Радіопротектори як засіб захисту від іонізуючого випромінювання
радіопротектори 2.doc
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ РЕСПУБЛІКИ БІЛОРУСЬ
УО «БІЛОукраїнський ДЕРЖАВНИЙ ЕКОНОМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»
Кафедра безпеки життєдіяльності та культурології
з дисципліни: Захист населення та об'єктів від надзвичайних ситуацій
на тему: Радіопротектори як засіб захисту від іонізуючого випромінювання
ФФБД, 1-й курс, РФФ-2 О.А. Паюкова
професор К.Ф. Саєвич
1. Деякі поняття та терміни……… …………………………………………..
2. Загальна характеристика радиопротекторов…………………………………… .
3. Класифікація і характеристика радіозахисних істот…………………..
4. Перспективи розвитку радиопротекторных препаратов…… ………………….
Список використаних джерел……………………………………………….
Знання закономірностей біологічної дії іонізуючих випромінювань необхідне обгрунтування медичних заходів при радіаційних поразках й у регламентування радіаційних впливів на людини, який у сфері впливу випромінювань під час роботи з джерелами, у несприятливій екологічній обстановці тощо. Природа іонізуючих випромінювань зумовлює множинність та різноманітність як самих первинних ушкоджень, і їх проявів різних рівнях організації живого. Значимість цих ушкоджень та проявів неоднакова. Звідси властиве радіобіології прагнення виділити щоразу критичні, провідні події, що визначають кінцевий ефект.
Минуло понад півстоліття з того часу, як були відкриті перші хімічні сполуки, які знижують вражаючу дію іонізуючої радіації на організми лабораторних тварин. Цей ефект отримав назву хімічного захисту від променевого ураження, а речовини, здатні здійснювати, хімічний захист, стали називатирадіопротекторами, оскільки захисна дія радіопротекторів проявляється, як правило, у тому випадку, коли очі вводяться в організм незадовго (зазвичай за 10-30 м) до гострого опромінення. В даний час розробка методів хімічного захисту проводиться за такими напрямками.
1. Індивідуальна профілактика із застосуванням радіопротекторів, що захищають організм від зовнішнього опромінення, що викликає гостре променеве ураження.
2. Застосування засобів, що підвищують радіорезистентність людини у клініці під час променевої терапії.
3. Використання харчових добавок та препаратів, що підвищують стійкість біологічних об'єктів при хронічному опроміненні у природних умовах.
4. Виведення радіонуклідів із організму.
1.ДЕЯКІ ПОНЯТТЯ ТА ТЕРМІНИ
Іонізуючий вплив фотонів (рентгенівське та гамма-випромінювання) на біологічний матеріал опосередковано; власними силами вони можуть хімічно чи біологічно пошкодити клітину. Фотони взаємодіють з атомами або молекулами, наприклад, молекулами води, що призводить до утворення високоактивних короткоживучих вільних радикалів, які проникають в критичні структури клітини, такі як ДНК і, можливо, мембрани, і руйнують хімічні зв'язки.
Чутливість різного біологічних матеріалів до дії іонізуючого випромінювання суттєво по-різному.
Радіочутливість та радіорезистентність – поняття, що характеризують ступінь чутливості тварин і рослинних організмів, а також їх клітин та тканин до впливу іонізуючих випромінювань. Чим більше виникає змін у тканині під впливом радіації, тим тканина радіочутливіша, і, навпаки, здатність організмів або окремих тканин не давати патологічних змін при дії іонізуючих випромінювань характеризує ступіньїхньої радіорезистентності, тобто. стійкість до радіації.
В онкології під радіочутливістю (радіорезистентністю) розуміють швидкість та ступінь реакції пухлини в ході лікування. Радіокурабельність відображає ступінь реалізації припущення про знищення пухлини з урахуванням обмежень, таких як стійкість нормальної тканини. Ці дві властивості не обов'язково корелюють: пухлина може бути високочутливою, але радіоінкурабельною (лейкемія і мієлома) або щодо радіорезистентної та радіокурабельної (тобто плоскоклітинні ороговіючі карциноми голови, шиї та шийки матки). Прикладом пухлини, що одночасно виявляє властивості радіочутливості та радіокурабельності, може служити лімфогранулематоз. Нирковоклітинні карциноми та злоякісні меланоми є радіорезистентними та радіоінкурабельними.
Різні організми, а також різні органи і тканини всіх рослинних і тваринних організмів також мають різну радіочутливість. Найбільшу радіочутливість у людини мають статеві клітини (сперматозоїди та яйцеклітини) та білі кров'яні тільця (лейкоцити). Дуже чутливі до дії іонізуючої радіації кістковий мозок, селезінка та лімфатичні вузли, тобто. органи кровотворення. Дуже чутливий також епітелій шлунково-кишкового тракту. Вивчення діяльності фізіологічних систем, зокрема нервової, показало високу чутливість центральної нервової системи до дії навіть малих доз радіації на організм. Кісткова і м'язова тканини найменш чутливими до дії іонізуючої радіації, тобто. вони найбільше радіорезистентні.
Клітинна радіочутливість - інтегральна характеристика клітини, що визначає можливість її загибелі після радіаційного впливу. Синонімом радіочутливості єрадіоураження. Термін радіочутливість застосовується також і стосовно тканин, органів, організму в цілому, біологічних видів та ін. При рівній радіочутливості біологічних об'єктів ступінь їх ураження визначається, перш за все, дозою випромінювання. (Інформація, що стосується дозових проблем, зібрана у наступній лекції)
Вже в період ранніх радіобіологічних спостережень, що мали переважно описовий характер, стало очевидним, що дія, що ушкоджує, іонізуючих випромінювань на біооб'єкти носить дозозалежний характер. Побудова графіків типу «доза-ефект» дозволило порівнювати радіочутливість біооб'єктів, зіставляючи дози випромінювання, які у них рівні за величиною ефекти, і навіть оцінити здібності деяких речовин («радіомодифікаторів») змінювати радіочутливість біологічних об'єктів. Як основний показник радіомодифікуючої ефективності речовини використовують відношення доз випромінювання, що викликають той самий ефект у біооб'єкті в присутності та у відсутності радіомодифікатора. Такий показник отримав назву фактора зміни дози (скорочено – ФІД).
Радіочутливість клітин залежить від їхнього фізіологічного стану; при посиленні функціональної активності збільшується радіочутливість. Клітини ссавців, що швидко розмножуються, проходять чотири стадії циклу: мітоз, 1 проміжний період (GI), синтез ДНК і II проміжний період (G2). Найбільш чутливі до опромінення клітини у фазах мітозу та G2 (яка безпосередньо передує мітозу). У клітин, що у початковій стадії посиленого поділу, радіочутливість різко зростає. На цьому ґрунтується принцип променевого лікування злоякісних пухлин. Незрілі форми клітинних елементів (зародкові та молоді тканини, а також органи в період їхформування) більш чутливі до дії радіації. Максимальна резистентність до радіації спостерігається під час синтезу ДНК. Серед зрілих форм клітинних елементів радіочутливість тим менше, що більше термін життя клітинного елемента (тобто. що він старіше).
Важливими визначальними факторами гострої чи пізньої реакції тканин є кінетичні характеристики диференціації та проліферації, деякі тканини можуть демонструвати обидва типи токсичності. Гостра реакція розвивається в ході лікування або через кілька тижнів. До гостро-реагуючих тканин відносяться: шкіра (десквамація), слизова оболонка кишечника, тромбоцити та лейкоцити. Розвиток пізньої реакції спостерігається в період від декількох місяців до року, така реакція властива кісткам, кістковому та спинному мозку, таким внутрішнім органам, як легені, печінка, нирки, молочна залоза та статеві залози. У шкірі з'являється фіброз.
Для прогнозування реакції пухлини на опромінення розроблено спеціальні клініко-лабораторні критерії. Наприклад, клініко-імунологічні критерії застосовуються для прогнозування реакції пухлини на опромінення у хворих на рак молочної залози.
2. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РАДІОПРОТЕКТОРІВ
В даний час не відомі речовини, здатні повністю захистити людину від дії випромінювання, але частково захищають організм від випромінювання. До них відносяться, наприклад, азид і ціанід натрію, речовини, що містять сульфогідридні групи і т.д. Вони входять до складу радіопротекторів.
Радіопротектори - речовини, введення яких перед опроміненням у середу з біологічними об'єктами або в організм тварин і людини знижує вражаючу дію іонізуючого випромінювання.
Радіопротектори частково запобігають виникненню хімічно активних радикалів, що утворюютьсяпід впливом випромінювання. Механізми дії радіопротекторів є різними. Одні з них вступають у хімічну реакцію з радіоактивними ізотопами, що потрапляють в організм, і нейтралізують їх, утворюючи нейтральні речовини, що легко виводяться з організму. Інші мають чудовий механізм. Одні радіопротектори діють протягом короткого проміжку часу, час дії інших триваліший. Існує кілька різновидів радіопротекторів: таблетки, порошки та розчини.
Радіопротектори – досить шкідливі для організму речовини, тому їм шукають заміну, зокрема, заміни на речовини, властиві організму чи харчові добавки.
Деякі харчові речовини мають профілактичну радіозахисну дію або здатність зв'язувати і виводити з організму радіонукліди. До них відносяться полісахариди (пектин, декстрин, ліпополісахариди, що знаходяться в листі винограду та чаю), фенільні та фітинові сполуки, галати, серотанін, етиловий спирт, деякі жирні кислоти, мікроелементи, вітаміни, ферменти, гормони. Радіостійкість організмів підвищують деякі антибіотики (біоміцин, стрептоцин), наркотики (нембутал, барбаміл).
До дуже важливих радіозахисних сполук належать «вітаміни протидії». В першу чергу це стосується вітамінів групи В і С. Хоча на думку фахівців одна аскорбінова кислота не має захисної дії, але вона посилює дію вітамінів В і Р. У той час як іонізуючі випромінювання руйнують стінки кровоносних судин, спільна дія вітамінів Р і С відновлює їх нормальну еластичність та проникність. Випромінювання руйнує кров, знижують кількість еритроцитів та активність лейкоцитів, а вітаміни В1, В3, В6, В12 покращують регенерацію кровотворення, прискорення відновлення еритроцитів та лейкоцитів.Якщо випромінювання знижує згортання крові, то вітаміни Р і К1 нормалізують протромбіновий індекс. Дещо підвищує стійкість організму до розвитку променевої хвороби параамінобензойної кислоти, покращує показники крові, сприяє відновленню ваги біотин (вітамін Н).
Фенольні сполуки рослин вчені визначають як найперспективніші джерела потенційно активних протипроменевих засобів. Фенольні сполуки - це біологічно активні речовини лікувально-профілактичної дії, необхідні підтримки життя і збереження здоров'я. Вони підвищують міцність кровоносних судин, регулюють роботу залоз внутрішньої секреції. Наприклад, добре лікує місцеві променеві ушкодження шкіри прополіс (бджолиний клей), що головним чином пов'язане з його фенольними компонентами. З численного ряду фенольних речовин найбільший інтерес викликають флавоноїди, що сприяють видаленню радіоактивних елементів з організму.
Джерелами флаваноїдів є мандарини, чорноплідна горобина, обліпиха, глід, собача кропива, безсмертник, солодка. Етиловий спирт має виражену профілактичну радіозахисну дію на різноманітні організми: людини, тварин, бактерій. При введенні в поживну суміш етилового спирту виживання бактерій підвищується на 11 - 18%, спирт захищає від загибелі майже всіх мишей, опромінених рентгенівськими променями в дозі 600 рентген.
Пригнічене кровотворення - один з найбільш серйозних наслідків радіаційного опромінення людини. Тому в терапії променевих уражень надзвичайно важливу роль відіграють процедури та лікарські засоби, здатні відновити кровотворні функції організму. Для цього застосовують пересадку кісткового мозку, переливання крові, а також препарати, приготовані на основі екстрактів різних органів татканин тварин: тимусу, селезінки, печінки, кісткового мозку. У спробах отримати найефективніші засоби для радіотерапії дослідники звернули увагу на тварин, чий організм особливо стійкий до опромінення. Виявлено кореляції між цією властивістю та терапевтичною ефективністю препаратів, отриманих з органів та тканин таких малочутливих до радіації тварин. Щодо цього цікава середньоазіатська черепаха (Testudo horsfieldi) з її феноменальною радіорезистентністю. Виявилося, що терапевтичну дію мають екстракти ембріональної печінки, селезінки та клітин крові черепахи. Їхні ін'єкції опроміненим мишам стимулюють зростання чисельності стовбурових клітин, що сприяє відновленню кровотворних функцій організму. Вони мають також імуностимулюючий ефект.
3. КЛАСИФІКАЦІЯ І ХАРАКТЕРИСТИКА РАДІОЗАХИСНИХ РЕЧОВИН
Радіозахисний ефект виявлений у цілого ряду речовин різної хімічної структури. Оскільки ці різнорідні сполуки мають різні, часом протилежні властивості, їх важко розділити по фармакологічній дії. Для прояву радіозахисного ефекту в організмі ссавця в більшості випадків достатньо одноразового введення радіопротекторів. Проте є такі речовини, які підвищують радиорезистентность лише після повторного введення. Розрізняються радіопротектори і ефективності створюваного ними захисту. Існує таким чином безліч критеріїв, за якими їх можна класифікувати.