Реакции клетки на действие ионизирующего излучения

На уровне клетки и субклеточных структур ИИ вызывают различные реакции — от временной задержки деления клеток до их гибели.

В основе радиационного повреждения клеток лежат нарушения ультраструктуры органелл и связанные с этим изменения обмена веществ. В таблице 1 представлены все уровни радиационных повреждений.

Таблица 1. Радиационные повреждения на всех уровнях.

Повреждения цитоплазматических структур проявляются в нарушении энергетического обеспечения клеток и проницаемости клеточной мембраны, нарушении обмена веществ, целостности лизосом, что ведёт к гибели клеток.

Изменения в ядре клетки под влиянием приводят к торможению синтеза ДНК. Возникают однонитевые и двунитевые разрывы, приводящие к хромосомным нарушениям. Появляются генные мутации. При однонитевых разрывах и других незначительных повреждениях могут идти репаративные процессы. Повреждения ядра приводит к синтезу изменённых белков, которые впоследствии способствуют образованию злокачественных опухолей, вторичных радиотоксинов, вызывающих лучевую болезнь и преждевременное старение. Наиболее чреваты последствиями повреждения генома клетки и хромосомного аппарата, ведущие к нарушению механизма митоза.

Малые дозы ИИ вызывают обратимые изменения клетки. Они проявляются сразу или через несколько минут после облучения и с течением времени исчезают. К ним относятся: ингибирование нуклеинового обмена, изменения проницаемости клеточных мембран, задержка митозов, изменения хроматина ядер и др.

При «больших» дозах облучения в клетках наступают летальные изменения, приводящие к их гибели до вступления в митоз, интерфазная гибель, либо в момент митотического деления, митотическая репродуктивная гибель.

Основной причиной репродуктивной гибели клеток являются структурные повреждения ДНК, возникшие под влиянием облучения. Погибают все делящиеся клетки. Гибель клеток ведёт к опустошению тканей, нарушению их структуры и функции.

Полное подавление митозов наступает после воздействия больших доз ИИ, когда клетка значительное время продолжает жить, но необратимо утрачивает способность к делению. В результате такой необратимой реакции на облучение часто образуются патологические формы гигантских клеток, содержащие несколько наборов хромосом вследствие их репликации в пределах одной и той же не разделившейся клетки.