Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Антимутагенное действие маннита и пути его практического использования

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Антимутагенное действие маннита и пути его практического использования"

АКАДЕМИЯ НАУК АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ ССР

ИНСТИТУТ ГЕНЕТИКИ И СЕЛЕКЦИИ

На правах рукописи

РАГИМОВА ПОЛЬШЕЙ КАГРАМАН кызы

АНТИМУТАГЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ МАННИТА И ПУТИ ЕГО ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

03.00.15 — ГЕНЕТИКА

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Баку — 1991

Работа выполнена в Институте генетики и селекции Академии Наук Азербайджанской ССР.

Научные руководители:

академик АН Азерб. ССР, доктор биологических наук, профессор Алекперов У. К.,

доктор биологических наук Алиев А. А.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Засухина Г. Д.,

доктор биологических наук Ахундова Э. М.

Ведущее учреждение: Институт генетики и цитологии АН БССР.

Защита диссертации состоится «/J7 Я 1991 г-

в «часов на заседании Специализированного совета Д 004.20.01 по присуждению ученой степени доктора биологических наук в Институте генетики и селекции АН Азерб. ССР (370606, г. Баку, пр. Ленина, 155).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Институту генетики и селекции АН Азерб. ССР.

Автореферат разослан «/2> ».J? 1991 г.

Ученый секретарь Специализированного совета доктор биологических наук

А- А- АЛИЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАБОТУ

Актуальность темы. В настоящее время не вшивает сомнений тот факт, что существующие биологические эиды, включая человека, вольно или невольно подвергаются воздействию сложного комплекса факторов социальной и производственной сфер обитания, многие из которых обладают мутагенными и канцерогенными свойствами. В этой связи особую актуальность представляет поиск путей, ограничивающих контакт с мутагенами, либо повышающих генетическую устойчивость к ним организмов. Для достижения отих целей существует насколько путей ( А1екрегоУ , 1Ш1;й£йе1,А1окх>огсу,Амоо еЪ а1., 1986). Вместе с тем, одной из наиболее реальных моделей повышения генетической устойчивости организмов на фоне существующего уровня кутагенов в окружающей среде, является развитие теории и практики антимутагенеза. Преимущество этой модели перед другими заключается, прежде всего, в возможности применения методов антимутагенеза уже в практике сегодняшнего дня.

В настоящее время в литературе существует достаточно большое количество работ, посвященных исследованию эффективности антимутагенов, и их число,в связи с актуальностью проблемы, в последние годы значительно возрастает (Гончарова,1974; Моссэ,1974;Алек~ перов,19?9,1984;Кааа,К(щако е* аО., 1985 ;Засухина,Македонов, 1986; Алиев,1989),Однако,большинство исследований, особенно на ранних этапах поиска, касались лишь констатации факта наличия антимутагенных свойств у того или иного соединения, в отношении того или иного мутагенного фактора. Вместе с тем, ясно, что решение данной проблемы должно базироваться не только на феноменологии, но и на познании механизмов повышения •антимутагенами генетической устойчивости организмов. Такой комплексный подход и,прежде всего, определение путей защиты, проявляемых антимутагенами, позволит разработать профилактические, либо терапевтические приемы применительно к влиянию конкретных экстремальных условий.

Следует также отметить,что список известных антимутагенов включает такие препараты,как ионы некоторых металлов, ингибиторы синтеза ЛДК, ингибиторы общебелкового синтеза, синтетические ингибиторы свободнорадикальных процессов, которые в связи с --нефизиологичностью бесперспективны для задач практического пользования. В соответствии с общепризнанными критериями оценки ан-

тимутагснов ( универсальность, эффективность и отсутствие побочных биологических проявлении) наиболее перспективными являются естественные метаболиты, одним из которых является мяннит.

