Радиорезистентные организмы


Радиорезистентные организмы

Радиорезисте́нтные органи́змыорганизмы, обитающие в средах с очень высоким уровнем ионизирующего излучения.

Вопреки устоявшемуся мнению, многие организмы обладают поразительной радиорезистентностью. К примеру, в ходе изучения окружающей среды, растений и животных в районе аварии на Чернобыльской АЭС было открыто, что, несмотря на высокий уровень радиации, многие виды совершенно непредсказанно выжили. Бразильские исследования холма в штате Минас-Жерайс с природным высоким уровнем радиации из-за залежей урана также показали множество радиорезистентных насекомых, червей и растений[1][2]. Некоторые экстремофилы, такие как бактерия Deinococcus radiodurans и тихоходки способны выдержать высочайшую дозу ионизирующего излучения порядка 5000 Гр[3][4][5].

Содержание

Приобретённая радиорезистентность

Радиорезистентность можно вызвать, подвергая изучаемый объект небольшим дозам ионизирующего излучения. В нескольких работах был описан такой эффект у дрожжей, бактерий, протистов, водорослей, растений и насекомых, а также in vitro клетках млекопитающих и человека, лабораторных животных. При этом активируется несколько клеточных радиозащитных механизмов, таких как изменение уровня некоторых цитоплазматических и ядерных белков, повышенная экспрессия генов, репарация ДНК и другие процессы.

Многие организмы обладают механизмами самовосстановления, активирующиеся при подвергании действию радиации при некоторых условиях. Два таких процесса самовосстановления у людей описаны ниже.

Devair Alves Ferreira получил большую дозу (7,0 Гр) в ходе радиоактивного заражения в Гоянии и жил, в то время как его жена, получившая дозу 5,7 Гр, умерла. Наиболее вероятным объяснением этого является то, что свою дозу он получил небольшими частями, получаемыми в течение длительного времени, тогда как его жена больше находилась в доме и подвергалась продолжительной радиации без перерыва, давая механизмам самовосстановления в её теле меньше времени, чтобы восстановить нанесённый радиацией вред. Точно также некоторые люди, работавшие в подвалах Чернобыля, получили дозы до 10 Гр, однако они получали их небольшими частями, поэтому острого действия радиация не имела.

В экспериментах по радиобиологии было открыто, что чем больше доза радиации, которой облучают группу клеток, тем меньше число выживших клеток. Кроме того, было установлено, что, если облучать радиацией клетки, длительное время не пребывавшие под её воздействием, то радиация менее способна вызвать клеточную гибель. Человеческое тело содержит множество типов клеток, и отмираение одной ткани в жизненно важном органе приводит к его смерти. Многие быстрые смерти от радиации (от 3 до 30 дней) происходят из-за утраты клеток, образующих клеток крови (костный мозг), и клеток пищеварительной системы, формирующих стенку кишечника.

На приведённом ниже графике дуга доза/выживаемость для гипотетической группы клеток нарисована для случаев, когда клетки имели или не имели времени для восстановления. Кроме времени на восстановление от радиации клетки этих двух групп находились в одинаковых условиях.

Effectofselfrepairrus.png

Наследственная радиорезистентность

Точно установлено, что радиорезистентность может задаваться генетически и передаваться по наследству по крайней мере у некоторых организмов. Heinrich Nöthel, генетик из Свободного университета Берлина, создал наиболее обширную работу по радиорезистентным мутациям, используя обычную плодовую мушку Drosophila melanogaster, в серии из 14 публикаций.

Радиорезистентность в радиационной онкологии

Термин «радиорезистентность» иногда используется в медицине (онкология) для раковых клеток, плохо устраняемых радиотерапией. Радиорезистентные клетки могут как сами обладать этим свойством, так и вырабатывать его в ответ на радиотерапию.

Радиорезистентность у различных организмов

В приведённой ниже таблице даны сведения о радиорезистентности у различных видов. Между данными, полученными в различных экспериментах, существуют большие различия, так как число используемых образцов невелико, кроме того, иногда невозможно проконтролировать среду, в которой брались данные (к примеру, данные для человека были взяты по результатам бомбардировки Хиросимы и Нагасаки).

Летальная доза радиации, Гр
Организм Летальная доза LD50 LD100 Класс/царство
Собака   3.5 (LD50/30 дней)[6]   Млекопитающие
Человек 4-10[7] 4.5[8] 10[9] Млекопитающие
Крыса   7.5   Млекопитающие
Мышь 4.5-12 8.6-9   Млекопитающие
Кролик   8 (LD50/30 дней)[6]   Млекопитающие
Черепаха   15 (LD50/30 дней)[6]   Рептилии
Золотая рыбка   20 (LD50/30 дней)[6]   Рыбы
Escherichia coli 60   60 Бактерии
Рыжий таракан   64[7]   Насекомые
Моллюск   200 (LD50/30 дней)[6]   -
Плодовая мушка 640[7]     Насекомые
Амёба   1000 (LD50/30 days)[6]   -
Бракониды 1800[7]     Насекомые
Milnesium tardigradum 5000[10]     Eutardigrade
Deinococcus radiodurans 15000[7]     Бактерии
Thermococcus gammatolerans 30000[7]     Археи

LD50 — средняя летальная доза, т.е. доза, убивающая половину организмов в эксперименте;
LD100 — летальная доза, убивающая всех организмов в эксперименте[11].

Примечания

  1. (1973) «Radioresistance of a natural population of Drosophila willistoni living in a radioactive environment.». Mutation research 19 (3): 325–9. DOI:10.1016/0027-5107(73)90233-9. PMID 4796403.
  2. (1965) «Induction by physical and chemical agents of mutations for radioresistance in Saccharomyces cerevisiae». Mutation research 2 (5): 403–12. DOI:10.1016/0027-5107(65)90052-7. PMID 5878261.
  3. Moseley BEB, Mattingly A (1971). «Repair of irradiated transforming deoxyribonu- cleic acid in wild type and a radiation- sensitive mutant of Micrococcus radiodu- rans». J. Bacteriol 105 (3): 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 (1983). «Isolation and identification of radiation-resistant cocci belonging to the genus Deinococcus from sewage sludges and animal feeds. Agric». Biol. Chem. 47: 1239–47.
  6. 1 2 3 4 5 6 Radiochemistry and Nuclear Chemistry, G. Choppin, J-O. Liljenzin and J. Rydberg, edition three, page 481, ISBN 0-7506-7463-6
  7. 1 2 3 4 5 6 Cockroaches & Radiation. Архивировано из первоисточника 30 сентября 2012. Проверено 13 мая 2006.
  8. Radiation Notes: Radiation Damage and Dose Measurement. Архивировано из первоисточника 30 сентября 2012. Проверено 13 мая 2006.
  9. CDC Radiation Emergencies, Acute Radiation Syndrome: A Fact Sheet for Physicians. Архивировано из первоисточника 30 сентября 2012.
  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. (2006). «Radiation tolerance in the tardigrade Milnesium tardigradum». International Journal of Radiation Biology 82 (12): 843–8. DOI:10.1080/09553000600972956. PMID 17178624.
  11. Р. Г. Госманов, А. К. Галиуллин, А. Х. Волков, А. И. Ибрагимова. Микробиология. — 2011. — С. 241. — 494 с. — 1500 экз.

Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Радиорезистентные организмы" в других словарях:

  • Металлотолерантные организмы — Металлотолерантные организмы  тип экстремофилов, организмы, способные обитать в окружающей среде с высокими концентрациями тяжелых металлов и их солей. Металлотолерантные организмы могут быть найдены в окружающей среде, содержащей мышьяк,… …   Википедия

  • Термофилы — Термофильные организмы, термофилы (от др. греч …   Википедия

  • Тихоходки — Тихоходка из класса Eutardigrada, длина тела всего 200 микрон …   Википедия

  • Ксерофилы — Ксерофилы  (от др. греч. ξερός  сухой и φιλέω  люблю)  тип экстремофилов, организмы обитающие в условиях крайне низкой влажности, и не переносящие высокую влажность. Данные организмы способны переносить высокую сухость воздуха …   Википедия

  • Осмофилы — (от осмос и др. греч. φιλέω  люблю)  тип экстремофилов: организмы, способные существовать в субстрате с высоким осмотическим давлением. Однако организмы осмофилы приурочены к определённому местообитанию не столько в зависимости от… …   Википедия

  • Гипертермофилы — Methanopyrus kandleri выживает и размножается при 122 °C Гипертермофилы организмы, растущие и размножающиеся при экстремально высоких температурах свыше 60 °C. Оптимальная температура для существования гипертермофилов более 80 °C.… …   Википедия

  • Криозои — Криозои  экстремофильные организмы, выживающие в продолжительные периоды с температурой ниже 0 °C. Культуры бактерий и сперматозоидов обычно консервируются в жидком азоте при −196 °C, а нематода Panagrolaimus davidi выживает,… …   Википедия

  • Эндолиты — организмы (археи, бактерии, грибы, лишайники, водоросли, амёбы), которые обитают внутри камней, кораллов, раковин животных или в порах между частицами камня. Многие являются экстремофилами и живут в местах, поначалу кажущихся негостеприимными для …   Википедия

  • Экстремофилы — Яркие цвета Большого призматического источника в национальном парке Йеллоустон это результат жизнедеятельности термофилов Экст …   Википедия

  • Ацидофилы — (от лат. acidus кислый + др. греч. φιλέω  люблю) тип экстремофилов, организмы обитающие в условиях высокой кислотности. Некоторые жгутиковые и коловратки могут развиваться в массовых количествах в сфагновых болотах при рН воды до 3,8 и… …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.