Moleculele biologice formează diferite structuri celulare. Modificările care apar în aceste molecule sub influența radiațiilor ionizante poate avea ca rezultat deteriorarea membranelor celulare, nuclee, mitocondrii, lizozomi, ribozomi, si, eventual, poate perturba funcționarea celulei.
În corpul uman, există multe tipuri de celule care îndeplinesc cele mai diverse funcții. Distinge între sex și celulele somatice (celulele corpului). Numărul de cromozomi din celulele reproducătoare este de jumătate față de cel al celulelor somatice. Perioada de existență a celulei din momentul formării ei prin împărțirea celulei materne la diviziunea sau moartea sa se numește ciclul celular sau ciclul de viață al celulei. Principalele etape ale ciclului celular: interfaza și mitoza. În interfaza există procese asociate cu creșterea, prepararea celulei pentru fisiune și replicarea ADN-ului. Ca urmare a mitozei, se formează două celule fiice, aceasta este o metodă de divizare a celulelor somatice.
Prin abilitatea de a împărtăși toate celulele corpului uman sunt împărțite în acelea care se împart, se împart și se desparte și nu se împart. Sensibilitatea celulelor la radiațiile ionizante este diferită, dar toate sunt cele mai sensibile la acțiunea radiației (radiosensibile) în timpul perioadei de fisiune. Celulele care divizează mai puțin sunt rezistente la acțiunea radiațiilor ionizante decât cele care nu se împart. Deci, țesuturile în creștere (în corpul copilului) sau țesuturile cu o rată mare de diviziune celulară sunt mai sensibile la acțiunea radiațiilor ionizante în comparație cu alte țesuturi. Dacă structura ADN este deteriorată în timpul iradierii celulei, codul genetic se poate schimba. Acest lucru poate duce la întreruperea sintezei ARN sau la apariția unor molecule de ARN anormale.
Atunci când ADN-ul este dublat (replicat), aceste modificări sunt moștenite. Ca rezultat, pot apărea celule cu ereditate modificată. Deteriorarea ADN-ului se poate manifesta sub forma de mutații - modificări moștenite în materialul genetic al corpului, care în diviziunile ulterioare sunt transmise de celulele nou formate.
Moleculele ADN puternic deteriorate își pierd capacitatea de a se reface. În acest caz, celula își pierde capacitatea de a diviza și de a muri. Astfel, dacă, ca urmare a iradierii, materialul genetic a fost deteriorat, dar celula și-a păstrat capacitatea de a se reproduce, acest lucru poate duce la apariția unui descendent celular modificat. Dacă celula nu poate reproduce, deteriorarea materialului genetic duce la moartea celulelor.
Leziunea primară a ADN care stă la baza mutațiilor poate fi eficient restaurată de sistemele de celule reparative. Procesul de reparare se realizează cu participarea sistemelor enzimatice ale celulei. Pentru repararea și susținerea secvenței de bază, o cantitate semnificativă de energie de celule este consumată în ADN. La celulele mamifere, pauzele ADN unice pot fi restaurate în 15 minute. Gradul de afectare a celulelor depinde de cantitatea de doză absorbită și de distribuția acesteia în timp. În timpul iradierii pe termen scurt a celulei, se observă modificări semnificative în organele sale la valori foarte mari ale dozei absorbite - până la 10 Gy. Astfel de modificări includ: încălcarea permeabilității membranei, depresia respiratorie, modificări ireversibile ale moleculelor ADN din nucleul celulei. În cazul iradierii cronice (pe termen lung) cu aceeași doză, deteriorarea celulei este redusă, ceea ce va fi mai mic. Mai ales se referă la divizarea celulelor.
Posibile tipuri de răspuns celular la iradiere:
1. Pierderea celulelor prin capacitatea de a reproduce. Cauza principală a morții celulare mitotice - deteriorarea aparatului cromozomal, conduce la o încălcare a sintezei ADN. La o doză ridicată de radiație de 1 Gy, în fiecare celulă umană apar până la 1000 de spirale monocatenare și până la 100 de două catene.
2. Întârziere de divizare celulară. Durata întârzierii depinde de cantitatea de doză absorbită. Pentru fiecare doză absorbită de Gray, celula corespunde întârzierii mitotice la ora 1:00. Cu creșterea dozei de radiații, durata separării fiecărei celule crește. Durata interfazelor crește, ceea ce creează condiții favorabile pentru activitatea sistemului de reparare a ADN-ului. În același timp, întârzierea separării conduce la faptul că celulele care au fost expuse iradierii în interfază nu se împart în momentul potrivit. Când vine faza de mitoză, unele celule nu se pot separa. Ca rezultat, volumul de material celular va crește și se vor forma celule gigantice. Datorită unei încălcări a rezistenței mecanice a membranelor și a modificărilor în nutriție, ele tind să moară. O altă parte a celulelor iradiate, care au intrat în faza mitozei, este capabilă să se împartă. Cu toate acestea, după fiecare proces de separare, unele celule pot muri. Cu cât sunt mai multe mitoze, cu atât numărul de celule moarte este mai mare. Celulele care au păstrat capacitatea de a diviza după 5 sau mai multe secțiuni sunt considerate a fi supraviețuit.
3. Decesul celulelor în interfază pentru a intra în mitoză. Pentru cele mai multe celule somatice umane, moartea celulară în interfază este înregistrată după iradiere la o doză de zeci și sute de gri. Limfocitele care aparțin celulelor radiosensibile mor la doze mult mai mici.
Împărtășește "Efectul radiațiilor ionizante asupra celulelor"
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: