Основные гипотезы механизмов противолучевой защиты

В основе представлений о механизмах защиты лежит идея о снижении радиопротекторами первичных процессов лучевого поражения, то есть процессов радиолиза молекул воды в период, когда патологические изменения в организме еще не ус­певают развиться.

Гипотеза «перехвата радикалов»,развитая в работах 3. Бака и П. Александера (1955), объясняет радиопрофилактический эффект спо­собностью радиопротекторов вступать в конкурентные реакции в клетке за гидроперекисные радикалы и снижать тем самым дальнейшее разви­тие первичных лучевых реакций. Инициированный этой идеей ряд гипо­тез отстаивал точку зрения об общем механизме действия протекторов, состоящем в уменьшении косвенного действия радиации путем перехва­та и инактивации свободных радикалов и других активных продуктов радиолиза воды.

Главным противоречием противорадикальному механизму является тот факт, что локальное внутриклеточное содержание протекторов зна­чительно ниже, чем их эффективные концентрации в облучаемых рас­творах, а способность реагировать с радикалами у них не выше, чем у различных клеточных метаболитов. Серьезным возражением является также то, что радиочувствительность ферментов, нуклеиновых кислот и других биологически важных соединений резко снижается при переходе от растворов к клетке и организму.

В 1964 г. 3. Бак и П. Александер предложили гипотезу биохимиче­ского шока, согласно которой серосодержащие протекторы, различные по своей химической природе, могут защищать биологические объекты по единому механизму - в результате глубоких изменений физиологиче­ских процессов в клетке в предлучевой период.

По мнению 3. Бака, основную роль в механизме противолучевого эффекта играет не физико-химический процесс, а физиологическая и биохимическая перестройка в предрадиационный период. Эта пере­стройка («биохимический шок») характеризуется подавлением процес­сов ферментативного синтеза, изменением проницаемости мембран, уг­нетением углеводного обмена, выбросом (или расходованием) из мито­хондрий печени «факторов сопряжения», что приводит к особому типу набухания митохондрий, не восстанавливающемуся при добавлении АТР; после введения серосодержащих протекторов возрастает содержа­ние аскорбиновой кислоты и других неидентифицируемых восстанови­телей в крови, резко изменяется «дыхание» клеток и др.

В гипотезе комплексного биохимического механизма действия ра­диозащитных средств(Е. Ф. Романцев, 1971 г.) эта идея находит свое развитие. По мнению автора гипотезы, радиопротекторы способны пере­водить в состояние повышенной радиорезистентности целый комплекс наиболее радиочувствительных биохимических систем, таких как синтез ДНК, ядерное фосфорилирование, окислительное фосфорилирование в митохондриях и др.

Гипотеза эндогенного фона ра­диорезистентности,учитывающая комплексные изменения эндогенных сенсибилизаторов и протекторов при формировании устойчивости био­логических объектов к поражающему действию ионизирующей радиации (Ю. Б. Кудряшов, Е. Н. Гончаренко, 1980 г.), то есть создается «эндо­генный биохимический фон» радиорезистентности, за счет мобилизации защитных ресурсов организма. Под этим, в частности, понимается, с од­ной стороны, наблюдаемое под влиянием протекторов увеличение со­держания эндогенных аминов, обладающих радиозащитной активно­стью - серотонина, дофамина и гистамина, а сдругой - снижение содер­жания продуктов окисления липидов, обладающих радиомиметическим действием. Первые из них рассматриваются как эндогенные протекторы, а вторые — эндогенные сенсибилизаторы.