Поль и задачи исследования. Целью настоящий работы является комплексная оценку антимутагенного действия маннита, выявление путей повышения им устойчивости организмов к различным мутагенным воздействиям, определение оптимальных режимов и параметров коррекции данным метаболитом мутагенеза на отдельных этапах процесса возникновения мутаций, а также разработка подходов для его практического использования. В соответствии с заданной•целью исследования предусматривали испытание маннита на различных биологических видах, включая прокариоты ( к. coli ) и зукариоты различных видов ( растения, лабораторные животные, первичные и перепиваемые клетки человека) в опытах in vitro и in vivo . Кроме того, исследования предусматривали учет различных классов мутаций ( аберрации хромосом,.сестринские хроматидные обмены, генные мутации) в комбинированных с маннитом экспериментах при спонтанном мутагенезе ( старение организмов) и индукции мутаций факторами, различающимися природой, типом и механизмом транспорта мутагенных продуктов к ДНК хромосом, такими как: ионизирующая и УФ-рэдиоция, алкилирущие соединения, 4 нитрохинолин-1-оксид , митомицин С ициклофосфамид. Наряду с этим, маннит в качестве антимутагена испытывался в условиях воздействия химических соединений, используемых в технологических процессах промышленных предприятий (фтористый натрий) ив сельско-хозяйственной практике ( пестицид - эфир."12-19"), а также в условиях воздействия комплекса факторов реального космического полета.

Исходя из цели работы,были, поставлены следующие основные задачи:

1) определить степень эффективности и универсальности антимутагенного действия маннита в отношении используемых оСгьектов, мутагенов и классов регистрируемых мутаций ;

2) изучить степень эффективности-модификации мутационного процесса в зависимости от последовательности применения маннита с различными мутагенами;

3) определить особенности антимутагентго действия маннита при спонтанном мутагенезе и индукции повреждений молекулы ДНК мутаге-

- з -

нами прямого и непрямого типа действия ;

4) разработать способы практического использования маннита в целях профилактики и нейтрализации действия мутагенных факторов окружающей среды.

Научная новизна работы. В работе на основе комплексной оценки впервые установлены свойства маннита порычать генетическую устойчивость организмов и определена степень универсальности антимутагенного действия этого клеточного метаболита. Выявлены ранее неиз- . вестные особенности влияния маннита на прцесс возникновения цута-ций. При этом установлено, что его антицутагенное действие проявляется и на ранних этапах процесса возникновения нутаций, еще до образования первичных повреждений молекулы ДНК, и на этапах возникновения и реализации предмутаций в конечные мутационные события.

Практическое значение работы. В опытах на лабораторных животных определен комплекс критериев оценки генетических изменений во взаимосвязи с состоянием клеточного метаболизма. 'Принимая во внимание известные данные, о неспецифичности спонтанного и инду-цибельного зарождения и развития свободнорадикальных и перекисных процессов и роли последних в мутагенезе ( Тарусов, 1954; Эмануэль, 1963) разработанная комплексная система биомониторинга, которая включает генетические и биохимические методы анализа, может быть использована для объективной оценки действия генотоксинов и в целях прогноза отдаленных генетических последствий.

Определены особенности путей коррекции маннитом мутагенеза на отдельных этапах процесса возникновения цутаций, что позволяет разработать способы практического его применения для профилактического и терапевтического снижения мутагенного действия радиации, химических мутагенов, используемых в промышленности и сельскохозяйственной практике, комплекса факторов космического полета, а также химических соединений, различающихся по характеру транспорта мутагенных продуктов, к дак хромосом.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на различных международных, всесоюзных, республиканских 'съездах, конференциях, симпозиумах и совещаниях, в том числе : на общеакадемических конференциях молодых ученых республики(Ва~ ну, 1984, 1986 гг.), на Н и Ш Всесоюзных конференциях "Биоанти-

оксидант" ( Черноголовка, 1986 г., Москва, 1989г.) на I Всесоюзном координационном совещании "Радиационная генетика - селенции" ( Москва, 1986 г.), на У Съезде ВОГиС ( Москва, 1987 г.),.на заседании секции генетических аспектов проблемы "Человек и биосфера" { Кпер,.1908, Караганда, 1990 г.), на 26 ( Toulose , : 1986) и 27 ( JSapoo . ,1988) заседании КОСПАР, на .ОТ'. С Varna, 1988) и XX ( York ,1990) Международном симпозиуме по пробле -мам цутагенов и канцерогенов окружающей среды.

Публикации.' По материалам диссертации в международной, союзной и республиканской печати опубликовано 26 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения; обзора литературы, посвященного современным представлениям об антимутагенной эффективности ингибиторов свободнорадикальных процессор; материалов и методов исследования; экспериментальной части, состоящей из 3 глав; заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 125 страницах машинописного текста (без списка литературы), включая 15 таблиц и 7 рисунков. Список литературы включает 262 наименования, в том числе 170 -зарубежных авторов.

Материалы и'методы исследования.

Используемые в работе объекты исследования и мутагенные факторы представлены в таблице I. . Тяйпипа Т

Объекты исследования Мутагенные факторы

1.Клетки iä«coli K-I2 и В/г 2.Штамм ¿.coli с сконструировав ной рекомбинантной плаэмидой pJ3 43 3. Семена растений : а)лука-батуна,б)пшеницы-Проростки растений: а)гороха, б) орхидеи 5. Культура клеток амниона человека э. Белые беспородные крысы 7. Лимфоциты периферической крови человека 1. Старение организмов 2. Рентгеновские излучения 3. Гамма-излучения 4. У5-излучен и<{ 5. н -метил- н -нитро- 11 -нитро-зогуанидин (МННГ) 6. и -нитрозо-и -метилмочевина(НММ) 7. й -нитрозо-к -этилмочевина(НЭМ) 8. 4 нитрохинолин-1-оксид (4 НХО) 9. Циклофосфемид (ЦФ) 10. Митомицин С 11. Фтористый натрий ( ФН) 12. Пестицид - эфир "12-19" 13. Факторы космического подята(ФКТГ

Выбор объектов определялся возможностью с их использованием:

а) испытания маннита на различных уровнях организации биологических систем, включая клетки пркариотов и эукариотов различных видов, а также"модели i" vitro и in vivo ;

б) регистрации качественно различающихся по своему формированию классов мутаций ( аберрации хромосом, сестринские хроматидные обмены, генные мутации);

в) испытания маннита ка объектах, контрастных по наличию .систем энзиматического метаболизма промутагенов;

г) испытания маннита в условиях спонтанного мутагенеза, для чего использовались объекты разного возраста.

Выбор мутагенов.в свою очередь, определялся теоретическими -оценкой влияния маннита на мутагенное действие факторов, различающихся природой, типом, механизмом транспорта мутагенных продуктов к ¿ДОК хромосом и, следовательно, возникновение мутационных событий под влиянием которых связано с различными этапами мутационного процесса, а также практическими задачами'исследования. С этой целью эксперименты предусматривали испытание маннита в условиях воздействия мутагенов, широко используемых в промышленном производстве и сельскохозяйственной практике, а также при воздействии комплекса факторов космического 1толета.

■ В качестве модификатора нутационного процесса использован маннит ( Uannitum ) - шестиатомный спирт алифатического ряда-

Н ОН Н Н I I I НОНоС - с-с-с-с - СН-ОН 2 1111 2 он н он он

природный антиокислитель, функциональным проявлением молекуляр-' кого действия которого является участие в перехвата гидроксильных радикалов. В экспериментах использован маннит, полученный из стеблей хны (Шихиев, Сафарова и др. 1987), а также стерильный лиофи-лизированный препарат маннита,чприменяющийся р медицинской практике.

С целью сопоставительной оценки эффективности действия и интерпретации возможных механизмов в параллельных экспериментах использованы такие классические анткцутагены, каковыми являются

альфа-токоферол и цистеин.

В работе использованы следующие методы анализа:

1. Анализ частоты геииых мутяций;

а) регистрация обратных мутаций от ауксотрофноотн по триптофану к прототрофноети у штаммов линии bV coli В/г,

б) регистрация прямых мутаций к валинустойчивости у серии В.coli K-I2,

в) учет выживаемости клеток е.coli . ■

2. Анализ частоты структурных перестроек хромосом в метафазных и анафазннх клетках по стандартным методикам.

3. Анализ частоты сестринских хроматидных обменов в лимфоцитах периферической крови человека ( Perry, Wolff ,1974).

4. sos -хромотест - регистрация sos -индукции и ее подавление с использованием рекомбинантной плазмиды pJ¿ 43 по методу количественного определения бета-галактозтдазы (Джоджелава, Егоров и др.,1989). Количественное определение бета-галактозидаз-ной активности проведено по форкуле, описанной Дк.Миллером (1976).

5. Анализ скорости пэрекисного окисления липидоэ (ПОЛ) с помощью метода регистрации количественного содержания малонового диальде-гида (ОДЦА) в митохондриях печени животных по цветной реакции с тиобарбитуровой кислотой, путем изменения оптической плотности окрашенного комплекса на СФ - 54 при 532 нм.

6. Дифференциальный анализ состояния общей (мкМ/г/мин) и свободной (в íS-тах от общей) активности матричных лизосомальных (бета-галактозидаза; Н -ацетил- J3 - D -глюкозаминидаза) и прочно мем-браноструктурированного микросомального (глшоэо-6-фосфатаза) ферментов в сыворотке крови.

7. Анализ состояния ультраструктуры клеток с .помощью электронного микроскопа ¿ГШ -1008.

В. Качественный и количественный анатомический анализ состояния органов проростков растений и их структурных элементов.

Все экспериментально полученные данные подвергались статистическому 'анализу с использованием критерия Стыздэнта и критерия соответствия Пирсона (Рокицкий, 1974; Лакин, 1980).

Корреляционная зависимость между критериальными показателями по вариантам экспериментов вычислялись по формуле: .

_ ,

где ах - х±-£, ау= у±~у , и х . и у ) , 1= Т75 - значения по тестам и средние первого (второго) варианта.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСадЕНИК

Универсальность пнтицутагенного действия маннита

В соответствии с классическими положениями теории цутагене-за, в частности, с известными данннми о его многоэтапное™, универсальными могут являться антимутагены, которые влияют на всех, либо на многих этапах процесса возникновения мутаций. Результаты

Рис.1. Универсальность антимутагенного действия маннита.

-цифровые обозначения - показатели антимутагенной активности маннита в оптимально эффактивных дозах..

- G -

серии пкспчрямонтоп/ яыполиен»1нх' с тлью-'опредолейяя .степени ',уни-ГврСПЛЬНЛСПГ МПННИТв, ' СУММИрДОШМ МП рисунки I. ДЙ^4»роИЦИЯЛЬННЙ -их пнплиа укпямгпот на то, что янтикутагвнное действие маннита. но яарисит : от уромш организации биологических объпктпв (тташы клеток « списка растений, ,г«р<?пирасмне клетки человека,

крмсы, лимфоциты периферической кропи человека) „.'включая модели in vitro и in Wvo ; от типа раяличагаогося механизмом йюрмиро-рдгН'Я цутпнидююго лоСитля, что оснопшю на результатах регистрации гонньк мутаций, аберраций хромосом и состриисккх'хроматидных ебм-чки^ а'гыг'.о от рприяболыюети последовательности рпедомия я T?cT-ciwre?.y малмита и гутаген'оп.

Принципиально .гатним являются полученные экспериментальные дпшп.1-* нгмп,"Ц!ф|Ч'?ского штаутагашого доЛстрия маннита р отношении сп.ттпннэго мутагенеза и кирс.кой группы мутагенных факторов, HH'ij'if.iryi- ¡".их различные типы первичных повреждений молекулы ¿ДОК, в частности, иониоирух^оЯ радиации, алкилирующих соединений, ко-мутпгпнп, кпкоймм прлнотся фториепгй натрий, п также цик/пфосфа-клдл, кптогнЯ, для проявления сро'лй актиг.нпсти ¡1уждр.ется в мета-fo личелкой активации, То есть, физических и химичоских мутагенов, различающихся по характеру транспорта мутагенных продуктов к JGHK хромосом и мутагпнез которых связан, соответственного раяличпыми этапами процесса возникновения мутядкП.•Носпецпфическяя коррекция манмитом мутационного процесса сохранялась v при индукции мутаций прэыы21Л1мнш мутагеном, пестицидом и комплексом факторов космического полета.

Таким образом, все изложенное вьзта рыгодно отличает маннит от многих иярестмюс на сегодняшний день генозшциткых препаратов и свидетельствует п пользу достаточно широкой универсальности . его защитного действия.

Возможные гути коррекции маннитом индуцированного мутационного процесса

Сам факт широкой универсальности маннита предполагает, что механизм его тем или иным 'образом связан с влиянием на обп^екле-точние процессы., которые'в конечном итоге определяют цутабиль -ность клеток. Подученные данные указывают на то, что один из возможных путей его действия связан с контролем скорости свобод-норадиколъньгх' и перекиенкх процессов на этапе еле до нанесения

первичных повреждений молекулы ДНК. Основанием этэцу выводу служит выявленный параллелизм антацутагенмого дчйстрия манннта н альфа-токоферола - одного из.наиболее эффективных метаболитов антиокислительной системы защиты кясток (рис.2.)

1 ■-^ЛиМУЮМ' и I* 1

Рис.2, Эффективность антимутагенного действия маннитя и альфа-токоферола при комбинированной обработке семян лука-батуна ионизирующей радиацией и химическими мутагенами.•

Убедительным аргументом в пользу данного вывода, кроме того являются результаты опытов, которыми установлена корреляционная

ю я

ь

гЬ

гЬ

*!

Рис.3. Взаимосвязь антицута-генного действия маинита с его влиянием на процесс перекидного окисления липидов в митохондриях печени белых беспородных крыс.

Ятгром /Ьимо-мш Яфмиг

□ -шепга ф/ухмш хрмвсо*

взаимосвязь коррекции малнитом мутационного процесса со сниже-', кием У1»пня малонового диальдегида, возрастающего в клетках печени лабораторных животных под воздействием ионизирующей радиации ( рис.3.).

На этапе мутационного процесса, предшествующем образованию первичных повреждений молекулы ДНК, антимутагенное действие ман-нита может проявляться и иным путем. В частности, в результате блокирования метаболической биотрансформации исходных промутаге-нов в реактивные метаболиты,' в случае воздействия химических соединений, нуждающихся для проявления своей активности в метаболической активации. Основанием этому служат результаты экспериментов,

циклофосфамид

О.

контроль

Рис.4. Относительные значения прироста изменений (КПИ) и относительные значения эффективности их модификации (КЗМ) ман-нитом при воздействии циклофосфа-мида.

%•, б- содержание ВДА, нМ/г белка;

а-.частота.аберраций хромосом, в,г,д- соответственно свободная активность глюкозо-б-фосфатазы, бета-галактозидозы и Н -ацетил-^ - В -глюкозаминидазы, в %-тах от общей активности.

которыми показана корреляционная взаимосвязь анти^тагенного'действия маннита со снижением свободной фракции .гидроксилирующих ферментов оксидаз. смешанной функции, принимающие участие в реакциях метаболизма промутагенов (рис. 4. ).

Вместе с тем, полученные дннные прямо указывают на то, что механизм антимутагенного: действия маннита но ограничивается модификацией'этапов мутагенеза лишь до нанесения первичных повреждений молекулы ДНК, а реализуется и путем влияния на процесс возникновения мутаций на 'базе уже розникпих- первичных повреждений. На это,прежде всего, указывает факт эффективности,маннита и в случае воздействия химических мутагенов , и радиации, а также не только при предварительном применении, но и при исполь-

зовании после действия мутагенов. Экспериментальное доказательство этот вывод, кроме того, получил в результатах опытов, выполненных на клетках диких типов E.coii >а также с помощью sos--хротютеста на штамме клеток Я.cali с сконструированной рекомби-нантной плаэмидой рИ43

В ластности, в-опытах на клетках E«coli K-I2 и В/г установлено, что на фоне генетической нейтральности маннита в стационарной фазе роста клеток, в логарифмической фазе нитрозогуанидин-индуциро ванный мутагенез снижается практически в 3 раза. Эти данные дают основание полагать, что одним из путей антимутагенного действия маннита на данном этапе процесса возникновения мутаций •• является подавление мутационного процесса в вилках репликации

дак.

В свою очередь, результаты экспериментов, выполненных с использованием SOS -хромотеста, указывают на то, что антимутагенное действие маннита реализуется и путем подавления мутагенной репарации. 303 -хромотест основан на анализе-коэффициента индукции бета-галактозидазнай активности, количественное выражение которой индуцируется повреждениями ДНК, вызываемыми различными мутагенами. В итоге количество синтезируемой бета-галакто-зидазы оказывается связанной со степенью повреждений ДНК. Снижение же активности характеризует эффективность антимутагенной защиты во взаимосвязи с подавлением мутагенной репарации, протекающей с ошибками.

Результатами исследований установлено, что маннит, равно как и другие испытанные антимутагены (альфа-токоферол, цистеин), влияет на регистрируемые выражения S03 -функции, подавляя активность бета-галактозидаэы при воздействии УФ-радиации, митомицина С и нитрозоэтилмочевины (табл.2.).

Рассматривая полученные данные в свете классических поло-нений теории мутационного процесса о неспецифичности этапа реализации первичных повреждений ДНК в конечные мутационные события, который имеет место как при взаимодействии молекул химических мутагенов-, так и квантов излучений с молекулой ДНК, можно говорить о том, что участие маннита в коррекции этого этапа мутационного процесса в значительной степени и определяет достаточно вирокую универсальность его антимутагенного действия,.

Таблица 2.

Влияние различных антимутагенов на индукцию SOS -ответа УФ-лучами (Ю^зрг/мм^;15 ), митомицином С (60 нг/мл) и нитрозоэтилмочзвиной (50 мкг/мл).

Доза анти- Антимутагены, КАЭ Антимутагены, . КАЭ* Антимутагены, КАЭ*

мутагена варианты опыта варианты опыта варианты опыта _

50 мкг/мл 5 100"-" . 125"-" 150"-" Маннит + У$-дучи • 0,4 0,5 0,5 0,4 Маннит ' + митомицин С С,3 '0,4 0,4 0,2 Маннит + нитрозоэтилмочевина 0,4 0,5 0,3 0,1

10 мкг/мл 20 "-" - V 30 Альфа-то коферол 0,1 0,2 0,3 Альфа-токоферол ■0 0,3 0,4 Альфа-токо ферол 0 0,05 0,1

40 "-" rt ti 50 + УФ-лучи . : 0,25 0,3 + митомицин С 0,4 0,3 + нитрозоэтилмочевина 0,4 0,3

60 "-" 100"-"'. • 0,4 0,3 0,6 0,2 0,3 0,15

I-I0'b М I-IO^M г-кг4 м Г Ю-3 м Цистэин '+ УФ-лучи 0,25 0,3 0,6 0,2 Циетеин + митомицин С 0,1 0,2 О', 2 0,1 Циетеин + нитрозоэтилмочевина 0,1 0,15 0,2 0,1

* - КАЭ - коэффициент антимутагенной эффективности

В целом, на основании полученных данных, можно сделать вы- • под о многообразии путей его влияния на процесс возникновения мутаций, которое, помимо прочих возможных путей, включает коррекцию мутагенеза как на этапе, предшествующем образованию первичных повреждений молекулы ДНК, так и на отапе их реализации в конечные мутационные события.".

Изучение возможности практического применения маннита в качестве антимутагенного препарата

Совокупность обнаруженных у маннита свойств, таких как широкая универсальность, физиологичность эффективных доз, а также ¡ринадлежмость к числу клеточных метаболитов, создает реальные федпосылки для практического его использования в целях повышения /стойчивости организмов к мутагенам окружающей среды. Перспектива !ключеиия его в создание систем таких мероприятий обоснована еще 1 тем, что маннит является препаратом, допущенным Фармкомитетом ХСР к использованию в практической медицине для проф.;тактики и герапии различных заболеваний. Причем, в опытах на лабораторньх кивотных экспериментально установлено, что свое оптимально эффективное антиг.утагенное действие маннит проявляет в дозе, на порядок меньшой, чем рекомендована для профилактических целей, то есть в физиологической для' человека дозе.

Принципиальная возможность использования маннита. в практическом антимутагенезе обосновала результатами опытов, представленных выге. В частности, на различных объектах, включая лабораторных кивотных, показано влияние маннита на мутагенез,индуцированный острой дозой радиации. В результате, маннит в качестве антицута-гена мо^ет быть использован в профилактических и терапевтических целях при различных критических ситуациях, сопровождающихся преЕЫ-кением естественного фона радиации, а также группами лиц повышенного генетического риска в результате профессионального контакта с различными видами радиоактивных продуктов.

Практическая значимость антимутагенного действия маннита несомненно возрастает в связи с обнаруженным его влиянием и на мутагенез химических соединений. В частности, коррекция им мутагенеза химических соединений, нуждающихся в метаболической активации, а к ним относятся многие из известных канцерогенов, достаточно

убедительно указывает на широту областей практического применения маниита в качестве универсального и эффективного антимутагена. Кроме того, установлено антимутагенное действие маннита в отношении фтористого натрия, широко используемого в промышленном производстве ( табл. 3). а также такого компонента окружающей среды, каковым являются пестициды ( табл. 4).

Таблица 3.

Влияние маннита (10 мг/100 г массы) на частоту аберрациР хромосом, индуцированных в клетках костногэмозга бедренных костей.белых беспородных крыс фтористым натрием

( ВД 50/30 >•

Варианты опыта Частота аберраций хромосом Р • КАЭ*

м ± ш ■ к . контролю . к мутагену

Контроль 3,51 ± 0,48 ' _ -

/Ааннит 2,98 ± 0,46 • >0,05 - -

Етористый натрий, 8,07'± 0,74 <0,001 -

Маннит+фтористый натрии 3,61 ±0,52 >0,05 < 0,001 0,55

Фтористый натрий + маннит 5,10 ± 0,63 410,05 < 0,01 . 0,36

- КАЭ - коэффициент антимутагенной эффективности

В результате маннит может быть использован в качестве анти-.мутагена при разработке систем мероприятий в социальных зонах с повышенным содержанием в них химических мутагенов; в частности, в сельской местности и в зонах, прилегающих к промышленным предприятиям, а также в качестве средства профилактики для лиц , непосредственно контактирующих с этими химическими соединениями в производственных условиях.

