Основы общей и сельско-хозяйственной радиобилогии - Гудков И.Н.
ISBN 5-7987-0005-4
Скачать (прямая ссылка):
При использовании протекторов, механизм действия которых связан с непосредственным влиянием на молекулярные повреждения, с возрастанием концентрации защитного вещества в клетке, очевидно, должно увеличиваться количество дезактивируемых молекулярных повреждений, а следовательно, будет возрастать и степень защиты. В таком случае зависимость противолучевой защиты от концентрации протектора должна определяться некоторым интервалом, при котором защитный эффект с ее увеличением возрастает, и интервалом, в пределах которого изменение количества протектора уже не отражается на степени защиты (эффект концентрационного насыщения).
Но при работе с живыми организмами зависимость радиозащитного действия протекторов от их концентрации может приобретать более сложный характер, поскольку с увеличением количества протектора может возрастать его токсичность. Это касается и сульфгид-рильных соединений, токсическое действие которых хорошо известно. Поэтому концентрационная зависимость защитного эффекта для них описывается одновершинной кривой (рис. 24).
Для достижения концентрации радиопротектора в клетке, обеспечивающей максимальный противолучевой эффект, необходим определенный промежуток времени между началом введения и моментом облучения. Величина этого промежутка определяется скоростью поступления протектора в клетку и характером его внутриклеточного распределения. Значительное увеличение продолжительности контакта растения с протектором может
привести к ослаблению радиозащитного эффекта вследствие метаболических превращений веществ либо его выведения из соответствующих тканей. Кроме того, в связи с отмеченным токсическим действием радиопротекторов сульфгид-рильной природы длительное выдерживание в них растений может приводить к метаболическим и структурным нарушениям в клетках. Поэтому в наиболее типичном случае зависимость между эффективностью радиопротектора и временем, прошедшим после начала его введения в растение, также описывается одновершинной кривой. Оптимальная экспозиция вегетирующих растений в сульфгидрильных протекторах составляет 2—3 ч, для большинства других — 4—5 ч.
Что касается остальных временных показателей, таких, как интервал времени между введением радиозащитного соединения и облучением, мощность дозы, способ облучения, то чем меньше времени занимают эти процедуры, тем выше эффективность защиты.
Существует множество гипотез и теорий, пытающихся объяснить механизм радиозащитного действия сульфгидрильных соединений. Одна из них, основываясь на том, что сульфгидрильные соединения, являясь сильными восстановителями, выступают как перехватчики свободных радикалов и не допускают их взаимодействия с макромолекулами нуклеиновых кислот и белков. Однако вряд ли этот механизм может иметь место в живой клетке, так как заметное подавление выхода свободных радикалов наблюдается лишь при введении в нее сульфгидрильных веществ в количествах в 500—1000 раз превышающих те, которые оказывают радиозащитное действие.
В основе гипотезы смешанных дисульфидов лежат представления о том, что сульфгидрильные соединения, в состав которых входят SH-группы, вступают в связь с S—S- или SH-группами белков, образуя смешанные ди-
Концентрация протекторо8,мг1га.
Рис. 24. Зависимость радиозащитного действия цистеина (а) и цистеамина (б) от концентрации при гамма-облучении конских бобов (/) и гороха (2}
сульфиды, которые оказываются более устойчивыми к действию излучений. Но в литературе нет сведений о корреляции между концентрацией дисульфидных групп и степенью противолучевой защиты, что не позволяет принять и это предположение.
3. Бак с соавторами (1964) выдвинули гипотезу объяснения механизма защитного действия сульфгидрильных соединений, которую назвали гипотезой «биохимического шока», или «метаболической защиты». Она состоит в том, что сульфгидрильные соединения в защитных концентрациях вызывают во всех живых организмах — от бактерий до млекопитающих — глубокие биохимические нарушения, приводящие к изменению нормального метаболизма. Эти нарушения проявляются в торможении синтеза ДНК, РНК, белков, углеводов, разобщении окислительного фосфорилирования, ингибировании анаэробного и аэробного гликолиза. Особенно значительные нарушения происходят в синтезе ДНК, приводящие к снижению скорости клеточного деления, возникновению аберраций хромосом, нарушению роста и формирования различных тканей и органов.
Основной вывод, к которому приходят авторы гипотезы биохимического шока, заключается в том, что сдвиг биохимических процессов под влиянием радиопротектора обусловливает повышение устойчивости организма к ионизирующей радиации. Временное «шоковое» торможение синтеза нуклеиновых кислот, белков и углеводов и наступающие вслед за ним морфологические изменения являются главной причиной противолучевой защиты.
Гипотеза 3. Бака и его коллег хорошо согласуется с гипотезой отечественных исследователей из лаборатории Т. К- Джаракяна (1965), которые связывают защитное действие сульфгидрильных радиопротекторов с задержкой митоза, нарушением синтеза ДНК, окислительного фосфорилирования и функционального состояния регуляторных систем организма.
