חשיבות ביולוגית של קרינת Chromosomal Aberrations

קרינה מייננת היא סכנה סביבתית ורפואה מתפשטת, כאשר תאים חיים נחשפים, האנרגיה המופקדת יכולה לשבור את עמוד השדרה של סוכר עדפט של DNA.אם הפסקות אלה אינן תוקנו נכון, הן הופכות גלויות תחת מיקרוסקופ כסידורים מבניים של כרומוזומים: FLT:0radiation-Fradiation-resomation-aberations אלה הן רק יותר מאשר זיהומים ביולוגיים של סרטן, הן יכולות לשנות את הקרנות גרעיניות, והן מאפקטיביות, הן יכולות להיות מועילות של סרטן, והן מאפקטיביות, הן יכולות להיות מסוגלות של סרטן, והן מאפקטיות, הן רק מאפקטיביות של בדיקות DNA.

מה הם קיצורי דם?

אברממים כרוניים הם שינויים במבנה הרגיל או במספר כרומוזומים.קרינה גורמת בעיקר לבלוטות מבניות, אשר ניתן לסווגן לשני סוגים עיקריים:

(ב) כרומוזומים דיצנטריים:0 (לא-מעצורים): כרומוזומים דיצנטריים, שברים ממוקדים וטבעות.אלה קטלניים לתאי כי הם מונעים הפרדה נאותה במהלך המיטוזיס.
(ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

התבנית הספציפית של אברים תלויה במינון הקרינה, איכות (למשל, קרני גמא לעומת חלקיקי אלפא), ואת שלב מחזור התא בחשיפה.לדוגמה, קרינה גבוהה (חלקיקי אלפא, נויטרונים) מייצרת נזק מורכב יותר, מקובע יותר מאשר נמוך-LET (X-rays, gamma קרני).

מכניזם של נזקי DNA הנגרמים על ידי קרינה

קרינה פוגעת ב-DNA באמצעות שני מסלולים עיקריים:

המונחים:

פוטונים באנרגיה גבוהה או חלקיקים ישירות ionize אטומים ב- DNA helix, שוברים אג"ח קוהנדסי.זה יוצר הפסקות חד-פעמיות (SSBs) ופריצה כפולה (DSBs) הם מסוכנים ביותר כי שני סטרנדים של התבנית הם חמורים - אין סטרואנט משלים שלם כדי להנחות תיקון מדויק.

נזק עקיף באמצעות Reactive Oxygen Species

קרינה גם מקרינה מולקולות מים בסביבה התאית, ומייצרת רדיקלים הידרוקסיל תגובתיים מאוד (OH), superoxide (O2-), מימן peroxide (H2O2). מינים אלה מקצרים ומבסיסי DNA תוקפים ובסיסי ה- DNA ו- DNA, מה שגורם לשינויים בבסיס, SSBs, ו-Slessssquaded les.

Misrepair ו- Aberration Formation

תאים מנסים לתקן DSBs באמצעות שני מסלולים עיקריים: לא הומוגני מקצה להצטרף (NHEJ) ותיקון מחדש הומולוגי (HR) NHEJ פעיל לאורך כל מחזור התא אבל הוא שגיאה-prone.אם שני DSBs שוכבים יחד, NHEJ עשוי להצטרף בטעות לסימני הלא נכונים, יצירת כרומוזומים דיצנטריים, מעברים, או דה- HR, פעיל רק בתבנית SHEG2G2G עדיין יכול להצטרף בטעות להצטרף לסינר מדויק יותר - אך ורק שימוש מדויק יותר - אך ורק כ-הוא יכול להיות יעיל יותר נכון יותר - אך ורק כ-S.

ארועים ביולוגיים ברמת התא

מוות תאים ואפופטוקוזיס

אברמדומים בלתי אפשריים (כרומוזומים אקסצנטריים, שברים ממוקדים) בדרך כלל מובילים לאסטרופה מיטוטית.התא עובר אפופטוזיס או נקבוביות, הסרת תאים פגומים.זה מועיל למניעת התפשטות מוטציות אבל יכול לגרום נזק רקמות אם תאים רבים מדי מתים, במיוחד איברים רגישים רדיו כמו מח עצם ואפיליום מעיים.

