологии, М., 1964; Тимофеев-Ресовский Н. В., Иванов В. И., Корогодин В. И., Применение принципа попадания в радиобиологии, М., 1968; Кузин А. М., Структурно-метаболическая гипотеза в радиобиологии, М., 1970; Акоев И. Г., Максимов Г. К., Малышев В. М., Лучевое поражение млекопитающих и статистическое моделирование, М., 1972; Мясник М. Н., Генетический контроль радиочувствительности бактерий, М., 1974.

В. И. Корогодин.

Рис. 1. Характерные кривые выживания: 1 — бактерии и гаплоидные дрожжи; 2 — диплоидные дрожжи и клетки млекопитающих; 3 — инфузории и амёбы. Стрелками показан метод определения D₀ и D_Q. Ось абсцисс — доза облучения (условные единицы); ось ординат — выживаемость (%). Масштаб полулогарифмический.

Рис. 2. Кривые выживания, типичные для собак (1), мышей (2) и крыс (3). Стрелками показан метод определения ЛД₅₀. Ось абсцисс — доза облучения (рад); ось ординат - выживаемость (%). Масштаб линейный.

РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ - чувствительность биологических объектов к ионизирующим излучениям. Обычно мерой радиочувствительности служит величина дозы облучения, вызывающей гибель 50% клеток или организмов (ЛД50). Радиочувствительность разных объектов может различаться в сотни и тысячи раз, напр. ЛД50 для клеток млекопитающих ок. 350 рад, для мышей и человека - 450-700 рад, для дрожжей - 30 тыс. рад, для семян ряда растений - ок. 100 тыс. рад.

РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ, восприимчивость живых организмов к действию ионизирующих излучений. Мерой радиочувствительности служит обычно доза излучения, вызывающая гибель 50% особей (ЛД50). Живые организмы сильно различаются по радиочувствительности, например: ЛД50 для собак составляет 2,5 грэй (Гр), для человека - 2,5-3,5 Гр, для мышей - 6-15 Гр, для птиц и рыб - 8-20 Гр, для змей - 80-100 Гр, для насекомых - 10-100 Гр, для растений - 10-1500 Гр.

радиочувствительность— radiosensibility, radiosensitivity

IРадиочувстви́тельность

чувствительность биологических объектов к повреждающему воздействию ионизирующего излучения. Количественная оценка Р. производится путем измерения поглощенных доз ионизирующего излучения, вызывающих определенный эффект (см. Доза ионизирующего излучения). Во многих исследованиях она основывается на измерении дозы ионизирующего излучения, вызывающей гибель 50% облученных объектов (так называемая 50% летальная доза, или DL₅₀). Сопоставление Р. разных объектов производят посредством измерения поглощенных доз излучения, вызывающих у них одинаковый эффект, выявляемый по одному и тому же критерию. Изучение механизмов поврежденного действия ионизирующего излучения (Ионизирующие излучения) и механизмов восстановления организмов от лучевых повреждений имеет большое значение для разработки методов противолучевой защиты (Противолучевая защита) и повышения эффективности лучевой терапии (Лучевая терапия) опухолей.

Весьма важен правильный выбор адекватных методов и критериев оценки Р. Многие реакции на облучение специфичны для определенных тканей и систем. Например, такая универсальная реакция клеток на облучение, как задержка деления, легко выявляется в активно пролиферирующих тканях и не может быть обнаружена в тканях, где клеточное деление выражено слабо или отсутствует. Поэтому для оценки Р. обычно используют такие четко регистрируемые реакции, как выживаемость (или гибель) клеток либо организмов.

Диапазон видовых различий Р. организмов весьма широк и измеряется несколькими порядками. Не меньше различий Р. отмечается у разных клеток и тканей. Наряду с радиочувствительными (система крови, кишечник и половые железы) существуют так называемые радиоустойчивые, или радиорезистентные, системы и ткани (костная, мышечная и нервная).

Радиочувствительность варьирует в пределах одного вида в зависимости от возраста — возрастная Р. (так, наиболее радиочувствительными являются молодые и старые экспериментальные животные, наиболее радиорезистентными — половозрелые и новорожденные), от пола — половая Р. (как правило, самцы более радиочувствительны) и индивидуальная Р. у разных особей одной или той же популяции. Менее изучены сезонные и суточные колебания радиочувствительности.

Чтобы понять механизмы, определяющие естественную Р. организма (без чего невозможно правильно оценить последствия облучения человека), необходимо последовательно рассмотреть клеточные и тканевые аспекты Р., так как Клетка — основная биологическая единица, в которой реализуется воздействие поглощенной при облучении энергии, что в последующем приводит к развитию лучевого поражения. Среди многих проявлений жизнедеятельности клетки наиболее чувствительна в отношении ионизирующего излучения ее способность к делению. Под клеточной гибелью (или летальным эффектом) в радиобиологии понимают утрату клеткой способности к пролиферации, а выжившими считают клетки, сохранившие способность к неограниченному размножению. В зависимости от связи летального эффекта с процессом деления различают две основные формы радиационной гибели клеток: интерфазную (до деления клетки или без него) и репродуктивную (после первого или нескольких последующих циклов деления). Для большинства клеток, в т.ч. и для клеток многих млекопитающих, характерна репродуктивная форма лучевой гибели, основной причиной которой являются структурные повреждения хромосом (Хромосомы), возникающие в процессе облучения. Они обнаруживаются с помощью цитогенетических методов исследования на разных стадиях митоза (чаще в анафазе или метафазе) в виде так называемые хромосомных перестроек, или аберраций. Гибель таких аберрантных клеток или их потомков происходит вследствие неравномерного разделения или частичной утраты жизненно необходимого генетического материала из-за неправильного соединения разорванных хромосом или отрыва их фрагментов. Определение доли клеток с хромосомными аберрациями часто используют в качестве надежного количественного показателя радиочувствительности, т.к. с одной стороны, число таких поврежденных клеток четко зависит от дозы ионизирующего излучения, а с другой — отражая его летальное действие, этот критерий хорошо коррелирует с количеством погибающих клеток, оцениваемым по снижению способности к клонообразованию.

Интерфазная гибель клетки наступает до вступления в митоз, и для большинства клеток такая гибель возможна лишь при очень больших дозах. Однако для некоторых клеток, например малодифференцированных кроветворных элементов и лимфоцитов, интерфазная гибель происходит уже при относительно низких дозах облучения. Клетки, погибающие таким путем, могут быть выявлены через 2—6 ч после облучения с помощью обычных цитологических методов исследования по различным изменениям (чаще по пикнозу ядра и фрагментации хроматина). Подсчет таких клеток также используют в качестве количественного показателя степени лучевого поражения.

Молекулярным субстратом, ответственным за гибель клетки, являются ДНК и ее комплексы с белками и ядерной мембраной. Разработаны молекулярно-биологические методы количественной оценки повреждения ДНК, используемые при изучении механизмов лучевого поражения клеток и восстановления их жизнеспособности. Последнее обусловлено явлением репарации ДНК, осуществляемой специальной системой ферментов. Эффективность репарации ДНК, по современным представлениям, имеет определяющее значение в клеточной радиочувствительности.

Закономерности реакций клеток на облучение сохраняются и при облучении организма, суммарная радиочувствительность которого определяется Р. тканей, органов и систем, непосредственно подвергающихся облучению. Однако тканевую, а тем более органную и системную Р. нельзя рассматривать как простую сумму клеточных эффектов. На тканевую Р. большое влияние оказывают дополнительные факторы: кровоснабжение, объем облучаемых тканей, гомеостатический контроль регулирующих систем. Все это усложняет оценку тканевой Р., но не отвергает принципиального и ведущего значения цитокинетических параметров, определяющих тип и меру лучевых реакций на всех уровнях биологической организации. Именно цитокинетическая характеристика, а точнее пролиферативная активность кроветворной системы, эпителия слизистой оболочки кишечника и клеток половых желез (типичных систем клеточного обновления) является причиной их высокой Р. Напротив, низкий темп физиологической регенерации или ее отсутствие, свойственные костной, мышечной и нервной системе, а также печени, обусловливает их относительную радиорезистентность.