Маннит, крме того, может быть, использован в качестве ан. тимутагенного стабилизатора генетического эффекта фтора при его применении для лечения.кариеса зубов и в зубной' пасте. И, наконец, он может быть использован для .сохранения генофонда и чистоты видов природной флоры и фауны в.зонах интенсивного применения г.ес.т'/да.дов.

Таблица 4.

Влияние маннита на генетические эффекты пестицида эфир "12-19".

Объект Варианты опыта Доза ман- Частота аберраций хромосом Р * КАЭ .

нита Mia к контролю к лутагену

Семена Контроль 3,66 ~ 0,57 - -

лука- "12-19" 7.26 ± 0,78 <"0,001 -

батуна Маннит+"12-19" 10 4,26 ¿0,61 >0,05 <0,01 0,41

"12-19"+маннит мкг/мл .5,61 - 0,68 >0,05 СО,05 0,28

Белые Контроль 3,51 ±0,48 -

беспо- "12-19" 10 мг/ 11,32 ± 0,91 <-0,00

родные Маннит+"12-19" 100 г 5,43 ± 0,65 <0,02 0,001 0,52

крысы "12-19"+маннит массы 7,69 ± 0,74 <0,00l| <0,01 0,32

* - КАЭ - коэффициент антимутагенной эффективности.

Широта возможного диапазона практического использования маннита в качество янтвдутагена определяется, кроме того, результатами испытания его в условиях воздействия комплекса факторов космического полета (Нечитайло, Рагимова, 1987). Полученные данные свидетельствуют о том, что культивирование растений на почве с добавка!® маннита может способствовать предотвращению образования генетических изменений, и, следовательно, повкейнию уровня эксплуатационной надежности растительных объектов, используемых при создании искусственных экологических систем в условиях жизнеобеспечения на космических аппаратах.

выводы

1. Впервые установлены антимутагенные свойства маннита в условиях спонтанного мутагенеза и индуцированного мутагенами различной физико-химической природы ( ионизирующая и УФ-радиация, алкили-рующие соединения, 4нитрохинолин-1-оксид, митомицин С, фтористый натрий ).

2. Показана универсальность антимутагенного действия маннита , которая продемонстрирована в опытах на клетках прокариотов

(Е. coli ) и эукариотов различных видов ( семена лука-батуна, крысы, перевиваемая культура клеток амниона человека, первичная культура лимфоцитов периферической крови человека) путем регистрации различных классов мутаций ( аберрации хромосом, сестринские хроматидные обмены, генные мутации) при вариабельности последовательности воздействия мутагенами и маннитом.

3. Выявлен параллелизм антимутагенного действия маннита с уменьшением содержания малонового диальдегида, возрастающего в митохондриях печени белых беспородных крыс под'воздействием радиации.

4. Обнаружен параллелизм-антимутагенного действия маннита со снижением общей и свободной активности матричных лизосомальных (бета-галактозидаза; я -ацетил- р - о -глюкозаминидаза ) и прочно мембраноструктурированного микросомального (глюкозо-6-фос-фатаза) ферментов, уровень которых возрастает в сыворотке крови лабораторных животных под влиянием циклофосфамида.

5. С использованием SOS -хромотеста зарегистрировано снижение бета-галактозидазной активности, продукция которой возрастает под воздействием УФ-лучей, митомицина С и нитрозоэтилмочевины.

6. Установлена нейтрализация маннитом генетических эффектов ком-плексЬ факторов космического полета в семенах лука-батуна и пше- ' ницы, экспонированных на борту орбитальной станции "Салгот-7" в течение 17,5 месяцев. .

7. Показано, что профилактическое включение маннита в радаон питания крыс снижает частоту аберраций хромосом, индуцированных радиацией, а также химическими .соединениями, иопользуемыми в промышленности (фтористый натрий) и в .сельскохозяйственной практике ( пестицид "эфир 12-19").

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Влияние длительного космического полета на ультраструктуру клеток листьев орхидеи / Алиев A.A., Алекперов У.К., Машнский А.Л. Фадеева С.Н..Рагимова Г.К.//ВИНИТИ, 2,02,84. № 629-в4.Деп.М.9с.

2. Модификация сА-токоферолом уровня аберраций хромосом в клетках меристемы семян лука-батуна, обработанных пестицидом "12- . 19" / Алиев A.A., Аскеров И.Т., Амирова Ф.Д., Рагимова Г.К.// Цитология и генетика. 1985. Т.19. №2. C.I02-I06.

3.Особенности антимутагенного действия в условиях индукции различных типов первичных повреждений ДНК / Алиев A.A..Алекперов У.К,, Рагимова Г.К. и др.// I Всесоюзное координационное совещание "Радиационная генетика - селекции" . М.:Наука, 1986. С.7. 4.Антимутагенный эффект маннита в клетках апикальной меристемы коретков семян лука-батуна при индукции аберраций хромосом химическими и физическими мутагенами / Рагимова Г.К., Алиев A.A., Алекперов У.К.//Известия АН Азерб.ССР. Сер.биол.н.,1986. № 3. С. 13 - 19.

). Сравнительный анализ спектральных характеристик, содержания АТФ и ультраструктуры листьев контрольных орхидей и длительно культивируемых в реальном космическом полете /. Абилов З.К., Алиев A.A., Машинский А.Л., Рагимова Г.К. и,др.// Известия АН Азерб.ССР,Сэр.биол.н., 1986. №. I. C.9-I4.

6.Feasibility of stabilization of cosmic flight after effect on vegetable organisms of different levels by biologically active oompoudö./Alekperov U.K., Alijev A.A.', liechitajlo G.S., Ragimova 3.K.//26CQSPAH meeting, Toulone, 1986, p.216-21? .

7. Модификация »4-токоферолом уровня генетической токсичности Мутагенов, различающихся механизмом образования первичных повреждений ДНК / Алиев A.A., Меджидов М.М., Асадова А.И., Рагимова Г.К..Алекперов У.Я.//Известия АН Азерб.ССР.Сер.биол.н., 1987, J* 3. С. 19-26. '

8. Регуляция антиоксидантами в семенах растений генетических эффектов последействия факторов длительного космического полета /Нечитайло Г,С., Рагимова Г.К.// У Съезд ВОГиС. М.: Наука,1987. T.I. С. 197 .

9. Дифференциальная чувствительность генетического аппарата' " хронически облученных линейных мытэй к воздействию мутагенов

специфического действия и универсальный защитный эффект -токоферола. /Алиев А.А.,Ахундов В.Ю..Алекперов У.К., Шехтман А.В., Гамзаева И.А., Лурье Л.М., Рагимова Г.К.//Доклады № Азерб.ССР.

1987. Т.4. С.59-61.

10. Сравнительный анатомический анализ органов проростков гороха посевного, выращиваемых в течение 29 дней в условиях реального космического полета/ Алиев А.А., Новрузова З.А., Алекперов У.К., Машинский А.Л. Рагимова Г.К. и др.//Ботанический журнал., 1987

Т.72. № 5. С. 557-559.

11. Модификация биологически активными соединениями цитогенети-ческих, анатомических и физиологических изменений в клетках и органах проростков семян,перенесших длительный космический полет. / Алиев А.А.,Нечитайло Г.С., Новрузова З.А., Рагимова Г.К. и др. // Журнал общей биологии., 1987. № 6. С.723-728. .

12. Some Mechanisms of antixautagen effects and their practical usage ./Alijev A.jSardarly G., Arshaya Velijev N., Ragimova Q //BfiilS 1B Annual meeting) Bulgaria, Abstr. October 3-8-, Varna,

1988, p. 05. "

13. Characteristic properties of mechanism of the genetic atabili ty, emerging under real cosmic flight conditions / Alijcy A, Ne-chitajlo Q., Kagiiuova G.// 28-th Plenary Metting of the COSPAR, Finland, liapoo, 19S8,' p. 360.

14. JJogree of universality of mannitol antimutagenic effect.

/ Rasimova G.K., Alijav A.A.// EBMS XX -th Meeting, York, July 20 -27, 1990.

15. Генетический эффект пестицидов и модификация степени токсичности биоантиоксидантом / Амирова Ф.Д., Алиев А.А., Меджи-дов М.М,, Аскеров И.Т., Рагимова Г.К. идр. // Исследование специфичности действия физико-химических факторов, на биологические объекты . Изд. БГУ,, 1990. С. 3-8.