قابل توجه ترین گروه محافظهای پرتوی واقعی ، ترکیبات سولفید ریل می باشند . ساده ترین آنها سیستئین است ؛ یک ترکیب سولفیدریل شامل یک اسید آمینه طبیعی با فرمول زیر است :

NH2

SH – CH2 – CH 

COOH

در سال 1984 ، پت دریافت اگر پیش از تابش گیری موشها مقدار زیادی سیستئین به آنها تزریق یا خورانده شود باعث محافظت موشها از آثار تابش گیری تمام بدن می شود . تقریباً در همان زمان باک و همکارانش در اروپا به طور مستقل قابلیت حفاظت سیستامین را در برابر تابش گیری تمام بدن حیوانات گزارش کردند . این ترکیب ساختمانی شبیه فرمول زیر دارد :

SH – CH2 - CH2 – NH2 

در حیوانات تزریق شده با mg/kg 150 سیستامین برای ایجاد مرگ و میز به میزان مشابه با حیوانات کنترل ، به 8/1 برابر اشعه ایکس بیشتر نیاز است . این فاکتور 8/1، « فاکتور کاهش دز » DRF نام دارد که به شکل زیر تعریف می شود :

دز تشعشع در غیاب دارو / دز تشعشع در حضور دارو = DRF

مکانیزم عمل

برای یافتن محافظهای پرتوی موثر بسیاری از ترکیبات مشابه مورد آزمایش قرار گرفتند . موثرترین آنها از ترکیبات و ویژگیهای معینی برخوردارند : یک گروه آ‍زاد ( یا گروه SH فعال ) در یک طرف مولکول و یک عامل بازی قوی مانند آمین یا گوآنیدین در طرف دیگر قرار می گیرد که با زنجیره مستقیم دو یا سه اتم کربن از هم جدا می شوند . ترکیبات سولفیدریل محافظهای پرتوی موثری در مقابل پرتوهای یونساز پراکنده مانند اشعه ایکس یا گاما می باشند . مهمترین مکانیزمهایی که به واسطه وجود گروه SH- در حفاظت سلولی ایجاد می شود ، شامل موارد زیر است :

1- جاروب رادیکال آ‍زاد که در مقابل تولید رادیکال آزاد اکسیژندار با پرتوهای یونساز یا عواملی شیمی درمانی مانند عوامل آلکیله کننده محافظت به عمل می آورد .

2- اهدای اتم هیدروژن برای تسهیل ترمیم شیمیایی در نقاط آسیب DAN.

در فصل اول ، درمورد زنجیره وقایعی که بین جذب فوتون و آسیب بیولوژیکی نهایی روی می دهد ، توضیح داده شد . این موارد شامل تولید رادیکالهای آزاد، پیش از اندرکنش با مولکولهای حیاتی جاروب و حذف شوند ، اثر تشعشع کاهش می یابد . این فرایند در شکل 9-1 نمایش داده شده است .

اثر حفاظتی ترکیبات سولفیدریلی به موازات اثر اکسیژن صورت می گیرد ، بیشترین اثر برای پرتوهای یون ساز پراکنده ( برای مثل اشعه ایکس و گاما ) و کمترین اثر برای پرتوهای یونساز متراکم ( مانند ذرات آلفای کم انرژی ) گزارش شده است . ممکن است پیش بینی شود که بالاترین مقدار ممکن فاکتور کاهش دز با جاروب موثر رادیکالهای آزاد ، معادل نسبت افزایش اکسیژن یعنی مقدار 5/2 تا 3 باشد .

توصیف ساده مکانیزم عمل محافظهای پرتوی سولفیدریل از نظر ظاهری راضی کننده است اما کل داستان نیست ؛ زیرا محافظتهای پرتوی خاصی از این گروه ،‌ در مقابل پرتوهای یونساز متراکم ( مانند نوترون ) به میزان بیشتر از حد انتظار موثر خواهند بود . البته عوامل دیگری باید دخالت داشته باشند که به خوب شناخته نشده اند .

توسعه ترکیبات موثرتر

جای تعجب نیست کشف ترکیبی که بتواند در مقابل تشعشع حفاظت ایجاد کند، علاقه و هیجان زیادی را در ارت آمریکا ایجاد کرده باشد زیرا در سالهای اول پس از جنگ جهانی دوم هنوز خاطره هیروشیما و ناگازاکی در اذهان زنده بود . علی رغم محسوب شدن سیستئین به عنوان یک محافظ پرتوی ، این ترکیب یک ماده سمی است و در دزهایی که حفاظت ایجاد می کند باعث حالتهای تهوع و استفراغ می شود . ارتش ایالات متحده در سال 1959 به منظور بررسی ، سنتز و شناسایی داروهای قادر به ایجاد حفاظت پرتوی ، بدون ایجاد سمیت سیستئین و سیستامین برنامه گسترده ای را در موسسه والترررید شروع کرد . در این خصوص بیش از 4000 نوع ترکیب سنتز و آزمایش شد . در مرحله اول کشف مهمی صورت پذیرفت ، مبنی بر اینکه سمیت ترکیب را می توان تا حد بسیار زیادی با پوشش گروه سولفیدریل با یک گروه فسفات کاهش داد . این مساله در جدول 9-1 نشان داده شده است . دز کشنده 50 درصد ترکیب در حیوانات ، در صورت پوشش گروه SH سیستامین با فسفات تا دو برابر افزایش می یابد و در اثر حفاظتی نیز در اصطلاح فاکتور کاهش دز ، تا حد زیادی بهبود حاصل می شود . شایان ذکر است این عمل موجب کاهش سمیت سیستمیک می شود . با لخت شدن گروه فسفات در سلول ، گروه SH شروع به جاروب رادیکالهای آزاد می کند .

ساختمان سه ترکیب نمونه از بیش از چهار هزار نوع ترکیبهای سنتز شده سریهای والترید در جدول 9-2 نشان داده شده است . گفته می شود اولین ترکیب ، 683- WR ،‌ سیستافاس نامیده شد . این ترکیب به طور متداول در بسته های سازمانی به وسیله جاسوسان روسی در اروپا طی دوران جنگ سرد برای استفاده در هنگام درگیری های هسته ای حمل می شود . مفید بودن ترکیب مذکور باید تا حد بسیار زیادی از نظر روانی و تقویت روحیه بوده باشد؛ زیرا حمل ترکیب به صورت قرص و تجویز آن خوراکی بود . در واقع ترکیبات سولفیدریل در اسید معده شکسته می شود و تنها زمانی موثر واقع می شوند که به صورت داخل صفاتی یا داخل وریدی تزریق شوند . البته عامل دیگر آن است که چنین ترکیباتی فقط در مقابل پرتوهای یونساز پراکنده حفاظت به عمل می آورند ؛ بنابراین ، حفاظت کمی در مقابل رهایی آنی نوترونهای تولید شده از انفجار هسته ای ایجاد خواهند کرد . این ترکیبات در مقابل پرتوهای گامای ناشی از ریزش اتمی نیز موثر می باشند .