Радиочувствительность организма может быть охарактеризована на примере острой лучевой болезни (Лучевая болезнь), возникающей после общего однократного равномерного внешнего облучения. В этом случае радиационному воздействию одновременно подвергаются все системы, органы и ткани, что позволяет сопоставить картину поражения с поглощенной дозой в так называемых критических органах. Между дозой излучения, выживаемостью и средней продолжительностью жизни существует строгая зависимость, определяемая различиями в Р. отдельных жизненно важных систем, поражение которых проявляется в виде характерных синдромов: кроветворного (костномозгового), кишечного и церебрального. Кроветворный синдром развивается у большинства млекопитающих при общем облучении в дозах 5—10 Гр. Смерть наступает между 2-й и 4-й неделями аплазии кроветворной ткани. Кишечный синдром отмечают при дозах излучения 10—100 Гр, он заканчивается летальным исходом на 4—7-й день после облучения. При облучении в дозах 150 Гр и более гибель наступает от церебрального синдрома в первые сутки или часы после облучения. При дозе излучения, превышающей 1 кГр, экспериментальные животные погибают мгновенно вследствие денатурационной инактивации клеток («молекулярная» гибель).

Радиочувствительность костного мозга является основным фактором, определяющим общую Р. организма млекопитающих. Именно гибель его клеток определяет смертельный исход. Характеризуя Р. организма человека и млекопитающих, обычно имеют в виду дозы, вызывающие их гибель при явлениях кроветворного синдрома.

Что касается тканей и органов, отнесенных к радиорезистентным, то нельзя сказать, что они совсем не реагируют на воздействие ионизирующего излучения. И в клетках непролиферирующих тканей под влиянием облучения возникают повреждения хромосом, не реализуемые, однако, из-за отсутствия клеточного деления, а потому и не сказывающиеся на жизнеспособности покоящихся клеток. Но если искусственно вызвать пролиферацию таких клеток (например, клеток печени путем частичной ее резекции), то оказывается, что они как бы запомнили радиационное воздействие и в делящихся элементах регенерирующего органа легко обнаруживаются хромосомные аберрации, причем количество таких поврежденных клеток на единицу дозы такое же, как и в клетках радиочувствительных органов. Есть основания полагать, что «консервация» радиационного поражения хромосом в клетках органов и систем, характеризующихся низким уровнем физиологической пролиферации, является причиной их функциональной неполноценности в отдаленные сроки после облучения; это способствует сокращению продолжительности жизни и развитию злокачественных опухолей.

Искусственное изменение, или управление, Р. осуществляется как в сторону ее снижения (Противолучевая защита), так и повышения — так называемая радиосенсибилизация (см. Радиомодификация). Физические и химические агенты, используемые для противолучевой защиты, получили название радиопротекторов, а применяемые для сенсибилизации к излучению — радиосенсибилизаторов (см. Радиомодифицирующие агенты).

Важным средством управления радиочувствительностью, в т.ч. с целью направленной кодификации Р. нормальных и опухолевых тканей при лучевой терапии (Лучевая терапия), является регуляция парциального давления (напряжения) кислорода в тканях, т.к. их радиочувствительность увеличивается при повышении и уменьшается при понижении напряжения кислорода (см. Радиомодифицирующие агенты).

См. также Допустимые уровни облучения, Ионизирующие излучения, Радиобиология.

IIРадиочувстви́тельность

чувствительность организма, его органов, тканей и клеток к воздействию ионизирующего излучения.

Радиочувстви́тельность видова́я — P., обусловленная принадлежностью особи к определенному биологическому виду.

Радиочувстви́тельность возрастна́я — Р., обусловленная возрастом особи; Р. в. особенно высока в период роста организма и дифференцировки его систем.

Радиочувстви́тельность генети́ческая — P., выражаемая числом мутаций, индуцируемых дозой в 1 рад за одно поколение в расчете на один геном.

Радиочувстви́тельность индивидуа́льная — P., обусловленная индивидуальными свойствами особи.

Радиочувстви́тельность полова́я — Р., обусловленная половой принадлежностью особи.

Радиочувстви́тельность тканева́я — Р. ткани, обусловленная особенностями ее строения; высокая Р. т. присуща малодифференцированным тканям, в т.ч. опухолевым.

РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

чувствительность биол. объектов к действию ионизирующих излучений. Мерой Р. является доза облучения, вызывающая гибель 50% клеток или организмов (ЛД50). У разных биол. объектов Р. может различаться в сотни и тысячи раз: ЛД50 для клеток млекопитающих 200—350 рад, для бактерий и дрожжей 10—45 тыс. рад, инфузорий и амёб 300—500 тыс. рад, для взрослых насекомых 30—50 тыс. рад, а для млекопитающих от 350—700 до 1000—1200 рад. В экспериментах с млекопитающими ЛД50 определяют обычно для разных сроков после облучения — 3, 5, 15, 30 и т. д. суток. Получаемые значения ЛД50/5, ЛД50/30 и т. п. отражают Р. тех систем организма, преим. поражение к-рых ответственно за его гибель в течение того или иного отрезка времени. В общем случае Р. клеток растёт с увеличением содержания ДНК, числа и размеров хромосом. На Р. влияют также химич. состав клеток (напр., содержание эндогенных тиолов), физиол. состояние (фаза клеточного цикла, фаза дифференцировки), условия во время облучения (могут оказывать радиозащитное и радиосенсибилизирующее действие) и условия в пострадиационный период (могут способствовать или препятствовать осуществлению репарации и проявлению первичных повреждений). Р. многоклеточных организмов обусловливается гл. обр. Р. их клеток (в случае млекопитающих — Р. стволовых клеток, кроветворных органов и желудочно-кишечного тракта) и факторами, влияющими на успешность регенерации повреждённых облучением органов и тканей за счёт размножения выживших клеток. Разработаны способы радиосенсибилизации, т. е. искусств, увеличения Р. биол. объектов. Изучение Р. важно для разл. областей науки и практики (лечение лучевых повреждений, радиотерапия раковых опухолей, радиап. мутагенез и др.).

.

РАДИОЧУВСТВИ́ТЕЛЬНОСТЬ -и; ж. Чувствительность биологических объектов к действию ионизирующих излучений. Степень радиочувствительности организма. Влияние невесомости на р. Диапазон изменений индивидуальной радиочувствительности в различных условиях.

* * *

радиочувстви́тельность

чувствительность биологических объектов к ионизирующим излучениям. Обычно мерой радиочувствительности служит величина дозы облучения, вызывающей гибель 50% клеток или организмов (ЛД₅₀). Радиочувствительность разных объектов может различаться в сотни и тысячи раз, например ЛД₅₀ для клеток млекопитающих около 350 рад, для мышей и человека 450—700 рад, для дрожжей 30 тыс. рад, для семян ряда растений около 100 тыс. рад.

* * *

РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

РАДИОЧУВСТВИ́ТЕЛЬНОСТЬ, чувствительность биологических объектов к ионизирующим излучениям. Обычно мерой радиочувствительности служит величина дозы облучения, вызывающей гибель 50% клеток или организмов (ЛД₅₀). Радиочувствительность разных объектов может различаться в сотни и тысячи раз, напр. ЛД₅₀ для клеток млекопитающих ок. 350 рад, для мышей и человека — 450—700 рад, для дрожжей — 30 тыс. рад, для семян ряда растений — ок. 100 тыс. рад.

ж.

radiosensibilità f

физ.

радіочутли́вість, -вості

физ.

радіочутли́вість, -вості

Radiosensitivity

мера чувствительности биологического объекта к действию ионизирующего излучения. Степень радиочувствительности сильно меняется при переходе от одного биологического вида к другому, в пределах одного вида, а для определенного индивидуума зависит также от возраста и пола. В одном организме различные клетки и ткани сильно различаются по радиочувствительности.

РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ - чувствительность биологических объектов к ионизирующим излучениям. Обычно мерой радиочувствительности служит величина дозы облучения, вызывающей гибель 50% клеток или организмов (ЛД50). Радиочувствительность разных объектов может различаться в сотни и тысячи раз, напр. ЛД50 для клеток млекопитающих ок. 350 рад, для мышей и человека - 450-700 рад, для дрожжей - 30 тыс. рад, для семян ряда растений - ок. 100 тыс. рад.

Большой Энциклопедический словарь. 2000.

Источник: