Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Некоторые механизмы повреждающего действия радиации на клеточное ядро печени крыс и пути их коррекции

ВАК РФ 03.00.25, Гистология, цитология, клеточная биология

Автореферат диссертации по теме "Некоторые механизмы повреждающего действия радиации на клеточное ядро печени крыс и пути их коррекции"

• .Л • и

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ИНСТИТУТ БИОХИМИИ

П Ч

На правах рукописи

УДК 577.334 + 577.334 + 616—003.725:576:315

1

БЕКАНОВ Хусан Мавлянович

НЕКОТОРЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПОВРЕЖДАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ РАДИАЦИИ НА КЛЕТОЧНОЕ ЯДРО ПЕЧЕНИ КРЫС И ПУТИ ИХ КОРРЕКЦИИ

03.00.25 — Клеточная биология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ташкент — 1993

Работа сыполпс;:а в лаборатории структурной организации биологических мембран Института биохимии АН РУз.

Научные руководители: доктор биологических наук,

профессор А. К. Мирахмедов кандидат биологических наук П. Мирхамидова

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор П. И. Ташходжаев доктор биологических наук О. X. Саитмуратова

Ведущая организация: Институт онкологии МЗ РУз.

Защита диссертации состоится в « У^*5^ » ч. на заседании специализированного совета Д 015.16.21 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Институте биохимии Академии наук Республики Узбекистан по адресу: 700143, Ташкент, ул. X. Абдуллаева, 56.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института биохимии АН РУз.

Автореферат разослан « » <<¿1 19

Ученый секретарь специализированного совета доктор биологических наук

С. А. БУРХАНОВ

' Актуальность проблем». Клеточное ядро, отделенной от цитоплазмы ядерной оболочкой, практически управ.1яет всей тизнвдея-^ тпльностью клетки и, в коночном итого, организма. Нарушение функции ядерного аппарата приводит к бесконтрольному опухолевому росту, наследственным болезням, тропическим изменениям тканой (Обарский, 1983; Збарский, Кузьмина, 1921).

Действие радиации на клеточное ядро монет нарушить ого взаимодействие с цитоплазмой, регулирующее начало синтеза Ш1К. При. атом изменяется так:~е проншаемость мембран ядерной оболочки' (Кузин, Т973) и образуются свободные радикалы (Эмануэль, 1363) которые могут оказать непосредственное отрицательное влияние на биохимические процессы в клотко.

В связи о развитием атомной энергетики, использованием источников ионизирующих излучения в народно!.! хозяйстве и медицине проблема защиты организма от ионизирующей радиации с капом, годом приобретает все большую актуальность. Особое внимание стали уделять поискам путей коррекции наблгщасм.ых изменений, т.о. противорадиационной защита.

Одна из ватнейпли задач - изучение веществ, способных реагировать па действие ионизирующей; радиации, уменьшать масштабы поврегдоний и, тем самим, оказывать защитное дойствие. Были про-еодоны работы по выявлению раднопротекторных свойств биологически активного вещества - молозие'ного и-акчпра (М5), выделенного из молозивного молока коровы в лаборатории клеточной биологии Института биохимии АН РУз. (Арпддтлнов и др., Т923).

Цель и задачи исследования. Перед нами были поставлены ■ следующие задачи:

Т) изучить действие ^-облучения на морфологическую структуру клеточных ядер печени в динамике развития лучевой патоло-, гии у крыс в присутствии и в отсутствие

2) исследовать влияние радиации на некоторые мембраносвя-зашше ферменты ядерной оболочки печени крно после тотального

-облучения в дрзо 8 Гр;

3) изучить влилпип ионизирующего излучения на переписное окисление липпдов ядер печени крыо, облученных в дозе 8 Гр;

4) исследовать влияние (.1.) на вчжпвпемооть крно, облученных, в дозе 8 Гр;

5) последовать порегненоо окисление лилпдов и активности некоторых .¡-«зрмоктов ядер печени крыс (цитохром-с-оксидазд, Мгг*-

зависимая АТ^-аэа и- РПК-аза), защищенных Мг до и послы облучения;

6)-изучить влияние радиации на некоторые ферменты антиокислительной системы (СОД и ГР) в митохондриях и микросомах клеток печени а динамике развития лучевой.патологии у крыс в присутствии и в отсутствие молозивлого фактора.

Научная' новизна и тейретичаскоо значение работы. В результате комплексного исследования (электронношшроскопичаское и биохимическое) установлено, что тотальное облучение в дозе 8 Гр вызывает структурно-чфуннционалыше изменения ядер клеток печени.

Выявлено, что введение ;/.ивотнш.1 1.!^ за 30 мин до облучения в дозе 0 Гр и в течение 4 дне!: после наго окаоывает противолучевое действие, сникает смертность крыс.

Установлено, что летальная доза облучения резко увеличивает накопление продуктов перекисного окисюшш липидов в ядрах печени при лучовом поражении.

При введении животным Ш до и после облучения восстанавливается структура ядер и снижается ПОЛ в ядрах печени.

Тотальное облучение крыс приводит к нарушении актиьностой некоторых мамб(',аносвязашшх ферментов ь ядрах печени (цитохромг о-оксидаза, Ы ¿^-зависимая АТг—аза и РИК-аза). Введение животным Ми до и после облучения способствует нормализации функционирова-Ш1я'^амбраносвязашшх ферментов.

При введении :,и:вотнш.1 1.1-1 через 30-60 суток после облучения новообразование белков ядер и ядерного иатрикса полностью восстанавливается.

Показано, что при однократном тотальном ¿'-облучении крыс в дозе 8 Гр в митохондриях и микросомах нарушаются активности ферментов (СОД и ГР), принимающих участие в обеспечении защитной Функции в ткани печеш:. Выявлено, что 1.11>, введенный кивотнш до и после облучения, оказывает заиудчш:! эффект. В отдаленные сроки после облучения нормализуются активности «этих ферментов в митохондриях и микросомах печени.

Результаты наших исследований по выявлению противолучевой эффективности !.'1£ позволяют дать практические рекомендации, связанные с использованием его в целях задай человека и животных от иоиизирующаи радиации.

Апробация работ». Материалы диссертации долог.ены на X Все-■союзном симпозиуме "Структура и функции клеточного ядра" (10 -14 Октября'19[>0 г., г. Гродно); I Всесоюзном симпозиуме "»Лоле-

• кулярно-клеточные моханпзш. хронического (внешнего и внутрошш-го)действия попизиру?лцпс излучений на биологические системы" (3-6 декабря J930 г., г. Пушино).

Публикации. Но теме диссертации опубликовано 6 работ.

Обьем работа. Работа изложена на 122 с. мапинописного текста, включая 2 таблнпл. 21 рисунок, н аостоит из введения,'обзора литературы, методов исследования, результатов исследования, обсу.чм пил, выводов и списка использованной лирорзтури.

Э К С П Е F II М Е Н I Л .1 Ь II Л Я' Ч- А С Т Ь

млт;;р11лл и актсш исаадхшшя

Ommi проводили на печени беспородных белих крис массой 120-L40 г. Использовали полозивнич фактор, выделенный из моло-зивиого молока коров в лаборатории клеточной биологии Института бпохшшк ЛИ ГУз, Mi это диализат дупротешгаэпрошц'юй сиворонки молока ранних сроков лактации, содертавдй ипзг.сиолекуляр-н.че полипептидл (г..в, около 10 кД), лнпшш, углеводы, нуклеотл-дн и неорганические соединения (Аркгапанов и др., I9Ü3). Iubot-ичх порвоЯ^групго; подвергати однократному #-облучен;'_ю (па ¿f-уст£ч:овка ьиСо при шмшости лозн 0,0233 Гр/с) в дозе 8 Гр. 2и-лотшгм второй грунт г подкожно вводили ЫФ по I мг на I г массы тела. Через 30 мии их подвергали .^-облучении в дозе 8 Гр. После облучения препарат вводили в точение А дней в такой ло доза, йгашаспость крнс регистрировали im npomtsmm 3 мае. Исслвдо-вания проводили через I ч, 24 ч, 5, 10, 15, 20, 30, 60 и 90 суток после облучения.

Ядра изолировали но методу В1оЬ»1 >щг1 Futter (1966) в модификации С.Н.Кузьминой и др. (IS7S).

Ядернчл матрпкс получали по методу С.П.Кузьминой и др. (1289).

Митохондрии из печени вкдоляли методом диВДюренцпального пентримугированил ( Pwsona , Simson, 1967); микросош -центрифугированием поотмитохондркального супернатанта при 1С5С0П (г в.течеике 1,5 ч. ...

Чистоту изолированных ядер ткани печени контролировали прл помоат электронной микроскопии. Исследования ядер проводили на элекгронном глп'росчлю JK*t-7A. Фиксации осуществляли 2,5/, глшаровьш яльдпптдом, а затем 0S04. после чего, ядра обезволивал» п за.чпва'ш в сшеь эпон-аральдит. Ультра'»онкио срезн

:юлучалн на удьтратоме'lki.-BUüOHJ.

Экстракцию лпгшдов из ядэр проводили по методика, описанной Э.Мэдди (1979). Оптическую плотность лшидов, растворенных в с. мае и Н-гептан-изопропиловий спирт, измеряли спектрофотомат-рически при длине волн 232 (длл диенов) и 273 (для диенкетонов) ил. О содеркашш этих продуктов оудшш по отношению олтичеокой плотности к концентрации лштидов (Шшшиа, Чернавина, 1979).

Активность ,цитохрои-с-оксндази определяли спактрофотомат-ричаски по скорости окисления восстановленного датионитом цито-хрома с (Yonetoni , 1967). Цитохром-с-оксидазную активность виранали в нмолях цптохрома с, восстановленного за I мин, на I мг белка.

о,

.¡.Гд -зависимую A'fi-азную активность определяли по методу Иаув, Kerisnd,(1966) и вирааалл в мкмолях Рг, отшепленного за 30 мин, на I мг белка.

PILK-азную активность определяли но модифицированному методу Скридонопко и соавт. (1975) и ьиракалц в АЕ^бО на I мг белка за I час инкубации.

Супароксиддисмутазную активность определяли но методу Beanchami) U l'ridovich, (1574) .

Глутатпонродуктазную активность определяли по методу Иу-тмйша (1982).

.Ядерно-цитоплазматичоскип транспорт РНК изучали в системе по методике, описанной б работе Коена ц Збарского (1978).

Общео ссдернанио белка определяли по методу Lowry et ol, (IS5I).

PüLiyjíbTATU СОБСТВЕШШХ ИССИЕДОВАШЫ

q

Внутриклеточное распределение Н-молозпьного фактора в печени крип. !.№ мотидп по Н (метод Шишкова и др., 1976). Печений прзпарат вводили крисш.1 в дозе 120 мкКи за 40 мин до забоя. Изолировали ядра, ядершш матрикс, митохондрии, ыикросош к цитозоль. Наши результаты показали, что "Н-МФ проникает в клетку п- накапливается в субклеточных органоидах. Наибольшая активность наблюдалась в ядерном матриксе (10 254 имп/мин/мг). В ядрах активность меченого препарата била в 4 раза дав (2670 иш/мин/иг).' В мшфооомах она составляла 2221 имп/пин/мг.

Следовательно, меченый %-Ul< проникает- через плазматические йембранц в клетку и распределяется по органоидам.

Влияние молозивного ¿-.актора на выживаемость крыс при лучевом пораяелии, Животные, облучепкна дозй 8 Гр, без применения ВД погибали на 3-9 сутки. Вводе што Мв дозе I мг на I г массы тола за 30 мин до облучения л в течение 4 дней после него оказывало аащитннл эффект, сшшало гибель крнс. При этом гиболь яивотнтс наблюдалась чорез 10-11 суток после облучения. Выживаемость составляла около 62% (рис. I).

а?

100 90 80 7060 50

'ю~

30 20 10'

/

X

/

X

X

X

;

/

/

Г—т |-1-|-1-,-]-|----,-,-1-1-!-,---1 --

3 4- 5 б 7 В 9 10 III2 13 Т4 1516 17 1319 90 Время поело облучения, сугки Рис. I. Выживаемость крыс после облучения. По вортикачи-число погибших крыс, по горизонтали - громя поело облучения. (---) -гибель крыс посла тотального облучения без 1.15, (-) - после .введения ¡,15.

Таким образом, Mí при введении в дозе I мг на I г массы тела до и поело облучения обладает радиозащитным эффектом.

Влияние радиации на морфологическую структуру ядер печени крыс.1 затаенных молозпщг./м Фактором. Облучение яивбтних "вызывало морфологические.изменения в ядрах печени, ^ерез I ч после облучения в изолированных ядрах отмечались глубокие изменения", особенно на периферии ядра. Возникали спльпчз инвагинации и' разрихленке ядерной оболочки. Ути изменения 'ббнаружгвалйсь -на ультратонких срезах..1ткани печени.- . •• ......

Через I чае после облученкя в изолированных ядрлх печени крыс, получат-»::;« Ц5 до облучения, такне наблюдались некоторые йнвагяшилга ядерной оболочки. Она была рязр'шгоча, местами от-

оутствовала. Большая часть хроматина находилась в коллаисирую-щам состоянии.

На 5-е сутки посла облучения-в изолированных ядрах печени крыс выявлялись сильные инвагинации, разрыхление ядрышка, ядерная оболочка отсутствовала. Указанные изменения прослеживались на о роз ах ткани печени..

Изменения в изолированных ядрах ткани почини криз, защипанных М5, .через 5 суток поело облучения были менее значительны. Ядерная оболочка прослеживалась хорошо. Хроматин находился в коллапсирующем состоянии. На.некоторых, срезах наблюдались незначительные инвагинации ядерной оболочки.

. Значительное восстановление при действии МФ обнаруживалось на ультратонких срезах, ткани печени крыс на 20-е сутки после действия радиации. Ядра были округлой формы, по периферии ядра хорошо.прослеживались:мембраны ядерной оболочки, были четко видны поровыа комплексы.

Через 90 суток- посла облучения в изолированных ядрах печени крыс, защищенных №6, структура ядер полностью восстановлива-. лась.

Таким образом, при облучении в дозе 8 Ер в процессах рен^-¿ацци ультраструктуры ядер печони,выявляется радиозащитныи эффект 1.11'. ' '

Вянянпе радиации на перакисное окисление липидов ядер печени крыо. защищенных молозивным Фактором. Уже в первые часы после облучения в дозе 8 Гр в гомогенате и ядрах печони крыс происходила резкая активация ПОЛ.

Максимальное количество диеновых коньюгатов обнаруживалось через 5 суток посла облучения. Оно в 3,1 раза превышало норму. Такая же динамика наблюдалась в накоплении дивнкетонов в изолированных ядрах клеток.

В группе крыс, получавших М1>, образованна диеновых коньюгатов било несколько ниже. Некоторое восстановление процесса ПОИ выявлялось на 20-е сутки после облучения, когда образование диеновых коньюгатов приближалось к норме (рис. 2).

На 30-90 еутки после облучения процесс ПОЛ нормализовался.

'Следовательно, накопление продуктов ПОЛ в ядрах печони крыс свидетельствует о повреждении мембран ядерной оболи^ки пачени при однократном облучении в дозе 8 Гр. МФ нормализует соответствующие процессы в ядрах печони облученных животных.

<7 /о

3253002 Г 5 250 ; 150 : 125100 -75 Н

50 -

й

х, 1>

•й

0,042

Ь

Е „Л

10 15 ?о 50 60 90 Время послч облучения, сутки

Рис. 2. Пероштсное окисление лкпидов (диенн) ядер, изолированных из печени крис.

["[ - за 101Й принято перекисное окисление липидов .(диены) ядер печени крыс в контроле (зимой 0,764^0,037 Д/мг/мл; весной и осенью 1,060; О,II Д/мг/мл). ~ '

ПОЛ после-тотального облучения в дозо 8 Гр. р:] - ПОЛ после воздействия ионизирующего излучения в дозе 8 Гр и введения до л после облучения.

Влияние радиации на гагеохром-о-оксядпзиую активность

ядео печени крыс, защищенных М&. После обучения штохрсм-с-оксидазная активность ядер печени заметно изменялась. Наибольшее угнетение активности обнаруживалось через 5 суток (рцо.З).

У крыс, защищенных [.!•!> до л после облучения, активность 'Т-зрмзг.та подалляляоь в значительно меньшей степени. На 20-30-е сутки этот показатель приближался к .норме,, а на 60-90-е сутки колебался в пределах контрольных величин.

Трким обрезом, Ш вооотаногливаот активность цптохрсм-о-окоидазы',' что' коррелирует с морфологическими данмнки.

йтаянпо' ралкянип на Мк^-завксщую АТФ-ззнта п РНК-азитю активность ядор-иечояя кто.- зэдивюнпых полоатиявл Фактором.

Результаты ттг. исследований показали, что при действии радиа-.

% 100

50-

ч

-Н -

с--3ч1 ,-г гТ[Г ,1Г ,-т-., ,--[г,

Ьр¿МН ПоСПв обчучсниш, сутки

Рцо. З.Цитохром-с-оксидазнал активность ядер, изолированных

из клеток печени крыс (за 100" принята цитохром-с-оксн-дазная активность ядер клеток печени крыс ъ контроле).

(_ —) _ активность после тотального облучения в дозе

8 Гр. (-

■•) - активность после действия ионизирую-

щего излучения в дозе 8 Гр и введения МФ до и после ■ облучения,

циина животных в ядрах печени ингнбирустия Пк^-зависимая А'М-азйак активность. Наибольшее ши'иопроъаниа ¡.Н; ^'-зависимой ЬлЬ-&ШЙ';-¿хтивиости (66;?) набл:о.цалось через сутки. Через !5 суток алтйввоса'ь ДК'-азы-была ингибиривапа на 45,5'? (рис, 4.)

В группе крыс, защищенных ¡.II», активность фермента ингиби-ровалась в г.опыиеа отепини. Через £ ч после облучения АТФ-азнал активность была подавлена на 35;!, через 5 суток -.на 233. В динамика развития лучевой патологии у защищенных животных актиь-ность приближалась к норме. В оолае поздние сроки (30-90-а сутки) АТФ-азная активность колобалась в пределах но^ш.

После тотального облучения в дозе 8 Гр РНК-азная активность в ядрах печони снижалась, в динамике развития лучевой патологии наблюдалось снимание огого показателя. Наибольшее ингиби-раванив (на .5725) отмечено на 5-о сутки после облучешш.

•. В группа животных, защищенных М5 до и после облучения, в начальный- орок,активнооть РНК-азы снижалась незначительно. Наибольшее подаменив активности этого фермента (на 32$) приходилось на-5-е сутки после тотального облучения. Радиозащитный а)$ект МФ был ярко выражен на ЗО-о сутки посла действия радиации. В этот срок РНК-азная активность колебалась в пределах

гоО

50 -

А--

V л • ■ -1"

к _.<«

0,042

10

Гис.4. Мг^^-сти!,

15 ,?о зо ео а-.) Времп посла облучения, сутки

пзолирован-' "Ф-азнал

■мулируоиая АТ'1-аэная активность ядер, и них из клеток печени крнс. О.!'^-стимулируемая А' активность ядер печени необлученнкх крис, равная 2,8 мкмоль Р1/мг белка, принята за ЮЛ). (- - -) - активность после тотального ^-облучения в дозе ¡3 Гр.

(---) - активность после действия ионизирующего излучения в дозе 8 Гр и введения 1/1-1? до п посла облучения .

100

50

/к.

N

х N

41 N.. \

. -4

I—{—

•р

0,0'+.?

I

ю

20 30

60

00

Время после облучения , сутки

Рио.5. ШК-азная активность ядер, изолированных из клеток печени крио. (РНК-азная активность ядер печени иеоблучен-ных крыс, равная 3,6 Лт-.-Уч-мг болка, принята за 100%).

(---) _ активность посда тотального ¿■-облучения в

дозе 8 Гр.

(---) - активность после действия ионизирующего излучения в дозе 8 Гр п введения 1.1Ф до и после облучения.

контрольшгх величин (рис, 5). Такие же показатели наблюдались через 60-?: 1 суток.

т

5

Влиянии радиации на транспорт РНК из ядер, изолированных из клотик гепатоцитов крнс. Однократноа тотальное % -облучош.з в дозе 8 Гр нодаышло транспорт РНК в бесклеточной системе из Изолированных ядер гепатоцитов крыс. Через 24 ч посла облучения выход РНК из ядер, изолированных из печени крыс, в баскле-то'шой система при 15-ыинутной инкубации составлял 4,63$.

В группе крыс, защищенных 1.1'р, выход ГПК из-ядер был подавлен меньше. Через 24 ч. после облучения выход РПК из ядер в бесклеточной системе при 1Ь-пинутной инкубации достигал Б,02% по отношению к норме.

Лапние литературы свидетельствуют о том, что 'ингиоирова-;ша транспорта РНК связано с подавлением.активности мембрано-сьязанных ферментов (1,1 ¡т" '"-зависнмая АТ^-аза и ШК-аза), локализованных в поровых комплексах ядерной оболочки и принимающих, непосредственное участие в ядорно-цитоплазматичееком отношении. По-видимому, в результате'восстановления активностей этих фар-мантов восстаповливается транспорт РНК.

' < Н

Влияние радиации на вкпдченид 3 -мотпонпна в балки ядерного матрикса печя'ни кга'С ъ отсутствие и в присутствии Ць>. Через I час после облучения в дозе. 8 Гр скорость включения ^з -метионина в белки ядер повышалась на 54^, через I сутки -на 85^.'

В ядрах клеток печени крыс, защищенных 1.'Ф,- в первые сутки скорость включения метки возрастала на 2<$. Отот показатель восстановливался на 60-е сутки поело облучения, когда удельная радиоактивность колебалась в пределах нормы.

Удельная радиоактивность белков ядерного матрикса через I ч превышала норму на 45р, через сутки - на 60.

В ядерном матриксе, изолированной из клеток гепатоцитов, на 10-е сутки включение подавлялось на 14,2. На 30-60-е сутки после облучения синтез белков ядерного матрикса восстановливался. Радиоактивность в ядерном матриксе находилась в пределах контрольных воличин (рис. 6).

Влияние радиации На активность ферментов антпокпелитель-ной системы защиты (оупероксиддпсмутаза и глутатпонредуктаза) и их состояние при введении ЬИ'. Чероз I ч поело облучения активность СОД в митохондриях и микроом,йх била соответственно на 75/' и 124$ выше нормы. На 5-е сутки после облучения в мито-

150-

ioo

К

Y

/Л /

У

А—1

0,042 X Ю 30 ео

Время после облучения, оугь.ц

Рис. 6. Скорость включения s-метионина в белки ядерного

матрикса клеток печени крично отношению к норме.

(---) -т. посла тотального облучения в дозо 8 Гр.

(--) - посла введения I.O до и поело облучения

(За МС> принято включенко s-метионина в болкк ядерного, матрикса печени крас в норме (28893tI2ö5 иш/мин/мг при ¿она 16+7 пмп/мин).

хонцркях наблюдалась наибольшая активация-СОД - на 12Ь% мо нормы. В микрооомах она превышала норму на 88,'i.

У крыс, защюцвшшх 1Д-3, через I ч активность ООД в митохондриях била вишо норма на 28■%, в микросомах - на 46, через сутки - соответственно на 36 и 14'/'. На ЗС-е сутки актдуность ¡¡того фермента била близка к норме.

Через I ч псоле тотального облучения активность IT в мь-тохондриях и микросомах снижалась соответственно на 53 и 6Q%, через сутки - на 68 и 67,3. В митохондриях и микросомах печени крно, защищешшх Iii), подавление I? было значительно меньше. Через I ч в митохондриях оно составляло 26$, в микросомах. - 29, Через сутки этот показатель в митохондриях бил на 22Д ниже- нормы, в иикросоках - па 25. К 30 суткам активность ГР находилась в пределах нормы (рис. 7).

% 100-,

50-

-----

---

-т---> I-

0,042 Г

—г-

20

—Г"

30

50 -

г ,--------,-----г---, -!--

0,142 Т . 5 20 30

Время после облучения, сутки Рис.7, Глутатионредуктазная активность митохондрий и мпкросом. изолированных из печени крыс (за 100$ принята глутатионредуктазная активность митохондрий и микросом печени крыс в контроле. Глутатионредуктазная активность митохондрий печени нооблученньгс крыр -равна 76,4 нмоль НАДФ.Н мин.мг белка, микросом - 120 нмоль НАД^.Н/мин-мг белка), (— -) - активность после тотального облучения в дозе 8 Гр..

(г-) - активность после действия ионизирующего излучения в дозе 8 Гр и введения !.Т£ до и после облу-.чония. Вверху - митохондрии, внизу - микросомы,

0ЕСУШ1ИК РЕЗУЛЬТАТОВ

Клеточное ядро играет сажную роль в процессах индивидуального развития. Отделяя ядерный аппарат от цитоплазмы, ядерная оболочка выполняет многообразные биологические Функции в ядсрно-цитоплазматическом отношении и транспорте (Збарокш*, 1970; 1272).

- Радиационные поврсгдаикя ядра кши1 важное значение в обшей цепи радиационных поврежден?« кльтки и всего ошшкзма.

Одна нз важнейших задач радиобиологии - защита организма от ионизирующего излучения с помощью радиопротекторов.

Наши результаты свидетельствуют о топ, что введение животным в лрзо I ыг на I г массы тела за 30 мин до и после облучения оказывает защитный офТюкт. Выживаемость животных составила 62$.."

■"Н-1Н приникает в клетку и накапливается в ядерном штрик--се, клаточинх ядрах, инкрэсдальних фракциях. Радиопротекторы проникают в клетку и накапливаются в клеточных органоидах, особенно в ядрах и играют ванную роль во внутриклеточной защита (Титов, 1971; Павлова ц пр., 1975).

Данные многих'авторов евпдагельсьвуют о высокой радиочувствительности ядерной оболочки (Токин, 1974; Мирхамидова и др., 197Э; КуэшинА и др.,' 1979). Повреждение ядра сопровождаются инвагинациями наружной и внутренней мембран ядерной оболочки.

Наин морфологические исследования показали, что ¿'-облучо-нив в дозе 8 1'р вызывает оуцоствэшше морфологические изменения в структуре ядер печени крыс. В процессе развития лучевой патологии морфологические повреждения нарастают. Па 5-а сутки ядра сильно инва1 инпрсваны, ядерная оболочка отсутствует, хроматин коллапоирошн, ядришо разрыхлено. Эти повреждения йогу? повлечь за -собой нарушений метаболизма ядра и всей клетки в пало.,и

Ванный аспект нащих исследовании - влияние 1.14' на структуру ядер печени крыс в отдаленные сроки после ¿"-облучения. Показано, чго в ультраструктура ядер печени крыс, защищенных ¡.'11<, в поздние сроки после облучения в дозе 8 Гр наблюдаете!] Прописс восстановления. Через 90 суток структура ядер полностью восстанавливается. Вероятно, это свидетельствует о р^диозащлтном и регенерирующем действиях Ш>.

Известно, что при действии радиации на организм в первую очередь нарушаются липидные компонент» биомембран в рэзультата парэкненого окисления их (Владимиров, Арчаков, 1972).

* Согласно нашим результатам, в первые часы посла радиационного воздействия липиди в ядрах печени существенно изменяются.

Наибольшее количество продуктов ПОЛ в ядрах, приходится на 5-е сутки посла облучения.

Различные радиопротекторы, взаимодействуя со свободными радикалами, уменьшают масштабы повреждений при действии радиации, окэз1шря тем самым защитный эффект (Бурлакова и др.,1975).

При введении животным ГЛФ уменьшается накопление продуктов ИОЛ. Б ядрах, клеток гепатопитов^-.ивотных этой группы на 20-30-е сутки после облучения процесс в'оостановлпвался.

Накопление продуктов ПОЛ окаэываот ингибирующий эфхТ-акт на. такие мембрацосвязанные фертленты ядерной оболочки, как АТБ-аза, ГИК-аза-и цитохром-с-оксидаза (Владимиров, Арчаков, 1972). Наш исследования показали, что активности перечисленных ферментов под'действием радиации подавляются. По-видимому, такой эффект связан с взаимодейотв1гом продуктов ПОЛ, накопление которых мы наблюдали в своих исследованиях, с фермонтами ядерной оболочки.

Экспериментальные дэшшв свидетельств уют о том, что -в ядрах почони облученных крыс, защищенных 1,11', активности иитохром-с-оксидазы, ''-АТФ-азн и РНК-азы ингибированы меньше, чем в отсутствие.М<£. Подавление наблюдалось на 1-15-е сутки после об-лучоння. К 30-90 суткам активности этих ферментов колебались в ■ продолах нормы.

