Радиочувствительность клетки на разных стадиях жизненного цикла

Разнообразные луче­вые реакции клетки (задержка митоза, индукция хромосомных аберраций, угнетение синтеза ДНК и др.) выражены в разной степени и зависят от стадии ее жизненного цикла.

Вероятность летального исхода для облученной клетки определя­ется совокупностью многих факторов и процессов, а реализация последних в свою очередь зависит от ряда условий, в которых пре­бывает клетка в момент облучения.

Т. Терасимой и Г.Д. Толмачем в 1963г. был предложен способ синхрониза­ции культур клеток – выделения монослоя митотических клеток, синхронно продвигающихся по циклу, последовательно проходя все фазы. Выживаемость таких клеток при облучении их в разное время после по­сева закономерно меняется, что свидетельствует о различии в радиочувствительности отдельных стадий (рис. 6.).

Рис. 6. Радиочувствительность клеток на разных стадиях цикла (Ярмоненко, 1984)

Самыми ра­диочувствительными клетки оказываются во время митоза. При облучении в начале периода G₁ выживаемость оказывается в 5 раз большей, резко падает при облучении клеток в фазе S и снова воз­растает при облучении в конце S-периода, превышая выживаемость митотических клеток в 10 раз. У клеток, облученных в пери­оде G₂, выживаемость постепенно снижается.

В обычной асинхронной популяции клетки мо­гут быть подразделены на ряд субпопуляций с разной радиочув­ствительностью. Зная чувствительность клеток на разных фазах цикла и долю клеток в каждой из этих фаз, можно рассчитать ра­диочувствительность всей популяции. Следовательно, радиочувствительность ткани или клеточной популяции может быть изме­нена рядом факторов, меняющих распределение клеток по стадиям цикла (такое воздействие называется синхронизацией), даже если чувствительность самих клеток при этом не меняется. Различия в радиочувствительности отдельных фаз цикла выражены в раз­ной степени при разных дозах излучения. Например, при дозе 12 Гр выживаемость клеток, облученных на стадиях S и G₁, разли­чается в 15 раз, а при дозе 3 Гр - всего в полтора раза (рис 7.).

Рис. 7. Кривые выживаемости клеток при облучении на разных стадиях цикла (Ярмоненко, 1984).

При переходе от митотических клеток к клеткам на стадии S-периода способность к репарации возрастает - увеличиваются плечо и экстраполяционное число n и снижается радиочувствитель­ность - уменьшается наклон кривой выживания и соответственно увеличивается D₀. Различия в радиочувствительности сильно увеличиваются с возрастанием дозы излучения.

В тканях взрослого организма значительная часть клеток нахо­дится вне цикла, в фазе покоя, потенциально сохра­няя способность к пролиферации. При гибели части клеточной по­пуляции такие покоящиеся клетки могут вступить в цикл и слу­жить основой репопуляции.