Радіорезистентні організми

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Радіорезистентні організми — організми, що мешкають в середовищах з дуже високим рівнем іонізуючого випромінювання.

Всупереч усталеній думці, багато організмів володіють вражаючою радіорезистентністю. Наприклад, у ході вивчення навколишнього середовища, рослин і тварин в районі аварії на Чорнобильській АЕС було відкрито, що, незважаючи на високий рівень радіації, багато видів абсолютно непередбачувано вижили.

Бразильські дослідження пагорба в штаті Мінас-Жерайс з природним високим рівнем радіації через поклади урану також показали безліч радіорезистентних комах, червів і рослин[1][2].

Деякі екстремофіли, такі як бактерія Deinococcus radiodurans і тихоходки здатні витримати найвищу дозу іонізуючого випромінювання близько 5000 Грей[3][4][5].

Набута радіорезистентність[ред.ред. код]

Радіорезистентність можна викликати, піддаючи досліджуваний об'єкт невеликим дозам іонізуючого випромінювання. У декількох роботах був описаний такий ефект у дріжджів, бактерій, найпростіших, водоростей, рослин і комах, а також in vitro клітин ссавців і людини, лабораторних тварин. При цьому активується декілька клітинних радіозахисних механізмів, таких як зміна рівня деяких цитоплазматичних та ядерних білків, підвищена експресія генів, репарація ДНК та інші процеси.

Багато організмів володіють механізмами самовідновлення, що активуються при дії радіації при деяких умовах. Два таких процеси самовідновлення у людей описані нижче.

Devair Alves Ferreira отримав велику дозу (7,0 Гр) у ході радіоактивного зараження в Гоянії і жив, в той час як його дружина, яка отримала дозу 5,7 Гр, померла. Найбільш вірогідним поясненням цього є те, що свою дозу він отримав невеликими частинами, одержуваними протягом тривалого часу, тоді як його дружина більше знаходилася в будинку і піддавалася тривалій радіації без перерви, даючи механізмам самовідновлення в її тілі менше часу, щоб відновити завдану радіацією шкоду . Також деякі люди, які працювали в підвалах Чорнобиля, отримали дози до 10 Гр, однак вони отримували їх невеликими частинами, тому гострої дії радіація не мала.

В експериментах з радіобіології було відкрито, що чим більша доза радіації, якою опромінюють групу клітин, тим менше число клітин, що вижили. Крім того, було встановлено, що, якщо опромінювати радіацією клітини, які тривалий час не перебували під її впливом, то радіація менш здатна викликати клітинну загибель. Людське тіло містить безліч типів клітин, і відмирання однієї тканини в життєво важливому органі призводить до його смерті. Багато швидких смертей від радіації (від 3 до 30 днів) відбуваються через втрати клітин, що утворюють клітини крові (кістковий мозок), і клітин травної системи, що формують стінку кишечника.

На наведеному нижче графіку дуга доза / виживання для гіпотетичної групи клітин намальована для випадків, коли клітини мали чи не мали часу для відновлення. Крім часу на відновлення від радіації клітини цих двох груп перебували в однакових умовах.

Effectofselfrepairrus.png

Спадкова радіорезистентність[ред.ред. код]

Достеменно встановлено, що радіорезистентність може задаватися генетично і передаватися спадково принаймні у деяких організмів. Heinrich Nöthel, генетик з Вільного університету Берліна, створив найбільш велику роботу по радіорезистентним мутаціям, використовуючи звичайну плодову мушку Drosophila melanogaster, в серії з 14 публікацій.

Радіорезистентність в радіаційній онкології[ред.ред. код]

Термін «радіорезистентність» іноді використовується в медицині (онкологія) для ракових клітин, що погано усуваються радіотерапією. Радіорезистентні клітини можуть як самі володіти цією властивістю, так і виробляти її у відповідь на радіотерапію.

