Radioaktivno zračenje predstavlja jedan od najvažnijih faktora u savremenim studijama koje se bave uticajem zračenja na žive organizme. Ova vrsta zračenja emituje se iz nestabilnih atomskih jezgara, pri čemu dolazi do emisije alfa, beta ili gama čestica. U ovom članku prikazaćemo rezultate višegodišnjeg istraživanja sprovedenog u laboratoriji za biofiziku na uzorcima tkiva i mikroorganizama izloženim različitim dozama radioaktivnog zračenja.
Metodologija
Istraživanje je sprovedeno tokom perioda od tri godine, koristeći kontrolisane izvore zračenja (Co-60 i Cs-137). Eksperimenti su obavljeni na ćelijskim kulturama fibroblasta, DNK uzorcima te bakterijskim kulturama (E. coli i B. subtilis). Doze zračenja su varirale od 0.1 Gy do 10 Gy. Neki uzorci su izlagani jednokratno, dok su drugi bili podloženi frakcionisanom zračenju tokom nekoliko dana.
Mjerenja su obuhvatila:
- promjene u morfologiji ćelija
- stepen apoptoze i nekroze (korištenjem TUNEL testa)
- fragmentaciju DNK
- reaktivnost mitohondrija
- promjene u ekspresiji gena p53 i bax
Rezultati
Primijećeno je da izloženost zračenju većim dozama (iznad 2 Gy) izaziva značajne morfološke promjene u ćelijskim strukturama, uključujući vakuolizaciju, citoplazmatsku fragmentaciju i kondenzaciju hromatina. DNK analiza je pokazala povećanu fragmentaciju pri dozama iznad 1 Gy, dok je značajan porast apoptoze zabilježen nakon 2.5 Gy, naročito kod fibroblasta.
Bakterijske kulture su pokazale izuzetnu otpornost na doze do 1 Gy, ali pri 5 Gy dolazi do gotovo potpunog inhibiranja rasta. Zanimljivo, B. subtilis je pokazala veći prag tolerancije u poređenju s E. coli, vjerovatno zahvaljujući sporogenim sposobnostima.
Ekspresija gena p53, koji je poznat kao “čuvar genoma”, povećana je do 3 puta kod ćelija izloženih 2 Gy, dok je gen bax, koji aktivira apoptozu, pokazao linearni rast ekspresije u korelaciji s dozom zračenja.
Ovi rezultati potvrđuju već poznate biološke mehanizme reagovanja na ionizujuće zračenje, ali donose i nove uvide, posebno u domenu mikrobne otpornosti. Frakcionisano zračenje je izazvalo manju štetu po ćelije u poređenju sa akutnim dozama iste kumulativne energije, što podupire kliničke protokole u onkologiji.
Takođe, analiza ekspresije gena omogućava predviđanje stepena ćelijske reakcije, što može imati potencijalnu primenu u individualizaciji terapija. Međutim, jedan od ograničavajućih faktora istraživanja bila je neujednačena distribucija zračenja unutar uzoraka, zbog tehničkih ograničanja same opreme.
Radioaktivno zračenje ima dubok i kvantitativno mjerljiv efekat na biološke sisteme, a njegov uticaj zavisi od vrste ćelije, doze i režima izlaganja. Ovo istraživanje doprinosi razumijevanju molekularnih odgovora na zračenje i otvara vrata budućim kliničkim i ekološkim aplikacijama. Dalja istraživanja će fokus biti na genomskom odgovoru različitih vrsta i razvoju bioindikatora za ekspoziciju niskim dozama zračenja.
Napomena: Djelimicno nepouzdani rezultati u nekim serijama uzoraka (npr. serija B4) ukazuju na potrebu za dodatnim standardizovanjem protokola.
