Радиопротекторы — это вещества, повышающие устойчивость организма к воздействию ионизирующих излучений.

К ним относятся соединения, оказывающие противолучевое действие при введении за несколько минут или часов до облучения. Наиболее эффективные радиопротекторы — меркаптоамины, индолилалкиламины, синтетические полимеры, полинуклеотиды, мукополисахариды, цианиды, нитрилы и пр. Наиболее эффективны смеси из нескольких радиопротекторов.

Радиозащитные средства, радиопротекторы, химические соединения, применяемые для защиты биологических объектов — микроорганизмов, растений, животных и человека от ионизирующих излучении; вводятся в среду или в организм до или во время облучения. К эффективным Р. с. относятся вещества, содержащие сульфгидрильные (тиоловые) группы (—SH), например цистеин, а также меркаптоампны, индолилалкиламины и др. Р. с. обычно уменьшают все проявления последствий облучения, т. е. его летальное и нелетальное действие, в том числе генетическое. Р. с. оказывают действие, понижая внутриклеточное или внутритканевое напряжение кислорода или увеличивая содержание эндогенных тиолов, что сопровождается уменьшением окислительно-восстановительного потенциала. Величину действия Р. с. выражают в виде фактора уменьшения дозы (ФУД), равного отношению доз излучений, вызывающих одинаковый эффект в присутствии Р, с. и в их отсутствии. ФУД зависит от условий облучения и физических свойств излучений: при облучении в условиях гипоксии он значительно меньше, чем при облучении в присутствии кислорода , а при действии излучений с высокой линейной потерей энергии (ЛПЭ) (a-частицы, нейтроны, тяжёлые ионы) меньше, чем при действии излучений с низкой ЛПЭ (рентгеновские и g-лучи). Защитное действие Р. с. зависит также от особенностей биологического объекта. Так, некоторые Р. с. могут защищать микроорганизмы и клетки в культуре и не защищать млекопитающих.

Основные свойства радиопротекторов

-Действие при однократном кратковременном облучении

-Эффективность при введении до облучения

-Узкое терапевтическое действие

-Применение в токсических или субтоксических дозах

-Эффективность при внутривенном введении

-Вызывание сильных физиологических и биохимических сдвигов в организме

Основные группы радиопротекторов

Серосодержащие (цистамин, меркаптопропиламин, аминоэтилизотиуроний, глютатион, цистеин)

Индолалкиламины ( триптамин,серотонин,мексамин)

Нуклеиновые кислоты (ДНК,РНК,нуклеозиды, нуклеотиды)

Азотсодержащие (амигдалин, малононитрил, цианистый натрий)

Аминофеноны (пара-, орто-, метааминофенон)

Галлаты (этилгаллат, пропилгаллат, галловая кислота)

Разного химического строения: спирты, колхицин, резерпин, берберин, наркотики, комплексообразователи, инертные газы.

Средства, повышающие естественную резистентность организма: витамины, ферменты, гормоны.

Механизмы действия некоторых радиопротекторов:

Протекторы, вызывающие снижение концентрации кислорода в тканях.

Такие вещества различными путями создают временную тканевую гипоксию. Локальное снижение концентрации свободного кислорода в тканях вызывает уменьшение возможности образования радикалов в момент облучения, снижение реакции возбужденных молекул с кислородом и снижение реакции образования первичных перекисей.

Вещества, вызывающие инактивацию свободных радикалов

Защитный механизм этих РП обусловлен их конкуренцией за радикалы, в
результате чего суммарный радиобологический эффект оказывается
сниженным.

SH-протекторы

Они вызывают увеличение количества эндогенных сульфгидрильных соединений. Эти
соединения лабильны и могут реагировать с образующимися в процессе
облучения радикалами, поэтому общий радиобиологический эффект понижается.

По воздействию на нуклеиновые кислоты

- восстановление поврежденной структуры ДНК фрагментами экзогенной ДНК
- нейтрализация действия активированных облучением ядерных нуклеаз
- нейтрализация повреждающего действия свободных гистонов
- дерепрессия хромосом, стимуляция ДНК-зависимого синтеза РНК и белка, стимуляция митотической активности клеток
- пополнение клеточного фонда субстратов, необходимых для синтеза ДНК

Существуют различные способы оценки радиозащитной способности противолучевых средств. При этом можно использовать такие критерии как влияние радиации на продолжительность жизни и выживаемость.

Выживаемость животных - наиболее простой способ определения защитной способности препарата. Обычно о защитной способности судят по разности между выживаемостью в течение месяцев после облучения в опыте и в контроле (в процентах), либо по отношению этих показателей (индекс эффекта). Наиболее четкие результаты наблюдаются, как правило, при дозе, равной или превышающей величину ЛД100. В этом случае, когда доза излучения ниже, и в контроле погибают не все животные, а протектор характеризуется 100%-ой эффективностью, разность между опытом и контролем уменьшается и, следовательно, данные о защитной способности протектора будут занижены.

ФИД или ФУД - фактор изменения (уменьшения) дозы определяется по отношению равноэффективных (по поражающему действию) доз излучения в опыте и контроле. Это отражает общепринятое представление, согласно которому протектор как бы снижает величину поглощенной дозы радиации. Иными словами, реакция предварительно защищенных и затем облученных животных (клеток) слабее, как если бы они получили меньшую, чем в контроле, дозу. Для определения величины ФУД большое значение имеет выбор доз, для млекопитающих чаще всего используют отношение ЛД50/30 в контороле:

Для практической применимости препарата необходимо сопоставление защитных и летальных доз. Такое сопоставление включает в себя терапевтический индекс, терапевтическую широту, протекторный индекс.

П.Эрлих определил терапевтический индекс как отношение минимально активной дозы к максимально переносимой. Позднее вместо них стали использовать полулетальную дозу и дозу, излечивающую 50% животных. В применении к радиопротекторам Д.Томсон определил терапевтический индекс (Т.И.) как отношение полулетальной дозы к эффективной (в защитном отношении) дозе:

Препараты, имеющие терапевтический индекс больше 3, относятся к слаботоксичным.

Терапевтическую широту определяют по отношению максимально переносимойц дозы к радиозащитной дозе препарата.

Одним из качественных показателей эффективности радиопротекторов является протекторный индекс (I). Достоинство такого способа оценки противолучевой активности заключается в учете, наряду со степенью защиты, терапевтической широты их действия. Протекторный индекс выражается следующей формулой:

где ЛД50 - доза вещества, вызывающая гибель 50% животных,

ЭД - доза вещества, приводящая к эффекту защиты,

а - процент животных, выживших при использовании эффективной дозы, при 100%-ой гибели животных, облученных без защиты протектором;

Существующая шкала эффективности радиопротекторов позволяет дифференцированно оценивать эффективность последних.

Шкала эффективности радиопротекторов

Для учета токсических эффектов радиопротекторов используется коэффициент, отражающий вероятность защиты организма от радиационной гибели:

где СПЖ(0,0) - средняя продолжительность жизни животных в биологическом контроле;

СПЖ(Д0,0) - то же для животных, облученных в дозе Д0 (контроль);

СПЖ(Д0,Да) - то же для животных, облученных в дозе Д0 при использовании средства “а” защиты в дозе Да (опыт);

Этот показатель используют в том случае, когда хотят определить какая часть особей, подвергнувшихся действию летальной дозы радиации, может быть защищена от гибели.

В том случае, когда исследования ведутся не на живых обьектах, а на культурах клеток, при цитогенетическом анализе используют коэффициент защиты А, котрый отражает вероятность эффекта защиты и выражается отношением разности между показателями поражаемости без защиты (а) и с применением защиты (b) к величине поражаемости без защиты:

Существующие протекторы далеки от совершенст­ва. Ориентиром в поиске новых химических средств за­щиты служит так называемый идеальный радиопротек­тор, который должен отвечать следующим требованиям:

• высокая эффективность при отсутствии токсич­ности;

• удобство лекарственной формы (пероральное или внутримышечное введение);

• дешевизна в изготовлении и устойчивость при хранении;