4631370558

ZWIĄZKI METALI WSPOMAGAJĄCE PROMIENIOTERAPIĘ 355

1.2. USZKODZENIA SKŁADNIKÓW KOMÓRKOWYCH PRZEZ PRODUKTY RADIOLIZY WODY

Pośród produktów, które powstają w wyniku radiolizy wody, rozróżniamy pierwotne i wtórne. Pierwotny akt absorpcji promieniowania jonizującego prowadzi do oderwania elektronu od macierzystej cząsteczki [5]. W czasie ok. 10~¹⁶ s następuje jonizacja wody wskutek ruchu elektronu, który oddala się od macierzystego jonu H₂0⁺ i, tracąc energię na rzecz ośrodka, ulega termalizacji w czasie ok. 10~¹³ s. Z jego udziałem możliwa jest reakcja rekombinacji i powstanie cząsteczki wzbudzonej H₂0*, albo, w wyniku reakcji z H₂0, powstanie tzw. elektronu uwodnionego e“ [5]:

H_zO*

h₂0

\

H₂0⁺ ±^H₂0*

1 +h₂o

HjCT+OH'

H₂0 + e^_ -+e~

W następnym etapie, wraz z dyfuzją pierwotnych produktów radiolizy, zachodzą m.in. reakcje [2, 5]:

e“ + H₃0⁺ -»H' + H₂0,

h*+o₂    -ho₂,

OH' + OH' -H₂0₂,

H₂0₂ + OH' H0₂ 4- H₂0,

w wyniku których odtwarza się cząsteczka H_zO oraz powstają liczne tzw. produkty wtórne [5]. Wszystkie nietrwałe produkty radiolizy wody uszkadzają komórkę, jednak szczególnie silne właściwości toksyczne przejawiają rodniki OH'. Najczęściej na początku zachodzi odszczepienie rodnika H' z cząsteczki biologicznej RH (np. DNA) i przekształcenie jej w rodnik R' lub RO' [2],

RH + OH* -»R' + H₂0,

RH + HO'₂ R' + H₂0₂,

RH + HO'₂ RO' + H₂0.

W wyniku dalszych przemian zachodzących w rodnikach utworzonych z DNA mogą nastąpić poważne uszkodzenia strukturalne, takie jak: (1) utlenienie lub utrata zasady, (2) rozerwanie wiązania wodorowego, łączącego komplementarne zasady, (3) rozerwanie jednej lub obu nici DNA, (4) wytworzenie wiązań krzyżowych [1 i lit. cyt., 3]. Uszkodzenia DNA mogą ulec enzymatycznej naprawie, ale mogą też ulec utrwaleniu, np. w wyniku reakcji ze składnikami środowiska, co prowadzi do śmierci komórki: