Ионизирующее излучение и его биохимические последствия

Связь между ионизирующим излучением, с одной стороны, и процессами старения и канцерогенеза – с другой, давно известна. Низкие дозы излучения ускоряют старение, вызывают изменения организма, которые во многих отношениях схожи с обычным процессом старения. Более высокие дозы ионизирующего излучения могут вызвать злокачественный рост, а очень высокие могут быть смертельны для высших организмов. С точки зрения химического канцерогенеза нельзя забывать о том, что действие его на организм осуществляется собственно через посредника материальной природы. Предполагают, что благодаря действию излучения на воду в организме из нее образуются свободные радикалы (в первую очередь сверхоксидные и гидроксидные, а также другие), а в результате действия этих радикалов на остальные вещества организма появляются канцерогенные химические вещества в тканях.

В 1977 г. исследователи облучили фибропласты различных животных и человека низкими дозами ионизирующего излучения и измерили число клеток в культуре спустя определенное время. В принципе клетки могли реагировать на такое слабое облучение тремя различными способами: либо они начинали быстро стареть и число их уменьшалось (куриные клетки), либо число их после облучения существенно не менялось (фибропласты человека), либо клетки в результате облучения трансформировались и число их в культуре начинало быстро увеличиваться (клетки мыши и крысы). На основе этого и многих аналогичных опытов создается впечатление, что облучение ускоряет старение клеток некоторых организмов, но они не превращаются в злокачественные. Клетки же других организмов под действием излучения быстро трансформируются и превращаются в «бессмертные» линии раковых клеток. Подобные опыты проводились также с фибропластами человека. Результаты наглядно показывают, что на их основе можно с определенной достоверностью предсказать, до какой степени организм, из которого взяты клетки, склонен к заболеванию раком.

Интересно отметить, что низкие дозы излучения по-разному действовали также на клетки человека, которые «старели» в клеточных культурах. Число фибропластов, взятых из эмбрионов человека и находившихся в культуре лишь непродолжительное время («молодые» клетки), в результате облучения менялось незначительно, тогда как количество клеток, которые выращивали в культуре более продолжительное время (свыше 40 делений, т. е. «старые» клетки), под действием облучения быстро уменьшалось, и в клеточных культурах обнаруживались признаки вырождения и старения. Таким образом, можно вполне обоснованно предположить, что связь между превращением клеток в злокачественные и их старением проявляется также под воздействием физического фактора – ионизирующего излучения.

Излучение, действующее на воду в организме, может вызвать образование многих различных кислородсодержащих свободных радикалов. Будучи очень реактивными соединениями, они вторгаются в процесс старения и ускоряют пероксидацию жиров, особенно ненасыщенных жирных кислот. Окисление – один из главных процессов старения организма. Поэтому очевидно, что кислородсодержащие свободные радикалы, образующиеся под действием излучения, ускоряют окисление и, следовательно, старение. Известно и то, что антиокислители – вещества, тормозящие процессы окисления, в сущности продлевают жизнь и замедляют старение. Но могут ли кислородсодержащие свободные радикалы вмешаться также в канцерогенез?

Ответ на этот вопрос должен быть, вероятно, положительным. В результате окисления жиров и других веществ в организме образуются очень сложные комплексы «старческих пигментов» (например, лигофусцин). Один из компонентов этих красителей – малонднальдегид (МА), который образуется, вероятно, под действием радикалов на ненасыщенные жирные кислоты в клеточных мембранах. А ведь об этом веществе говорилось, что оно обладает сильным мутагенным, а возможно, и канцерогенным действием! Например, раствор 80 мкмолей малондиальдегида после 24-часового действия на клеточную культуру за 3 дня вызвал число мутаций клеток, в 8 раз превосходящее их в культуре без малондиальдегида. В качестве вероятного механизма действия МА рассматривают «переключение» обеих ДНК в ядре клетки двумя реактивными альдегидными группами малондиальдегида, что может вызвать превращение клетки в злокачественную. Из сказанного следует, что по крайней мере один из продуктов взаимодействия кислородсодержащих радикалов с компонентами клетки, а именно малонднальдегид, может влиять на процессы как старения (при образовании «старческих пигментов»), так и возникновения рака (как мутагенное вещество).

• Недостатки иммунной защиты
• Ингибиторы митоза