Соколик Г.А. и др. Основы радиоэкологии и безопасной жизнедеятельности

Подождите немного. Документ загружается.

121

Ãëàâà 5

Ñõåìà ñòðîåíèÿ æèâîòíîé êëåòêè

Öèòîïëàçìà

Öåíòðèîëü

Ìèòîõîíäðèÿ

ßäðî

Ëèçîñîìà

Ðèáîñîìà

Êîìïëåêñ

Ãîëüäæè

Ïëàçìàòè÷åñêàÿ

ìåìáðàíà

Ñîñòîèò èç äâîéíîãî ñëîÿ ôîñôîëèïè-

äîâ ñ ïîãðóæåííûìè â íåãî áåëêàìè.

Ôóíêöèè: çàùèòà êëåòêè, èçáèðà-

òåëüíàÿ ðåãóëÿöèÿ îáìåíà âåùåñòâ

ìåæäó êëåòêîé è âíåøíåé ñðåäîé,

îáåñïå÷åíèå êîíòàêòà ìåæäó ñîñåäíèìè

êëåòêàìè

Ñîñòàâíàÿ ÷àñòü êëåòêè, îãðàíè-

÷åííàÿ äâóõìåìáðàííîé îáîëî÷-

êîé, êîòîðàÿ îòäåëÿåò åå îò öèòî-

ïëàçìû. Âíóòðè ÿäðà â æèäêîé

ñðåäå (êàðèîïëàçìå) ðàñïîëîæåíû

õðîìàòèí, îäíî èëè íåñêîëüêî

ïëîòíûõ îáðàçîâàíèé — ÿäðûøåê

è ñèíòåçèðóåìûå â ÿäðå ñòðóê-

òóðû. Ïðè äåëåíèè êëåòêè õðî-

ìàòèí êîíäåíñèðóåòñÿ â õðîìî-

ñîìû. Â õðîìîñîìàõ (íîñèòåëÿõ

ãåíîâ), ñîñòîÿùèõ ïðåèìóùåñò-

âåííî èç ÄÍÊ è áåëêà, õðàíèòñÿ

ãåíåòè÷åñêàÿ (íàñëåäñòâåííàÿ)

èíôîðìàöèÿ êëåòêè. Ôóíêöèè

ÿäðà: ïåðåäà÷à äî÷åðíèì êëåòêàì

ãåíåòè÷åñêîãî ìàòåðèàëà â íåèç-

ìåííîì âèäå, ðåãóëÿöèÿ êëåòî÷-

íîé àêòèâíîñòè

Ñèñòåìà ïëîñêèõ îäíî-

ìåìáðàííûõ öèñòåðí,

ðàñøèðåííûõ íà êîíöàõ,

è ïóçûðüêîâ, îòöåïëÿþ-

ùèõñÿ èëè ïðèñîåäèíÿ-

þùèõñÿ ê öèñòåðíàì.

Ôóíêöèè: íàêîïëåíèå,

ïðåîáðàçîâàíèå áåëêîâ è

ëèïèäîâ, ñèíòåç ïîëè-

ñàõàðèäîâ, îáðàçîâàíèå

ñåêðåòîðíûõ ïóçûðüêîâ,

âûâåäåíèå âåùåñòâ çà

ïðåäåëû êëåòêè, îáðàçî-

âàíèå ëèçîñîì

Ýíäîïëàçìàòè÷åñêèé

ðåòèêóëóì (ÝÐ)

Ñèñòåìà óïëîùåííûõ ìåìáðàííûõ

ìåøî÷êîâ — öèñòåðí, ïîëîñòåé, òðó-

áî÷åê, ñîåäèíåííûõ ìåæäó ñîáîé è

îãðàíè÷åííûõ îäèíàðíûìè ìåìáðà-

íàìè, ñâÿçàííûìè ñ ÿäåðíûìè ìåì-

áðàíàìè. Âûäåëÿþò ãëàäêèé (àãðà-

íóëÿðíûé) è øåðîõîâàòûé (ãðàíó-

ëÿðíûé) ÝÐ. Íà ìåìáðàíàõ øåðî-

õîâàòîãî ÝÐ íàõîäÿòñÿ ðèáîñîìû,

ñ ïîìîùüþ êîòîðûõ ïðîèñõîäèò

ñèíòåç áåëêîâ. Ãëàäêèé ÝÐ íå èìååò

ðèáîñîì. Çäåñü ïðîèñõîäèò îáðàçîâà-

íèå ëèïèäîâ êëåòêè, ñèíòåç ñòåðî-

èäíûõ ãîðìîíîâ, íàêîïëåíèå è âûâå-

äåíèå èç êëåòêè ÿäîâèòûõ âåùåñòâ

è äð. ïðîöåññû

Ìåñòî ñèíòåçà áåëêîâ èç àìèíî-

êèñëîò. Â ñîñòàâ ðèáîñîì âõîäÿò

äâå ñóáúåäèíèöû (áîëüøàÿ

è ìàëàÿ), ñîñòîÿùèå èç ðÐÍÊ

è áåëêîâ

Îäíîìåìáðàííûå ïóçûðüêè, ñîäåðæàùèå

ãèäðîëèòè÷åñêèå ôåðìåíòû. Ôóíêöèè:

âíóòðèêëåòî÷íîå ïåðåâàðèâàíèå, ðàñùå-

ïëåíèå ïîâðåæäåííûõ îðãàíîèäîâ,

îòìåðøèõ êëåòîê îðãàíîâ

Ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé äâóõìåì-

áðàííóþ ñòðóêòóðó; âíóòðåííÿÿ

ìåìáðàíà îáðàçóåò ñêëàäêè —

êðèñòû. Ñîäåðæèò êîëüöåâóþ

ÄÍÊ, ðèáîñîìû, ìíîæåñòâî ôåð-

ìåíòîâ. Ôóíêöèè: îñóùåñòâëåíèå

êèñëîðîäíîãî ýòàïà êëåòî÷íîãî

äûõàíèÿ, ñèíòåç ÀÒÔ

Ñèñòåìà ìèêðîòðóáî-

÷åê, ïîñòðîåííûõ èç

áåëêîâûõ ñóáúåäèíèö.

Ôóíêöèè: ó÷àñòèå â

îáðàçîâàíèè öèòîñêå-

ëåòà, âåðåòåíà äåëåíèÿ

êëåòêè, ðåñíè÷åê è æãó-

òèêîâ

Âàêóîëü

Îäíîìåìáðàííûå öèñòåð-

íû. Ôóíêöèè: íàêîïëåíèå

âîäû è äðóãèõ íåîðãà-

íè÷åñêèõ âåùåñòâ, îñìî-

ðåãóëÿöèÿ

Ñîäåðæèìîå êëåòêè, çàêëþ÷åí-

íîå ìåæäó ïëàçìàòè÷åñêîé

ìåìáðàíîé è ÿäðîì. Âêëþ÷àåò

ïîëóæèäêîå âåùåñòâî — ãèà-

ëîïëàçìó è âíóòðèêëåòî÷íûå

ñòðóêòóðû — îðãàíîèäû

Ïèíîöèòîçíûå ïóçûðüêè

Âîçíèêàþùèå âíóòðè êëåòêè ìåì-

áðàííûå ïóçûðüêè, ñîäåðæàùèå êà-

ïåëüêè æèäêèõ âåùåñòâ. Ôóíêöèè:

ïîãëîùåíèå âåùåñòâ êëåòêîé

122

Ãëàâà 5

Äî ñèõ ïîð íå äî êîíöà ÿñíî, êàê èìåííî ïðîèñõî-

äèò ïîâðåæäåíèå êëåòêè èîíèçèðóþùèì èçëó÷åíèåì.

Íàðóøåíèÿ ìîãóò âîçíèêàòü â ëþáîé ÷àñòè êëåòêè.

Ìíîãèå èç ïîâðåæäåíèé, âûçâàííûõ îáëó÷åíèåì,

ñâÿçàíû ñ èçìåíåíèåì ñòðóêòóðû ÄÍÊ.

Ñóùåñòâóåò äâà ñïîñîáà ïîâðåæäåíèÿ ÄÍÊ

èîíèçèðóþùèì èçëó÷åíèåì: ïðÿìîå è êîñâåííîå. Ïðè

ïðÿìîì ïîâðåæäàþùåì äåéñòâèè èçëó÷åíèå ìîæåò

íåïîñðåäñòâåííî èîíèçèðîâàòü ìîëåêóëó ÄÍÊ, ÷òî

è ïðèâåäåò ê èçìåíåíèþ åå ñòðóêòóðû. Ñòðóêòóðà

ìîëåêóëû ÄÍÊ ìîæåò ìåíÿòüñÿ è êîñâåííûì ïóòåì —

ïðè âçàèìîäåéñòâèè ÄÍÊ ñî ñâîáîäíûìè ðàäèêàëàìè,

îáðàçóþùèìèñÿ â ðåçóëüòàòå ðàäèîëèçà âîäû, âõîäÿùåé

â ñîñòàâ êëåòêè.

Ðàçëè÷àþò ñëåäóþùèå âèäû ïîâðåæäåíèÿ ÄÍÊ:

• îäíîíèòåâûå ðàçðûâû — ðàçðûâ îäíîé èç

öåïî÷åê ÄÍÊ,

• äâóíèòåâûå ðàçðûâû — ðàçðûâ îáåèõ öåïî÷åê

ÄÍÊ,

• èçìåíåíèå ñòðóêòóðû àçîòèñòûõ îñíîâàíèé.

Ïîä äåéñòâèåì èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ ÷àùå

âñåãî ïîâðåæäàåòñÿ îäíà íèòü ÄÍÊ. Â öåëîì, ïîâðå-

æäåíèÿ ÄÍÊ çàâèñÿò îò âåëè÷èíû ïîãëîùåííîé äîçû.

Äàëåêî íå âñå ïîâðåæäåíèÿ ÄÍÊ

ïðèâîäÿò ê ñóùåñò-

âåííûì ãåííûì è õðîìîñîìíûì èçìåíåíèÿì, òàê

êàê â êëåòêàõ èíòåíñèâíî èäóò âîññòàíîâèòåëüíûå

ïðîöåññû. Â õîäå ýòèõ ïðîöåññîâ äî 90 % âñåõ

ïåðâè÷íûõ ïîâðåæäåíèé èñïðàâëÿåòñÿ ïîëíîñòüþ

èëè ÷àñòè÷íî.

Âåðîÿòíîñòü ïîâðåæäåíèÿ ÄÍÊ çàâèñèò îò âèäà

èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ. Ïðè âîçäåéñòâèè íà ÄÍÊ

áåòà- è ãàììà-èçëó÷åíèé âåðîÿòíîñòü ïîâðåæäåíèÿ

îáåèõ öåïî÷åê ÄÍÊ

ìåíüøå, ÷åì ïðè âîçäåéñòâèè

àëüôà-èçëó÷åíèÿ.

Âîññòàíîâëåíèå ñòðóêòóðû ïîâðåæäåííîé ÄÍÊ

íàçûâàþò ðåïàðàöèåé ÄÍÊ. Åñëè óùåðá íàíåñåí

òîëüêî îäíîé öåïî÷êå ÄÍÊ, òî ðåïàðàöèÿ îñóùåñòâëÿ-

åòñÿ çà ñ÷åò èíôîðìàöèè ñ íåïîâðåæäåííîé âòîðîé

öåïî÷êè. Íàðóøåíèÿ ñòðóêòóðû ÄÍÊ ìîãóò óñòðàíÿòüñÿ

ïóòåì óäàëåíèÿ ÷àñòè öåïî÷êè ñ ïîâðåæäåííûìè

Äåéñòâèå èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ

íà ìîëåêóëû ÄÍÊ

Ðåïàðàöèÿ ÄÍÊ

Ïðè áîëüøîé ïîãëî-

ùåííîé äîçå, âåëè÷è-

íîé 1 Ãð â êàæäîé

îáëó÷åííîé êëåòêå ÷å-

ëîâåêà, ïîâðåæäàåò-

ñÿ äî 5000 îñíîâàíèé

ìîëåêóë ÄÍÊ, âîçíè-

êàåò îêîëî 1000 îäè-

íî÷íûõ è îò 10 äî 100

äâîéíûõ ðàçðûâîâ.

1 — ôîñôàòû;

2 — àçîòèñòûå îñíîâàíèÿ;

3 — äåçîêñèðèáîçà

Ñåãìåíò

ìîëåêóëû ÄÍÊ

123

Ãëàâà 5

Îäíîíèòåâûå, äâóíèòåâûå ðàçðûâû ÄÍÊ è èçìå-

íåíèÿ ñòðóêòóðû àçîòèñòûõ îñíîâàíèé ìîãóò ïðèâåñòè

ê èñêàæåíèþ ëèáî óòðàòå èíôîðìàöèè, õðàíÿùåéñÿ

â ãåíàõ.

Ïîìèìî èçìåíåíèé ÄÍÊ èîíèçèðóþùåå èçëó÷åíèå

ìîæåò âûçûâàòü èçìåíåíèå è äðóãèõ áèîëîãè÷åñêèõ

ìîëåêóë.

Ìîëåêóëû áåëêîâ îòëè÷àþòñÿ îãðîìíûì ðàçíîîáðà-

çèåì. Ïîñëåäñòâèÿ èõ îáëó÷åíèÿ çàâèñÿò îò:

• òèïà îáëó÷àåìîãî áåëêà,

• âèäà è ýíåðãèè èçëó÷åíèÿ,

• ïðîäîëæèòåëüíîñòè îáëó÷åíèÿ.

Èçìåíåíèÿ, êîòîðûå ìîãóò ïðîèñõîäèòü â áåëêîâûõ

ìîëåêóëàõ ïîä äåéñòâèåì èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ,

ïðåäñòàâëåíû íà ñëåäóþùåé ñõåìå.

Äåéñòâèå èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ

íà ìîëåêóëû áåëêà

Ãåí — ó÷àñòîê ìîëå-

êóëû ÄÍÊ, îòâåò-

ñòâåííûé çà õðàíå-

íèå èíôîðìàöèè ïî

îïðåäåëåííîìó íà-

ñëåäóåìîìó ïðèç-

íàêó îðãàíèçìà

çâåíüÿìè ÄÍÊ è èñïîëüçîâàíèÿ íåïîâðåæäåííîé öåïè

â êà÷åñòâå îñíîâû äëÿ ïîâòîðíîãî ñèíòåçà íàðóøåííîãî

ó÷àñòêà ÄÍÊ.

Ðåïàðàöèÿ ÄÍÊ ïðè ïîâðåæäåíèè äâóõ öåïî÷åê

çàòðóäíåíà.

ïðÿìîå

âîçíèêíîâåíèå ñâîáîäíûõ ðàäèêàëîâ

â öåïÿõ àìèíîêèñëîò

íàðóøåíèå ôóíêöèé áåëêà

ñòðóêòóðíîé

ðåãóëÿòîðíîé

(ãîðìîíû)

êàòàëèòè÷åñêîé

(ôåðìåíòû)

çàùèòíîé

(àíòèòåëà)

òðàíñïîðòíîé

(ãåìîãëîáèí)

ýíåðãåòè÷åñêîé

èçìåíåíèå ñòðóêòóðû áåëêà

ðàçðûâ âîäîðîäíûõ è

äèñóëüôèäíûõ ñâÿçåé

ìîäèôèêàöèè àìèíîêèñëîò

â öåïè

îáðàçîâàíèå ñøèâîê

è àãðåãàòîâ

Äåéñòâèå èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ íà áåëîê

êîñâåííîå

îáðàçîâàíèå ñâîáîäíûõ ðàäèêàëîâ

â ðåçóëüòàòå âçàèìîäåéñòâèÿ áåëêîâûõ

ìîëåêóë ñ ïðîäóêòàìè ðàäèîëèçà âîäû

124

Ãëàâà 5

Áîëüøîå êîëè÷åñòâî ðàçíîîáðàçíûõ áåëêîâûõ

ìîëåêóë è èõ ïîñòîÿííîå îáíîâëåíèå â îðãàíèçìå

ïîçâîëÿåò îðãàíèçìó ïðîòèâîñòîÿòü âîçäåéñò-

âèþ ðàäèàöèè.

Ëèïèäû — æèðîïîäîáíûå îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà,

íåðàñòâîðèìûå â âîäå. Îíè âõîäÿò â ñîñòàâ áèîëîãè-

÷åñêèõ ìåìáðàí, à òàêæå èãðàþò ðîëü çàïàñíûõ ïèòà-

òåëüíûõ âåùåñòâ â îðãàíèçìå, íàêàïëèâàÿñü â îòäåëüíûõ

÷àñòÿõ òåëà.

Ëèïèäû ÿâëÿþòñÿ îñíîâîé êëåòî÷íûõ ìåìáðàí.

Ìíîãèå ïðîöåññû êëåòî÷íîãî ìåòàáîëèçìà ïðîèñõîäÿò

èìåííî â ìåìáðàíàõ. Ïîýòîìó ïåðåêèñíîå îêèñëåíèå

ëèïèäîâ, êîòîðîå ìîæåò áûòü âûçâàíî îáëó÷åíèåì, âëå-

÷åò çà ñîáîé èçìåíåíèå áèîõèìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â êëåò-

êå, à íàðóøåíèå öåëîñòíîñòè íàðóæíîé ìåìáðàíû —

ê ñäâèãó èîííîãî áàëàíñà êëåòêè.

Äåéñòâèå èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ íà ëèïèäû è

èçìåíåíèÿ, êîòîðûå ìîãóò ïðîèñõîäèòü â êëåòêàõ ïðè

îáëó÷åíèè, îòðàæàåò ñëåäóþùàÿ ñõåìà.

Äåéñòâèå èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ íà ëèïèäû

îáðàçîâàíèå ñâîáîäíûõ ðàäèêàëîâ

ïåðåêèñíîå îêèñëåíèå ëèïèäîâ

èçìåíåíèå áèîõèìè÷åñêèõ

ïðîöåññîâ â êëåòêå

ñäâèã èîííîãî áàëàíñà êëåòêè

+ êèñëîðîä

Äåéñòâèå èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ íà ëèïèäû

Óãëåâîäû (ñàõàðà) — èñòî÷íèê ýíåðãèè â îðãàíèçìå.

Êàê ýíåðãåòè÷åñêèé ðåçåðâ îíè ïðèñóòñòâóþò â îðãà-

íèçìå ÷åëîâåêà â âèäå ãëèêîãåíà. Îáùàÿ ôîðìóëà

óãëåâîäîâ ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåíà â âèäå Ñ

Áîëüøèíñòâî ïðèðîäíûõ óãëåâîäîâ — ïðîèçâîäíûå

öèêëè÷åñêèõ ôîðì ìîíîñàõàðèäîâ.

Äåéñòâèå èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ

íà óãëåâîäû

125

Ãëàâà 5

Ðàçðóøåíèå óãëåâîäîâ ñîêðàùàåò çàïàñû âå-

ùåñòâ, ÿâëÿþùèõñÿ èñòî÷íèêàìè ýíåðãèè â îðãà-

íèçìå, ÷òî ìîæåò îòðàçèòüñÿ íà ôóíêöèîíèðîâàíèè

ìíîãèõ æèçíåííîâàæíûõ ñèñòåì îðãàíèçìà.

Áèîëîãè÷åñêèå ìîëåêóëû îáðàçóþò ðàçëè÷íûå

êëåòî÷íûå ñòðóêòóðû. Èçìåíåíèÿ, âîçíèêàþùèå

â ýòèõ ìîëåêóëàõ ïîä äåéñòâèåì èîíèçèðóþùåãî

èçëó÷åíèÿ, ìîãóò ïðèâîäèòü ê ïîâðåæäåíèþ

êëåòî÷íûõ ìåìáðàí, ÿäðà, ìèòîõîíäðèé, ëèçîñîì,

ðèáîñîì è, â èòîãå, íàðóøàòü ôóíêöèîíèðîâàíèå

êëåòêè. Íà ñëåäóþùèõ äâóõ ñõåìàõ ïîêàçàíû

îñíîâíûå âèäû íàðóøåíèé, êîòîðûå ìîãóò âîç-

íèêàòü â ðåçóëüòàòå äåéñòâèÿ èîíèçèðóþùåãî

èçëó÷åíèÿ íà ðàçëè÷íûå ñîñòàâëÿþùèå êëåòêè. Òàì

æå îòìå÷åíû íàðóøåíèÿ, êîòîðûå ìîãóò áûòü

óñòðàíåíû ïóòåì âîññòàíîâëåíèÿ (ðåïàðàöèè)

êëåòî÷íûõ ñòðóêòóð.

ÿäåðíàÿ ìåìáðàíà

(áåëîê, óãëåâîäû,

ëèïèäû, âîäà)

ÿäðûøêî

(áåëîê, ÐÍÊ)

íàðóøåíèå

òðàíñïîðòíîé

ôóíêöèè

õðîìîñîìû

(ÄÍÊ)

ïîäàâëåíèå êëåòî÷íîãî

äåëåíèÿ

ðàçðûâû öåïåé

íóêëåîòèäîâ

äâóíèòåâûå

îäíîíèòåâûå

íàðóøåíèå

ñèíòåçà

ÄÍÊ

îñòàíîâêà

äåëåíèÿ

ßÄÐÎ

ãåííûå ìóòàöèè

ðåïàðàöèÿ õðîìîñîìíûå

(âîññòàíîâëåíèå) àáåððàöèè

ðåïàðàöèÿ

(âîññòàíîâëåíèå)

Ïîä äåéñòâèåì èçëó÷åíèÿ âîçìîæåí îòðûâ àòîìà

âîäîðîäà îò ìîëåêóëû óãëåâîäà. Ïðè ýòîì îáðàçóþòñÿ

ñâîáîäíûå ðàäèêàëû, à çàòåì ïåðåêèñè. Â ðåçóëüòàòå

îáëó÷åíèÿ èç ïðîäóêòîâ ðàñïàäà óãëåâîäîâ âîçìîæåí

ñèíòåç îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà, êîòîðîå òîðìîçèò

ñèíòåç ÄÍÊ è áåëêà è ïîäàâëÿåò äåëåíèå êëåòîê.

CH C

Ðèáîçà

(âõîäèò â ñîñòàâ ÐÍÊ)

Ïðèìåðîì ìîíîñàõà-

ðèäîâ ìîãóò ñëóæèòü

•

äåçîêñèðèáîçà,

•

ðèáîçà.

CH C

OHOH

Äåçîêñèðèáîçà

(âõîäèò â ñîñòàâ ÄÍÊ)

HOCH

(1)

(2)(3)

(4)

(5)

HOCH

(1)

(2)(3)

(4)

(5)

Èîíèçèðóþùåå èçëó÷åíèÿ

126

Ãëàâà 5

Â îðãàíèçìå ÷åëîâåêà ìîæíî âûäåëèòü ìíîæåñòâî

âèäîâ êëåòîê, êîòîðûå âûïîëíÿþò ñàìûå ðàçíîîáðàç-

íûå ôóíêöèè.

Ðàçëè÷àþò

êëåòêè ïîëîâûå è ñîìàòè÷åñêèå (êëåòêè

òåëà). ×èñëî õðîìîñîì â ïîëîâûõ êëåòêàõ â äâà ðàçà

ìåíüøå, ÷åì â ñîìàòè÷åñêèõ.

Ïåðèîä ñóùåñòâîâàíèÿ êëåòêè îò ìîìåíòà åå

îáðàçîâàíèÿ ïóòåì äåëåíèÿ ìàòåðèíñêîé êëåòêè äî

ñîáñòâåííîãî äåëåíèÿ èëè ñìåðòè íàçûâàþò êëåòî÷íûì

öèêëîì èëè æèçíåííûì öèêëîì êëåòêè.

Îñíîâíûå ñòàäèè êëåòî÷íîãî öèêëà

Àâòîëèç — ñàìîðàñ-

òâîðåíèå, ñàìîïåðå-

âàðèâàíèå òêàíåé,

êëåòîê èëè èõ ÷àñòåé

ïîä äåéñòâèåì ñîáñò-

âåííûõ ôåðìåíòîâ.

Öèòîëèç — ïîëíîå èëè

÷àñòè÷íîå ðàñòâîðå-

íèå æèâîòíîé èëè

ðàñòèòåëüíîé êëåòêè.

Ïðîèñõîäèò â íîðìå

ïðè ìåòàìîðôîçå, ìî-

æåò òàêæå ïðîèñõîäèòü

ïðè ïàòîëîãèè.

ëèçîñîìû

ìèòîõîíäðèè

ýíäîïëàçìàòè-

÷åñêàÿ

ñåòü

öèòîïëàçìàòè-

÷åñêàÿ ìåìáðàíà

ðèáîñîìû

íàðóøåíèå

ïðîíèöàåìîñòè

öèòîëèç

íàðóøåíèå

ýíåðãåòè÷åñêîãî

îáìåíà

íàðóøåíèå

ñèíòåçà áåëêîâ

ðàäèàöèîííûé

àâòîëèç

Äåéñòâèå èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ

Ìèòîç — îñíîâíîé

ñïîñîá äåëåíèÿ

ÿäåðíûõ êëåòîê.

Ïðè òàêîì ñïîñîáå

äåëåíèÿ îáðàçó-

þòñÿ äâå äî÷åðíèå

êëåòêè ñ íàáîðîì

õðîìîñîì, êîòîðûé

àíàëîãè÷åí íàáîðó

õðîìîñîì ðîäèòåëü-

ñêîé êëåòêè. Ýòî

ñïîñîá äåëåíèÿ ñî-

ìàòè÷åñêèõ êëåòîê.

Ìåéîç — ñïîñîá äå-

ëåíèÿ êëåòîê, â ðå-

çóëüòàòå êîòîðîãî

óìåíüøàåòñÿ âäâîå

÷èñëî õðîìîñîì â äî-

÷åðíèõ êëåòêàõ.

Ïîñðåäñòâîì ìåé-

îçà îáðàçóþòñÿ ïî-

ëîâûå êëåòêè —

ãàìåòû.

Ïîñëå îïëîäîòâîðå-

íèÿ íàáîð õðîìîñîì

âîññòàíàâëèâàåòñÿ

(óäâàèâàåòñÿ).

Ñòàäèÿ

êëåòî÷íîãî

öèêëà

Îïèñàíèå

Èíòåðôàçà

Â èíòåðôàçå ïðîèñõîäÿò ïðîöåññû, ñâÿçàííûå

ñ ðîñòîì, ïîäãîòîâêîé êëåòêè ê äåëåíèþ è ðåïëè-

êàöèÿ ÄÍÊ.

Ïðîäîëæèòåëüíîñòü èíòåðôàçû ñîñòàâëÿåò äî 90 %

ïðîäîëæèòåëüíîñòè âñåãî êëåòî÷íîãî öèêëà.

Â äåëÿùèõñÿ êëåòêàõ ýòà ñòàäèÿ êëåòî÷íîãî öèêëà

ìåæäó äâóìÿ ïîñëåäîâàòåëüíûìè ìèòîçàìè.

Â íåäåëÿùèõñÿ êëåòêàõ (íàïðèìåð, íåéðîíàõ) — ýòî

ïåðèîä îò ïîñëåäíåãî ìèòîçà äî ñìåðòè êëåòêè.

Ìèòîç

Ñïîñîá äåëåíèÿ ñîìàòè÷åñêèõ êëåòîê. Â ðåçóëü-

òàòå ìèòîçà îáðàçóþòñÿ äâå äî÷åðíèå êëåòêè,

ïðè÷åì â êàæäîé èç íèõ èìååòñÿ òî÷íî òàêîé æå

íàáîð õðîìîñîì, êàê â ðîäèòåëüñêîé êëåòêå,

òî åñòü îáåñïå÷èâàåòñÿ ðàâíîìåðíîå ðàñïðåäåëå-

íèå õðîìîñîì ìåæäó äâóìÿ äî÷åðíèìè êëåòêàìè.

127

Ãëàâà 5

Äåëåíèå êëåòîê îáåñïå÷èâàåò íåïðåðûâíîå òå÷åíèå

æèçíåííîãî ïðîöåññà.

Ïî ñïîñîáíîñòè äåëèòüñÿ âñå êëåòêè îðãàíèçìà

÷åëîâåêà äåëÿò íà äåëÿùèåñÿ, ñëàáîäåëÿùèåñÿ è íåäåëÿ-

ùèåñÿ.

Íà ðàííåé ñòàäèè ðàçâèòèÿ îðãàíèçìà âñå êëåòêè

ñïîñîáíû ê äåëåíèþ. Â ïðîöåññå ðàçâèòèÿ îðãàíèçìà

âîçíèêàþò ðàçëè÷èÿ ìåæäó êëåòêàìè, è ÷àñòü êëåòîê

óòðà÷èâàåò ñïîñîáíîñòü äåëèòüñÿ. Äèôôåðåíöèðîâàíèå

êëåòîê ïðèâîäèò ê âîçíèêíîâåíèþ ñïåöèàëèçèðîâàííûõ

êëåòîê, èç êîòîðûõ ôîðìèðóþòñÿ ñïåöèàëèçèðîâàííûå

òêàíè è îðãàíû.

×óâñòâèòåëüíîñòü êëåòîê ê èîíèçèðóþùåìó èçëó÷å-

íèþ ðàçëè÷íà, íî âñå îíè íàèáîëåå âîñïðèèì÷èâû ê

äåéñòâèþ èçëó÷åíèÿ (ðàäèî÷óâñòâèòåëüíû) â ïåðèîä

äåëåíèÿ.

Äåëÿùèåñÿ

êëåòêè ìåíåå óñòîé÷èâû ê äåé-

ñòâèþ èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ, ÷åì íåäå-

ëÿùèåñÿ.

Ñëåäîâàòåëüíî, ðàñòóùàÿ òêàíü (â äåòñêîì îðãà-

íèçìå) èëè òêàíü ñ âûñîêîé ñêîðîñòüþ êëåòî÷íîãî

äåëåíèÿ, áîëåå ÷óâñòâèòåëüíû ê äåéñòâèþ èîíèçè-

ðóþùåãî èçëó÷åíèÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ äðóãèìè òêàíÿìè.

Åñëè ïðè îáëó÷åíèè êëåòêè ïðîèñõîäèò íàðóøåíèå

ñòðóêòóðû ìîëåêóëû ÄÍÊ, ìîæåò èçìåíèòüñÿ ãåíåòè-

÷åñêèé êîä. Ýòî ìîæåò ïðèâåñòè ê ïðåêðàùåíèþ ñèí-

òåçà ÐÍÊ èëè ê ïîÿâëåíèþ àíîìàëüíûõ ìîëåêóë ÐÍÊ.

Êëåòêè

Äåëÿùèåñÿ

(äåëåíèå ïðîèñõîäèò

íåïðåðûâíî)

Íåäåëÿùèåñÿ

(äåëåíèå ïðîèñõîäèò íà

ïðîòÿæåíèè îïðåäåëåííîé

÷àñòè æèçíåííîãî öèêëà)

Ñëàáîäåëÿùèåñÿ

(êëåòêè íå ðàçìíîæàþòñÿ â

îáû÷íûõ óñëîâèÿõ, íî ïðè

ïîâðåæäåíèè îðãàíîâ èëè

òêàíåé, â ñîñòàâ êîòîðûõ îíè

âõîäÿò, ñòàíîâÿòñÿ ñïîñîá-

íûìè ê äåëåíèþ)

íåðâíûå êëåòêè

ìûøå÷íûå êëåòêè

êëåòêè ïå÷åíè

êëåòêè ïî÷åê

ïîëîâûå êëåòêè

êëåòêè êîñòíîãî ìîçãà

êëåòêè ýïèòåëèÿ êèøå÷íèêà

Ðàäèî÷óâñòâèòåëü-

íîñòü — ýòî ÷óâñòâè-

òåëüíîñòü áèîëîãè÷åñ-

êèõ îáúåêòîâ ê äåéñò-

âèþ èîíèçèðóþùèõ èç-

ëó÷åíèé. Ìåðîé ðàäèî-

÷óâñòâèòåëüíîñòè ÿâ-

ëÿåòñÿ äîçà îáëó÷åíèÿ,

âûçûâàþùàÿ ãèáåëü

50 % êëåòîê èëè îðãà-

íèçìîâ. ×åì ìåíüøå

òàêàÿ äîçà, òåì áîëåå

ðàäèî÷óâñòâèòåëåí

áèîëîãè÷åñêèé îáúåêò.

Ðàäèî÷óâñòâèòåëüíîñòü

ìíîãîêëåòî÷íûõ îðãà-

íèçìîâ îïðåäåëÿåòñÿ,

â îñíîâíîì, ðàäèî÷óâ-

ñòâèòåëüíîñòüþ èõ êëå-

òîê, â ñëó÷àå ìëåêî-

ïèòàþùèõ — ðàäèî-

÷óâñòâèòåëüíîñòüþ

ñòâîëîâûõ êëåòîê, à

òàêæå êðîâåòâîðíûõ

îðãàíîâ è æåëóäî÷íî-

êèøå÷íîãî òðàêòà.

128

Ãëàâà 5

Òàêèì îáðàçîì, åñëè â ðåçóëüòàòå îáëó÷åíèÿ

ïðîèçîøëî ïîâðåæäåíèå ãåíåòè÷åñêîãî ìàòåðèàëà, íî

êëåòêà ñîõðàíèëà ñïîñîáíîñòü ê ðàçìíîæåíèþ, ýòî

ìîæåò ïðèâåñòè ê ïîÿâëåíèþ èçìåíåííîãî êëåòî÷íîãî

ïîòîìñòâà.

Åñëè êëåòêà íå ñïîñîáíà ðàçìíîæàòüñÿ, ïîâðå-

æäåíèå ãåíåòè÷åñêîãî ìàòåðèàëà ïðèâîäèò ê ãèáåëè

êëåòêè.

Ïåðâè÷íûå ïîâðåæäåíèÿ ÄÍÊ, ëåæàùèå â îñíîâå

ìóòàöèé, ìîãóò ýôôåêòèâíî âîññòàíàâëèâàòüñÿ ñ

ïîìîùüþ ðåïàðàöèîííûõ ñèñòåì êëåòêè.

Ïðîöåññ ðåïàðàöèè ïðîòåêàåò ïðè ó÷àñòèè ôåðìåí-

òàòèâíûõ ñèñòåì êëåòêè. Äëÿ ðåïàðàöèè è ïîä-

äåðæàíèÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòè îñíîâàíèé â ÄÍÊ

ðàñõîäóåòñÿ çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî ýíåðãèè êëåòêè.

Â êëåòêàõ ìëåêîïèòàþùèõ îäèíî÷íûå ðàçðûâû ÄÍÊ

ìîãóò âîññòàíàâëèâàòüñÿ â òå÷åíèå 15 ìèíóò.

Ñòåïåíü ïîâðåæäåíèÿ êëåòêè çàâèñèò îò âåëè÷èíû

ïîãëîùåííîé äîçû è îò åå ðàñïðåäåëåíèÿ âî âðåìåíè.

Ïðè õðîíè÷åñêîì (äëèòåëüíîì) îáëó÷åíèè ñ òàêîé

æå äîçîé íàíîñèìûé êëåòêå óùåðá áóäåò ìåíüøèì.

Îñîáåííî ýòî êàñàåòñÿ äåëÿùèõñÿ êëåòîê.

Ïðè óäâîåíèè (ðåïëèêàöèè) ÄÍÊ ýòè èçìåíåíèÿ íàñëå-

äóþòñÿ. Â ðåçóëüòàòå, ìîãóò ïîÿâëÿòüñÿ êëåòêè ñ èçìå-

íåííîé íàñëåäñòâåííîñòüþ.

Ïîâðåæäåíèÿ ÄÍÊ ìîãóò ïðîÿâëÿòüñÿ â âèäå

ìóòàöèé

— íàñëåäóåìûõ èçìåíåíèé ãåíåòè÷åñêîãî

ìàòåðèàëà îðãàíèçìà, êîòîðûå ïðè ïîñëåäóþùèõ

äåëåíèÿõ ïåðåäàþòñÿ íîâûì îáðàçîâàâøèìñÿ êëåòêàì.

Äàæå ïðè íåçíà÷è-

òåëüíûõ ïîãëîùåí-

íûõ äîçàõ âîçìîæ-

íà ãèáåëü îòäåëüíûõ

êëåòîê. Îäíàêî è

ïðè çàâåäîìî ñìåð-

òåëüíûõ äîçàõ îò-

äåëüíûå

êëåòêè ìî-

ãóò âûæèòü

Ñèëüíî ïîâðåæäåííûå ìîëåêóëû ÄÍÊ òåðÿþò

ñïîñîáíîñòü ê âîññòàíîâëåíèþ. Ïðè ýòîì êëåòêà

óòðà÷èâàåò ñïîñîáíîñòü äåëèòüñÿ è ãèáíåò.

Ïðè êðàòêîâðåìåííîì îáëó÷åíèè êëåòêè ñóùåñò-

âåííûå èçìåíåíèÿ â åå îðãàíîèäàõ íàáëþäàþòñÿ ïðè

÷ðåçâû÷àéíî âûñîêèõ çíà÷åíèÿõ ïîãëîùåííîé äîçû —

äî 10 Ãðåé. Ê ÷èñëó òàêèõ èçìåíåíèé îòíîñÿòñÿ:

• íàðóøåíèå ïðîíèöàåìîñòè ìåìáðàí,

• óãíåòåíèå äûõàíèÿ,

• íåîáðàòèìûå èçìåíåíèÿ ìîëåêóë ÄÍÊ â ÿäðå

êëåòêè.

129

Ãëàâà 5

Åùå â íà÷àëå ÕÕ âåêà ôðàíöóçñêèå èññëåäîâàòåëè

È. Áåðãîíüå è Ë. Òðèáîíäî äîêàçàëè, ÷òî èîíèçèðóþùåå

èçëó÷åíèå òåì ñèëüíåå äåéñòâóåò íà êëåòêè, ÷åì èíòåí-

ñèâíåå îíè äåëÿòñÿ è ÷åì ìåíåå îíè äèôôåðåí-

öèðîâàíû.

Íàðóøåíèÿ ó äåëÿùèõñÿ êëåòîê ìîãóò ïðîÿâëÿòüñÿ

êàê íåïîñðåäñòâåííî ïîñëå îáëó÷åíèÿ,

òàê è ïî

ïðîøåñòâèè çíà÷èòåëüíîãî ïåðèîäà âðåìåíè ïîñëå

îáëó÷åíèÿ.

Óòðàòà êëåòêàìè

ñïîñîáíîñòè ê

ðàçìíîæåíèþ

Îñíîâíàÿ ïðè÷è-

íà ìèòîòè÷åñêîé

ãèáåëè êëåòîê — ïî-

âðåæäåíèå åå õðî-

ìîñîìíîãî àïïàðà-

òà, ïðèâîäÿùåå ê

íàðóøåíèþ ñèíòåçà

ÄÍÊ.

Ïðè áîëüøîé äîçå

îáëó÷åíèÿ, ðàâíîé

1 Ãð, â êàæäîé êëåò-

êå ÷åëîâåêà âîç-

íèêàåò äî 1000 îä-

íîíèòåâûõ è äî 100

äâóíèòåâûõ ðàçðû-

âîâ.

Ãèáåëü êëåòîê â

èíòåðôàçå äî

âñòóïëåíèÿ â

ìèòîç

Äëÿ áîëüøèíñòâà

ñîìàòè÷åñêèõ êëå-

òîê ÷åëîâåêà ãèáåëü

êëåòîê â èíòåðôàçå

ðåãèñòðèðóåòñÿ ïî-

ñëå îáëó÷åíèÿ ïðè

äîçå â äåñÿòêè è ñî-

òíè Ãðåé.

Ëèìôîöèòû,

îòíîñÿùèåñÿ ê ðà-

äèî÷óâñòâèòåëüíûì

êëåòêàì, ãèáíóò ïðè

çíà÷èòåëüíî ìåíü-

øèõ äîçàõ.

Ðàäèàöèîííûé áëîê

ìèòîçîâ

Ìèòîòè÷åñêàÿ

(ðåïðîäóêòèâíàÿ)

ãèáåëü êëåòîê

Èíòåðôàçíàÿ

ãèáåëü êëåòîê

Âîçìîæíûå âèäû ðåàêöèè êëåòîê íà îáëó÷åíèå

Âðåìåííàÿ çàäåðæêà äåëåíèÿ

êëåòêè

Äëèòåëüíîñòü çàäåðæêè çàâèñèò îò

âåëè÷èíû ïîãëîùåííîé äîçû. Íà

êàæäûé Ãðåé ïîãëîùåííîé äîçû

êëåòêà îòâå÷àåò çàäåðæêîé ìèòîçà íà

1 ÷àñ. Ñ óâåëè÷åíèåì äîçû îáëó÷åíèÿ

óâåëè÷èâàåòñÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü

äåëåíèÿ êàæäîé êëåòêè. Äëèòåëü-

íîñòü èíòåðôàçû óâåëè÷èâàåòñÿ, ÷òî

ñîçäàåò áëàãîïðèÿòíûå óñëîâèÿ äëÿ

ðàáîòû ñèñòåìû âîññòàíîâëåíèÿ

ÄÍÊ.

Â òî æå âðåìÿ çàäåðæêà äåëåíèÿ

ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî êëåòêè, íàõî-

äèâøèåñÿ ïðè îáëó÷åíèè â èíòåð-

ôàçå, íå äåëÿòñÿ â íóæíûé ìîìåíò.

Ïðè íàñòóïëåíèè ôàçû ìèòîçà

÷àñòü êëåòîê íå ñïîñîáíà ðàçäå-

ëèòüñÿ. Â ðåçóëüòàòå, îáúåì êëåòî÷-

íîãî ìàòåðèàëà óâåëè÷èòñÿ, è îáðà-

çóþòñÿ ãèãàíòñêèå êëåòêè. Èç-çà

íàðóøåíèÿ ìåõàíè÷åñêîé ïðî÷íîñòè

ìåìáðàí è èçìåíåíèÿ ïèòàíèÿ îíè,

êàê ïðàâèëî, ãèáíóò.

Äðóãàÿ ÷àñòü îáëó÷åííûõ êëåòîê,

âñòóïèâ â ôàçó ìèòîçà, ñïîñîáíà

äåëèòüñÿ. Îäíàêî ïîñëå êàæäîãî

ïðîöåññà äåëåíèÿ ÷àñòü êëåòîê ìîæåò

ïîãèáàòü. ×åì áîëüøå ìèòîçîâ, òåì

áîëüøå ÷èñëî ïîãèáøèõ êëåòîê.

Êëåòêè, êîòîðûå ñîõðàíèëè ñïî-

ñîáíîñòü ê äåëåíèþ ïîñëå 5 è áîëåå

äåëåíèé, ñ÷èòàþò âûæèâøèìè.

130

Ãëàâà 5

Â öåëîì, ñòåïåíü âîçäåéñòâèÿ èîíèçèðóþùåãî

èçëó÷åíèÿ íà êëåòêè çàâèñèò îò:

• äèôôåðåíöèðîâàííîñòè êëåòîê,

• ñïîñîáíîñòè êëåòîê ê äåëåíèþ,

• âèäà è ýíåðãèè èçëó÷åíèÿ,

• ïðîäîëæèòåëüíîñòè îáëó÷åíèÿ,

• ñîñòîÿíèÿ ñèñòåìû ðåïàðàöèè ÄÍÊ,

• àêòèâíîñòè ôåðìåíòîâ, ïåðåðàáàòûâàþùèõ

ïðîäóêòû ðàäèîëèçà,

• èíòåíñèâíîñòè îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûõ

ïðîöåññîâ.

Ãðóïïû êëåòîê â ìíîãîêëåòî÷íîì îðãàíèçìå,

ñõîäíûå ïî ïðîèñõîæäåíèþ, ñòðîåíèþ è ôóíêöèÿì,

âìåñòå ñ ìåæêëåòî÷íûì âåùåñòâîì îáðàçóþò òêàíè.

Ó ÷åëîâåêà âûäåëÿþò ÷åòûðå òèïà òêàíåé: ýïèòå-

ëèàëüíûå, ñîåäèíèòåëüíûå, ìûøå÷íûå è íåðâíàÿ. Òêàíè

îáðàçóþò îðãàíû (ñåðäöå, ïî÷êè, ïå÷åíü, æåëóäîê

è ò. ä.). Êëåòêè, âõîäÿùèå â ñîñòàâ òêàíè èëè îðãàíà,

çàâèñèìû äðóã îò äðóãà è îò îêðóæàþùåé ñðåäû.

Ñèñòåìû îðãàíîâ (ñêåëåòíàÿ, ïèùåâàðèòåëüíàÿ,

êðîâåòâîðíàÿ è äð.) îáåñïå÷èâàþò æèçíåäåÿòåëüíîñòü

îðãàíèçìà.

Ðåàêöèÿ òêàíè, îðãàíà èëè ñèñòåìû îðãàíîâ ÷åëî-

âåêà íà ðàäèàöèîííîå âîçäåéñòâèå çàâèñèò îò íàðó-

øåíèé, ïîÿâëÿþùèõñÿ â êëåòêàõ, èç êîòîðûõ îíè

ïîñòðîåíû. Îäíàêî ðåàêöèÿ íà äåéñòâèå èîíèçèðóþùåãî

èçëó÷åíèÿ íå ñâîäèòñÿ òîëüêî ê ñóììå ýôôåêòîâ,

âîçíèêàþùèõ ïðè îáëó÷åíèè êëåòîê. Âåëè÷èíà îáëó÷à-

åìîãî ó÷àñòêà òåëà, îñîáåííîñòè åãî ñòðîåíèÿ è ôóíê-

öèîíèðîâàíèÿ, èíòåíñèâíîñòü êðîâîîáðàùåíèÿ

è äðóãèå ôàêòîðû òàêæå âëèÿþò íà ðàäèî÷óâñòâè-

òåëüíîñòü òêàíè, îðãàíà èëè ñèñòåìû îðãàíîâ.

Òàêèì îáðàçîì, â ðåçóëüòàòå îáëó÷åíèÿ êëåòêè

âîçìîæíû ñëåäóþùèå âàðèàíòû:

• ïîëíîå âûæèâàíèå êëåòêè áåç âñÿêèõ ïîñëåäñòâèé,

• ñîõðàíåíèå æèâîé, íî èçìåíåííîé êëåòêè,

• ãèáåëü êëåòêè.

Îðãàí — ýòî ÷àñòü

æèâîòíîãî èëè ðàñ-

òèòåëüíîãî îðãà-

íèçìà, èìåþùàÿ

îïðåäåëåííóþ

ôîðìó, ñòðîåíèå,

ìåñòîïîëîæåíèå

â îðãàíèçìå è âû-

ïîëíÿþùàÿ îïðå-

äåëåííóþ ôóíê-

öèþ. Îáû÷íî â ñî-

ñòàâ îðãàíà âõî-

äèò íåñêîëüêî òêà-

íåé, îäíà èç êîòî-

ðûõ ÿâëÿåòñÿ îñ-

íîâíîé. Â êàæäîì

îðãàíå æèâîòíîãî

îðãàíèçìà èìååòñÿ

íåðâíàÿ òêàíü

(íåðâíûå îêîí÷à-

íèÿ) è êðîâåíîñ-

íûå ñîñóäû.

5.3. Äåéñòâèå èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ

íà òêàíè, îðãàíû è ñèñòåìû îðãàíîâ