Хімія і хімічна технологія
Промениста енергія. Ультрафіолет і іонізуюче випромінювання безпосередньо діють на нуклеїнові кислоти в клітці, викликаючи смертельні мутації, або призводять до утворення вільних радикалів, що викликають інактивацію ферментних систем і руйнування клітинних структур. Сонячне світло. особливо його короткохвильова частина спектра. має виражену бактерицидну дію. УФО використовують в медицині для обробки (дезінфекції) повітря і поверхонь в операційних, пологових будинках та відділеннях, асептичних приміщеннях аптек, в бактеріологічних лабораторіях. Для цих цілей в приміщеннях встановлюють бактерицидні опромінювачі з довжиною хвилі 260 - 300 нм. Хвилі 260 нм максимально поглинаються ДНК, що призводить до утворення димерів тиміну і відповідно до летальних мутацій. Разом з тим УФО має низьку проникаючу здатність і надає антимікробну дію тільки на поверхнях або в прозорих розчинах. Іонізуюче випромінювання (частіше у-промені ізотопів З або Сз) використовують для стерилізації термочутливих матеріалів, наприклад виробів із пластику. Маючи високу проникаючу здатність, цей вид електромагнітних хвиль призводить до втрати електронів і утворення з атомів іонів, появи вільних радикалів, які можуть призводити до полімеризації і іншим хімічним реакціям. супроводжуючим руйнування хімічних структур мікроорганізмів. а також появи токсичних перекисних сполук. Чутливість мікроорганізмів до іонізуючого випромінювання сильно варіює (наприклад, опромінення мікобактерій туберкульозу дозою 0,14 Мегарадіо призводить до такого ж ефекту, як опромінення збудника поліомієліту дозою 3,8 Мегарадіо). [C.431]
Пряма дія іонізуючих випромінювань. Іонізуючі випромінювання можуть безпосередньо вражати в клітці молекули нуклеїнових кислот і білків, які будуть зазнавати первинні зміни. пов'язані з іонізацією і збудженням атомів і молекул. У ряді дослідів на дрозофілі, ячмені та багатьох інших об'єктах було показано, що число точкових рецесивних летальних мутацій і дрібних розривів хромосом зростає прямо пропорції [c.193]
Відповідно до теорії прямої дії випромінювання. іонізуючі частинки діють безпосередньо на особливо важливі для життєдіяльності організму речовини, особливо чутливі центри. наявні в клітині, так звані мішені, які при цьому різко змінюються, в результаті чого клітина гине. Ця теорія має формальний характер і заснована на розрахунках числа влучень в мішень за законами ймовірності. [C.309]
У даній книзі зроблена спроба дати огляд деяких найпростіших і найбільш важливих дій іонізуючих випромінювань на живі клітини. Я не прагнув охопити повністю всі відомі біологічні дії випромінювань. а, бажаючи зробити книгу корисною працюють в даній області, більш-менш докладно розглянув механізм тих дій випромінювання. які досить добре вивчені. [C.5]
Одна група фактичних даних належить до продуктів, що виділяється при дії іонізуючих випромінювань на вуглеводні. Чарлзбі [23] розрахував співвідношення між продуктами, що утворюються при опроміненні бутану [27], пропану [28] і етану [28] а-частинками і швидкими дейтонами, приймаючи, що всі зв'язки вуглець - вуглець рівноцінні щодо деструкції. Він прийшов до висновку, що реакції в легенях вуглеводнях. навіть в газовій фазі. подібні реакцій. протікає в вищих вуглеводнях і поліетилені, включаючи як деструкцію, так і зшивання. При цьому не розглядався ефект рекомбінації радикалів в клітці. який повинен призводити до зниження результуючої швидкості деструкції в твердому полімері порівняно зі швидкістю цього процесу в газовій фазі. Міллер та інші [26] встановили, що гіпотеза про рівноцінність [c.118]
Протимікробну дію іонізуючих випромінювань пов'язане з кількістю енергії. яке поглинається клітиною. При цьому розрізняють експозиційну і поглинену дози випромінювань. Перша з них відноситься до дозі випромінювання. падаючої на об'єкт, друга - до дозі, поглиненої об'єктом. Одиницею експозиційної дози рентгенівського і 7-випромінювання є кулон на кілограм (Кл / кг). Позасистемної одиницею експозиційної дози є рентген (Р), т. Е. Таку кількість рентгенівського або 7 "випромінювання, яке викликає утворення 2,1 X 10 пар іонів в 1 см сухого повітря при Про ° С і тиску 101 кПа. Одиницею поглиненої дози є грей (Гр) позасистемна одиниця поглиненої дози випромінювання - Град відповідає 10 "Гр (10 Дж / кг). [C.472]
Крім одиниць грей. радий і рентген, використовують ще одиницю бер - біологічний еквівалент рада. Бер - одиниця дози будь-якого виду іонізуючого випромінювання в біологічній тканині. яка створює той же ефект, що і доза в 1 рад рентгенівського або 7-випромінювання. Якщо умовно прийняти біоеффектов 7-випромінювання за одиницю, то для повільних нейтронів вона буде дорівнює 5, для швидких - 20 і для а-частинок - 10. Бактерицидна дія іонізуючих випромінювань пов'язане з утворенням вільних радикалів, з активацією молекул цитоплазми і ядра клітини. призводять в остаточному підсумку до загибелі і руйнування мікроорганізмів. У ряді випадків променева стерилізація можлива при обробці термолабільних об'єктів і матеріалів, скла, пластмас. Для більшості об'єктів обрана доза опромінення 2. 4 Мрад (1 Мрад = 1 X X 10 рад). Для стерилізації використовують ізотопні (кобальтові) установки, прискорювачі електронів і джерела випромінювання. пов'язані з атомними реакторами. [C.472]
Успіх променевого методу лікування, незважаючи на нові технічні можливості радіологічної апаратури, визначається головним чином біологічним дією іонізуючого випромінювання [52]. При створенні великих поглинених доз в глибоко розташованих вогнищах пухлинного росту не виключено пошкодження здорових тканин внаслідок можливого недостатнього відмінності в радіочутливості здорових і пухлинних клітин. Ефективність радіаційного впливу на пухлину можна підвищити. збільшивши чутливість пухлинних клітин до опромінення, впливаючи на них хімічними агентами - радіосенсібілізатори пухлинних клітин до опромінення. Неодмінною умовою застосування хімічних радіосенсібілізаторов є виборча сорбція їх пухлинними клітинами. Вивчення можливостей [c.499]
Реакція організму на опромінення в значній мірі залежить від тривалості опромінення. Вражаюча дія іонізуючого випромінювання зростає зі збільшенням дози і дещо зменшується, якщо опромінення проводиться багаторазовими частками сумарною дози. Це пояснюється тим, що паралельно з розвитком променевого ураження йдуть гфоцесси відновлення, що заважають розвиватися променевому поразки. Багато радіаційні пошкодження репаруючу-ся (відновлюються). Феномен поста відновлення обумовлений тим, що при опроміненні виникають і такі пошкодження, які за певних умов можуть бути усунені системами ферментативної репарації. Такі пошкодження гфіня-то називати потенційними. Їх подальша доля після виникнення двояка або вони репаруючу, і тоді клітина виживає, або пошкодження реалізується, і тоді клітина гине. [C.40]
Хоча загальна доза випромінювання може бути така, що тільки дуже мала частина розчину в цілому зазнає хімічні зміни. в безпосередній близькості від шляху іонізуючої частинки. особливо а-частинки, що дає велику щільність іонізації, практично кожна молекула розчиненої речовини піддається впливу. Це відноситься і до прямої дії. не пов'язаного з участю активних радикалів. Таким чином. хоча загальне хімічне зміна в клітці може бути невелика, воно може виявитися дуже значним в тих частинах клітини. через які пройшла іонізуюча частка. Якщо ефекти, що виникають в цих структурах, можна спостерігати під мікроскопом або якщо ці структури відіграють у житті клітини настільки істотну роль, що зміни в них можуть впливати на клітину в цілому, то буде відзначатися біологічний ефект. Найкращим прикладом дії такого типу з усіх вивчених до теперішнього часу служить розрив хромосом під дією випромінювань. Це явище, що розглядається в гл. VI і VII, полягає в тому, що хромосома виявляється зламаною при проходженні через неї сильно іонізуючої частинки. здатної призвести (в разі традесканції) близько 20 іонізації на своєму шляху через нитку хромосоми діаметром 0,1 мк. Такі розриви видно в мікроскоп. [C.57]