Выход РНК' из ядер в инкубационную среду зависит от температуры, что согласуется с данными р.Б.ЛяиНег,(1080) и Кузьминой с соавт. (1980). Через 24 ч послз облучения наблюдается подавление выхода РНК из изолированных ядер в бесклеточнои системе при 15-минутной инкубации. V

На основании полученных нами результатов^ данных дс;ора-туры мн считаем, что изменения активностей ¡.-^'''"-АТФ-гзы и ГШ -азы приводят к нарушению транспорта РНК из ядра в цитоплазму.

Ядерный матрикс является активной структурой клеточного ядра, регулирующей важнейшие процессы жизнедеятельности. В течение первых суток после -облучения в дозе 8 Гр скорость включения -метионина в тотальный белок ядер и ядерного мат-рпкса повышается. Наши данные согласуются с данными других авторов, которые связывают эти изменения с компшюаторшми механизмами организма (Блохина, Коржова, 1371; Паскевич и др.,1971), На 30-90-е сутки после облучения в ядрах и ядерном ыатрикое клеток печени крыс, получавших-ЫФ, включзнио радиоактивной метки в белки восетаноштвается. Некоторые -авторы предполагают, что протекторы проявляют - запщтнай эффект ускорением восстановительных процэссоч (Ыозяухия, 1964;' Ромаидев* 1968). Важную роль' играх». (рермантм- антирацикольнэй .систомы защиты клетки после- дейстязд. иош!з;я>ущзго излучения' (Рудзь я др.,1.Г-Бг).

В митохондриях и микросомах печени' облученных крыс активность СОД значительно возрастала во'все сроки исследования. Повышение активности СОД, по-видимому, свидетельствует о том,что регуляцию свободнорадикалышх процессов в клетке осуществляет антиокислительная ферментативная система, контролирующая содержание активированных форм кислорода (Ojp, гидроперекиси водорода (НоОр), гидроксилыюго радикала (011), а такла продуктов ПОЛ $Ipaf:ep,"l&79).

Активность ГР в митохондриях и микросомах почени кркс посла облучения подавляется. Это свадетельствуат о том, что при действии радиация в печени снижается уровень восстановленного глутатиона (Прайер, 1979). Наши данные показали, что в митохондриях и микросомах печени облученных крыс, защищенных Iii, активность СОД и ГР повреждены меньше, чет.; в отсутствие 1,14. При введении крысам М5 к 30 суткам после облучения активности этих ферментов восстановливаются, что свидетельствует о нормализации в клетках печени свободнорадикальннх процессов.

Таким образом, наши морфологические и биохимические исследования свидетельствуют о том, что тотальное облучение крыс' в дозе 8 Гр вызывает изменения структуры, ПОЛ и активности ферментов ядер печени.'В группе крыс, защищенных Щ>, изменения менее значительны. MJ>, - оказывая радиозащитный эффект, усиливает репа-ративные процессы, воостановливает структуру и функции клеточного ядра (к 30-90 суткам)'.

г

выводи

1. Выявлено, что молозпвный фактор обладает радиозащитным свойством. Введение животным (I мг на I г масеы тела) за 30 мин. до и в точение 4 дней после облучения (доза 0 Гр) оказывает ра-диомодифицирувщаа действие: повышается процент выживаемости крыс, быстрее восстанавливается структура ядра.

2. Установлено, что вьедоние животным молозивного фактора до и после облучения снижает в ядрах гепатпцитов накопление продуктов перекиспого окисления липпдов (диет; и дианкетоны).

3. Облучение приводит к нарушению активностей формантов, ассоциированных в ядерной оболочка: цитохром-с-оксидаза, Mr*^-АТФ-аза и РНК-аза. Введение животным молозивного фактора до а посла облучения приводит к значительной нормализации активностей форментов.

4. Показано, что введений животным молозивного фактора вызывает полное восстановление новообразования белков ядерного матрикса и ядра к 30-60 суткам после облучения.

5. Антиокиолительние ферментные систоми в митохондриях п микросомах (сунероксиддисмутаза и глутатиопредуктаза) клеток печени крыс при облученииin vivo чувствительны к действию радиации, введение молозивного фактора нормализует активности сулероксиддисмутазн и глутатионредуктазы в митохондриях и микросомах печени. .

Список опубликованных работ по теме диссертации.

1.The effect of Irradiation on nuclear membrane in embryo-genezy/A.K.Mirakhmedov, P.Mirkhamidova, • G.T.Shamsytdiriova, Г.А. Akilova, A.B.Isakova, K.M.Bekanov//The third euripean congress on cell Biology Abstracts.-Firetize, Italy, 199°.-262.

2. Влияние радиации на ферментативную активность ядер печени беременного организма и эмбрионов /П.Мирхамидова, А.К.Мир-..хмедов, Г.Т.Шамоутдинова, Х.М.Беканов//Структура и функции клеточного ядра: Тез. докл. X Воосоюз.симлоз.-Гродно, 10-14 октября 1990 г.-С.146.

3. Влияние радиации на функциональную активность ядер печени беременного организма и эмбрионов ./А.К.Мирахмедов, П.Мирхамидова, Г.Т.Шамсугдинова, Х.!,1.Беканов//Лолекулярно-клеточше механизмы хронического (внешнего и внутреннего) действия ионизирующего излучения на биологические системы: Тез Л Всесоюз. сшпоз.-Пущино, 3-6 декабря, 1990 г.-0.85-86.

4. Фракционирование, очистка и впделенио биологически активного веодства молозива коровы и влияние его на выживаемость крыс при лучевом поражонки/Арипд'каноБ А.А., Мирходтаев Д.Б., Мамадов S.K., Мнрхамидова П., Бекапов X. 1.1.//Докл. АН РУэ-1993. Л 6.-С.

5. Структура к функции ядер клеток печени крыо в отдаленные сроки после облучения в присутствии молозивного фактора /ламидов Д.Х., .Мчрхамидова II., Беканои Х.Н., Аршшсшэв А. Л., ¡■глатов''. Л.С., 1л':р-?.г.:олов А.К.//Тез.донлЛ научной коптерон. б::ох;?:'. общества Госпублики Таджикистан "Лробяеш биохимик".-

Душанбе, 21-23 сентября, 1993 г.-С.93.

Изобретение.

6. Способ защиты нормальных тканэй организма от лучевых поражений. Приоритетная справка Jp I ИАР 93001.1(0755 ГФ) от 15.06.93.

"Каламушлар жпгар хужайралари ядросига радиация таъсиришшг айрим мехаыпзмлари ва уларни туза-тиш njtaapii" мавзусидаги диссертация ишишшг ^исцача мазмунп.

Хознрги ва^тда радиобиологиянинг знг мухим масалаларидан бири радиациянинг зйтапра ва зуокайра яцросшганг структураси ва функциясига таъсирини урганпшдир. Ядро функцкясининг бузилиши назоратсиз усмаларнинг усишига, ирспи касалликларга ва Tyipii.ia-ларнинг узгаршшарига олиб келади. Шу сабабли, энг музрдл вази-фалардан блрп, ионлаштнрувчи нурзланиш карохатлари мшузеини ка-майтиркб ва цру билан бирга хиыся цила олиш цобилпятига эга бул-ган моддалар таъсирини урганишдлр. Иунга кура, Уз ФА Бпокнмё 1ш.1г0зр.1шшг здаайра биологияси азмойпшгоз^ида сигир огиз сутидан аяратиб олинган омилнинг радиопротекторлик хусусиятларшш аник-лат борасида илини изланнылар утказилди.

■ Бу изланииларда, хдипенларга ои:з сути о;,пни кзборилшпи (тана ьазшшинг 1.;грамига I мг мшуюрда) нурлашшга карши таъсир курсатиши ва нурланган з^швонларнинг яшовчанлипши огаишига олиб колиши аншутнди. Плк гларотаба, з^айвошадзга огиз сути омилининг вборилшии жпгар хумайра ядроси липидларишшг порокисли оксидла-нишини насайишига, япро ферментларшшнг (цитохро;.1-с-оксидаза, АТФ-аза ва РПК-аза) активлигининг нормаллашшпига ьа иунингдок янги xocilt булаётган ядро ва ядро матрикси о^енлларишшг нур-ланишдан кешш 30-60 кунларга келиб ^айта тиклашшига олиб ка-лиши ашп;ландп.

"Some mechanisms of radiation effect on rat liver cellular nucleus and the ways their correction" Suit ¡nary

At the present tine one of most important tasks of radio-biology is the study on radiation eil'ect on structural-Tune tio-nal properties of a cell and primarily, on the apparatusbui nucleus. The nuclear apparatus function disorders lead to nnco-i trolled tumor growth hereditary diseases, trophic disturbances

- '/£" -

of tissues. That is why one the most inportpnt tasks is the investigation on effect of substances pble to re^ct on the efi'ert of ionir.inf; radiation -^nd to decrease the scale of disturbances and by the neans of that to rpovide a protection effect. In this connection the search has been carricd out to discover the r'-d ! opro ter11 ve properties of biolopicnlly active substance - colostric factor (CP), isolated from the beestings in the beestings in the laboratory of cell biolopy of Institute of Biochemistry Uzbek Academy of Sciences.

It was established that colostric factor administration to animals (the dose is I Eg per -I gram of weight) before end after the irradiation yields anti-radiation effect, decreases the death rate of enimals irradiated. It was shown that CF efficiently prevents the structural-functional disturbances upon irradiation at the dose 8 G inhibiting lipid peroxidation, brings activity of nuclear enzymes to norns (cytochrome-s-oxidase, f.l'Fase and HNAsse) as well a3 the protein nuclei and liver nuclear matrix neoplasm on 5^-60 day aft*r irradiation.