Радіорезистентність у різних організмів[ред.ред. код]

У наведеній нижче таблиці дані відомості про радіорезистентність у різних видів. Між даними, отриманими в різних експериментах, існують великі відмінності, так як число використовуваних зразків невелике, крім того, іноді неможливо проконтролювати середовище, в якому отримувалися дані (наприклад, дані для людини були взяті за результатами бомбардування Хіросіми і Нагасакі).

Летальна доза радіації, Гр
Організм Летальна доза LD50 LD100 Клас/царство
Собака   3.5 (LD50/30 days)[6]   Ссавці
Людина 4-10[7] 4.5[8] 10[9] Ссавці
Щур   7.5   Ссавці
Миша 4.5-12 8.6-9   Ссавці
Кролик   8 (LD50/30 days)[6]   Ссавці
Черепаха   15 (LD50/30 days)[6]   Рептилії
Золота рибка   20 (LD50/30 days)[6]   Риби
Escherichia coli 60   60 Бактерії
Прусак рудий   64[7]   Комахи
Молюск   200 (LD50/30 days)[6]   -
Плодова мушка 640[7]     Комахи
Амеба   1000 (LD50/30 days)[6]   -
Браконідові 1800[7]     Комахи
Milnesium tardigradum 5000[10]     Eutardigrade
Deinococcus radiodurans 15000[7]     Бактерії
Thermococcus gammatolerans 30000[7]     Археї

LD50 — середня летальна доза, тобто доза, що вбиває половину організмів в експерименті;
LD100 — летальна доза, що вбиває всіх організмів в експерименті[11].

Примітки[ред.ред. код]

  1. Radioresistance of a natural population of Drosophila willistoni living in a radioactive environment. // Mutation research, 19 (1973) (3) С. 325–9. — DOI:10.1016/0027-5107(73)90233-9. — PMID:4796403.
  2. Induction by physical and chemical agents of mutations for radioresistance in Saccharomyces cerevisiae // Mutation research, 2 (1965) (5) С. 403–12. — DOI:10.1016/0027-5107(65)90052-7. — PMID:5878261.
  3. Moseley BEB, Mattingly A Repair of irradiated transforming deoxyribonu- cleic acid in wild type and a radiation- sensitive mutant of Micrococcus radiodu- rans // J. Bacteriol, 105 (1971) (3) С. 976–83. — PMID:4929286.
  4. Murray RGE. 1992. The family Deino- coccaceae. In The Prokaryotes, ed. A Ballows, HG Truper, M Dworkin, W Harder, KH Schleifer 4:3732-44. New York: Springer-Verlag
  5. Ito H, Watanabe H, Takeshia M, Iizuka H Isolation and identification of radiation-resistant cocci belonging to the genus Deinococcus from sewage sludges and animal feeds. Agric // Biol. Chem., 47 (1983) С. 1239–47.
  6. а б в г д е Radiochemistry and Nuclear Chemistry, G. Choppin, J-O. Liljenzin and J. Rydberg, edition three, page 481, ISBN 0-7506-7463-6
  7. а б в г д е «Cockroaches & Radiation». Архів оригіналу за 2012-09-30. Процитовано 2006-05-13. 
  8. «Radiation Notes: Radiation Damage and Dose Measurement». Архів оригіналу за 2012-09-30. Процитовано 2006-05-13. 
  9. «CDC Radiation Emergencies, Acute Radiation Syndrome: A Fact Sheet for Physicians». Архів оригіналу за 2012-09-30. 
  10. Horikawa DD, Sakashita T, Katagiri C, Watanabe M, Kikawada T, Nakahara Y, Hamada N, Wada S, Funayama T, Higashi S, Kobayashi Y, Okuda T, Kuwabara M. Radiation tolerance in the tardigrade Milnesium tardigradum // International Journal of Radiation Biology, 82 (2006) (12) С. 843–8. — DOI:10.1080/09553000600972956. — PMID:17178624.
  11. Р. Г. Госманов, А. К. Галиуллин, А. Х. Волков, А. И. Ибрагимова. {{{Заголовок}}}. — 1500 прим.