Другий клас біологічних г ффект, до яких також застосовні теорія мішеней. представляють певні хромосомніаберації в вищих клітинах, що виникають під дією випромінювань. Аберації слідують за розривами хромосом, які відбуваються в результаті проходження через них іонізуючих частинок. Імовірність того, що одиночна іонізація в хромосомі призведе до її розриву, вкрай мала (наприклад, в разі традесканції, см. Гл. VII). Однак проходження окремої іонізуючої частинки через хромосому викликає розрив, якщо, звичайно, ця частка інтенсивно іонізуюча і виробляє всередині хромосоми достатню кількість іонізації. [C.60]
При роботі з хімічними мутагенами нерідко виявляється їх токсичну дію на клітини. Високий відсоток летальності при їх використанні може приводити до загибелі всієї популяції клітин, тому при роботі з хімічними мутагенами використовують в основному невисокі дози. При цьому іноді мутагенні речовини не відмивають від протопластів і культивують їх в присутності мутагена. Іонізуюче випромінювання викликає менший токсичний ефект. Більш того, навіть високі дози опромінення пригнічують лише репродукційного і регенераційні здатності клітин, зберігаючи, однак, їх метаболічну активність. [C.154]
Перше повідомлення про бактерицидну дію рентгенівських променів з'явилося на початку століття. У наступні роки в зв'язку з успіхами ядер-ної фізики значно зріс інтерес до дейсхвію іонізуючих випромінювань на живу клітину. в тому числі і на мікроорганізми. Думка [c.531]
Іншим дуже примітним властивістю просторово-за-трудненних фенолів є їх здатність підвищувати чутливість пухлинних клітин до іонізуючого випромінювання 2з. 24 що дозволяє, з одного боку, впливати на пухлини, різі- стентние до опромінення, а з іншого - значно знизити терапевтичну дозу опромінення і тим самим захистити від пошкодження нормальні тканини. У цьому випадку також спостерігається виборче дію фенолів - радіоміметіческіе властивості фенолів проявляються тільки в пухлинних клітинах. нормальні клітини залишаються інтактними. [C.330]
Найбільш вивчені і мають найбільшу перспективу для застосування в якості стерилізаторів радіоміметі-етичні алкилирующие речовини. Ці речовини на клітини рослин і тварин діють подібно з іонізуючим випромінюванням. Найбільшою стерилизующей активністю серед цієї групи відрізняються похідні сірчаного і азотного іприту, епоксиди, р-Лактовіт, ефіри метан -сульфокіслоти і етиленіміну. [C.195]
Як можна штучно зупинити мітоз, що не забиваючи при цьому клітку Ми знаємо для цього кілька способів. Один з них - це пригнічення синтезу нуклеїнових кислот хромосом. Саме це відбувається при впливі на клітини малих доз рентгенівського проміння або інших видів іонізуючого випромінювання. т. е. таких доз, від яких вони зазвичай не гинуть. Великі дози опромінення зупиняють мітоз, руйнуючи хромосоми. Наскільки нам відомо, опромінення впливає на клітку, впливаючи головним чином на процес утворення і на цілісність хромосом. Хімічні речовини. що володіють подібним дією, називаються ра-діоміметіческімі, що означає що імітують дію опромінення. У той же час іонізуюче випромінювання має, мабуть, лише незначний вплив на мітотичний апарат (якщо не брати до уваги хромосом), а деякі хімічні речовини. навпаки, бувають в цьому відношенні дуже активні. Такі речовини рослинного походження. як, наприклад, похідні колхіцину. гальмують утворення веретена мітозу, але не впливають на хромосоми. Хромосоми проходять стадії поділу. але не можуть розійтися, так як немає мітотичного апарату. В результаті утворюється клітина з подвійним набором хромосом. Такі антімітотіческой агенти полегшують стан хворих при раку, хоча і не лікують хворобу. Їх застосовують і в тих випадках, коли хочуть виростити організм, наприклад якусь продовольчу культуру, з подвійним набором хромосом. Само собою зрозуміло, що свідоме управління митозом буде можливо лише тоді, коли МИ зрозуміємо, що таке мітоз, [c.213]