חוסר יכולת

ניתן להעביר את הגנום המאורגן יותר ויותר לא יציב - תופעה בשם FLT:0) מחסומי מחזור תאיים ניתן להעביר.בOver חטיבות עוקבות, הגנום המאורגן הופך להיות יותר ויותר לא יציב - תופעה הנקראת FLT:0radiation-MogenomiccityFLT:1 . . . ⁇ חדש, aberrations חדש, amplifications גן amplifications, ו aneuploidy להתעורר באופן ספונטני, זמן רב לאחר החשיפה הראשונית.

תוצאות חיפוש

לא כל התאים צריכים להיות להיט ישיר.תאים מעודיים יכולים לשלוח אותות דרך צומת פער או לשחרר גורמים כל כךלוליים (למשל, ציטוקינסים, מינים חנקן תגובתי) אשר גורמים נזקי DNA בתאים שכנים, שאינם רשומים - תופעה המכונה FLT:0bystander EffectFLT:1 .

השלכות על בריאות האדם ומחלות

התפתחות סרטן

הראיות החזקות ביותר המקשרות את ההתרעות המושרה לקרינת סרטן אנושי מגיעות ממחקרים ציטטוגניים על גידולים.סרטן רבים מאופיין על ידי מעברים ספציפיים המפעילים עלונים או מדכאי גידול לא יעילים.

(FLT:0) chronic myeloid לוקמיה (CMLura): 1 כרומוזום פילדלפיה הוא מעבר הדדי t(9;22)(q34;q34;q11) שיוצר את ה- BCR-ABL1 היתוך עלcogene.זהו סימן ההיכר של CML וניתן להגרם על ידי חשיפה לקרינה.
(FLT:0) ,Acute myeloid leukemia (AMLrea): מעברים 1 ל- MLL על כרומוזום 11q23 נפוצים לאחר טיפול עם מעכבי Topoisomerase II (סוכן קרינה-mimetic) או לאחר חשיפה לקרינת יון.
(FLT:0) גידולי בידוד: FLT:1ure אובדן של heterozygosity ב גידול מדכא או loci (למשל, TP53, RB1) לעתים קרובות כרוך בסטיות הנגרמות קרינה.בסרטן בלוטת התריס לאחר התאונה צ'רנוביל, RET /PTC אחוריים נצפו בתדר גבוה.

מחקרים אפידמיולוגיים של ניצולי פצצה אטומית, עובדים גרעיניים, וחולים שקיבלו טיפול בעקביות מראים מינון ליניארי עבור סרטן מוצק ביותר ולוקמיה, עם המדרונות עולה במינונים גבוהים יותר.התרמיות הכרומוזומליות שנצפו לימפוציטים דם היקפיים משמשים כ-FLT:0biomarker של חשיפה קודמת לקרינה FLT1 וניתן לחזות שנים מאוחר יותר סרטן.

הפרעות גנטיות ב Offspring

חשיפה לקרינת תאי הגרזן (ספירם או ביצה) יכולה לייצר אברממים כרומוזומליים שניתן להעלותם שגורמים למחלות גנטיות בדור הבא. בעוד הסיכון נמוך יחסית במינונים סביבתיים טיפוסיים, מחקרים בבעלי חיים ונתונים של ניצולי הפצצה האטומית מצביעים על עלייה:

תסמונת ה-FLT:0 (trisomy 21): ארועים שאינם מניסיוניים עשויים להיות מופעלים על ידי נזק שנגרם קרינה לספיןידל meiotic או על ידי סידורים chroomal כי הם נוטים לטעון שגוי.
תסמונת LT:0Cri-du-chat: FIRLT:1 [A deletion on the short Arm ofכרומוזום 5 (p-) קרינה איתנה יכולה לגרום למחיקה זו ישירות.
(FLT:0) כרומוזום מיני אנפלודיות: FIRLT:1 , XYYY ותסמונת טרנר היו קשורים לחשיפה לקרינה בתאי ג'רם אבהנטיים.

בנוסף להפרעות מבניות, קרינה יכולה גם לגרום להפרעות הדפסה:0 (התיקים של מחסנים):1 אם האזור הפגום מכיל גנים מוטבעים (למשל, פראדר-ויילי, תסמונת אנג'למן).

השפעות בריאות לא סרטן

מעבר לסרטן והפרעות גנטיות, אברימוסיום תורמים:

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) [15] מחלת הקרופולוסקולרי: 1FLT:1 Inflamed, תאים אנדוטאליים עם אמברגו הנגרמת קרינה עלולים לקדם טרשת עורקים.
(FLT:0)Neurodegeneration:FLT:1 Neurons with unrepaired DSBs יכול לעבור אפופטוזיס, המוביל לירידה קוגניטיבית לאחר חשיפה גבוהה של אלה (למשל, טיפול רדיו עבור גידולי מוח).

אמצעי הגנה ואמצעי נגד

הבנת המנגנונים של היווצרות אברריזציה מאפשרת לנו לעצב אסטרטגיות הגנה טובות יותר.

הגנה פיזית והגבלות

ההגנה היעילה ביותר היא למנוע נזק להתרחשות.עקרון אלARA (כפי שנמוך ככל הנראה אמין) הוא מאולץ בכל מתקני הקרינה.מגן עם מוביל, בטון, או מים מפחית את השפעתם של פוטונים ו נייטוונים. עבור חשיפה רפואית, FLT:0collimation ואופטימיזציה של 1LT) להפחית את נפח של רקמות בריאה idirrated.

רדיו-מורגנים וממריצים

סוכנים כימיים יכולים לנקז רדיקלים חופשיים או לשפר את תיקון ה-DNA לפני או לאחר החשיפה.

(FLT:0)Amifostine: FLT:1 A Prodrug שהופכת לטבול רדיקלי פעיל ברקמות נורמליות (המועיל לשימוש במהלך טיפול רדיותרפיה).
(ב) [15] ,5 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0) גורמים: FLT:1 גרנופולציטים קולדקטור ⁇ (G-CSF) יכול להאיץ את ההתאוששות של מח העצם לאחר חשיפה חריפה.

דוסיטרי

כרומוזומים מטבוליים ב- peripheral Blood לימפוציטים הוא תקן הזהב עבור מינון נספג לאחר חשיפה לא ידועה (למשל, תאונה רדיואקטיבית) TheFLT:0dicentric AssayuaFLT:1 יש מגבלת זיהוי של כ 0.1 ג'י ויכול להבחין בין גוף שלם מחשיפה חלקית.

סטנדרטים רגולטוריים

גופים בינלאומיים כמו הנציבות הבינלאומית להגנת רדיולוגי (ICRP) וההמועצה הלאומית להגנה מפני קרינה ומדכאות (NCRP) מציבים מגבלות מנה המבוססות על סיכון לאפקטים סטוצ'יסטיים (סרטן, השפעותיה) שמקורן בנתונים אפידמיולוגיים וציטטוגניים.

כיוונים מחקר נוכחיים

המחקר ממשיך לחדד את ההבנה שלנו של סטיות כרומוזומליות מושרה קרינה:

(FLT:0) מודלים מכניים: FLT:1 Computational דגמים עכשיו לדמות קינטית תיקון DSB וחיזוי התשואה במינונים נמוכים ושיעורי מינון נמוכים.
שינויים:0 (Epigenetic change:FLT:103) קרינה יכולה לשנות מתילציה דנ"א ושינויים בטון, המשפיעים על מבנה chromatin ועל רגישות למוטציות.
(FLT:0) רגישות רדיו-ויזואלית: XRCFIRLT:1 גנטיקה פולימורפיזם בגנים תיקון דנ"א (למשל, ATM, BRCA1, XRCC1) משפיע על תדירות אברציה וסיכון לסרטן.
קרינה:0 (איור 1:1) קרינת גלקטית (הפרוטונים גבוהים וצלים כבדים) יעילים מאוד בייצור אברים מורכבים.הבנתם קריטית לבריאות האסטרונאוטית במהלך משימות ארוכות טווח למאדים.

מסקנה

סטיות הנגרמות מקרינה הן נקודת מוצא ביולוגית בסיסית שמגשרת על פיסיקה, תיקון דנ"א ומחלה. הן סיבה לסבל אנושי - סרטן, הפרעות גנטיות, נזק רקמות - וכלי יקר עבור דוסמאטרי, הערכת סיכונים וביולוגיה בסיסית. כמו החשיפה שלנו מקורות קרינה מלאכותיים וטבעיים מתפתח, המשך המחקר למנגנונים, והפחתה של סטיות אלה היא חיוני להגדלת הידע הבריאותי.

לקריאה נוספת:

(ב) נציבות הבינלאומית להגנת רדיולוגי 1
[01:0] המועצה הלאומית להגנת קרינה ומדכאות 1
המכון הלאומי לסרטן: קרינה וסיכון לסרטן 1
[הועד המדעי של האו"ם] על ההשפעות של קרינת אטומית