Фотобиология - Конев С.В.
Скачать (прямая ссылка):
Исследование действия УФ-света на биологические
276
Глава XV. Летальное действие света
мембраны. Изменение электропроводности бимолекулярных фосфоли-пидных
мембран.- Докл. АН СССР, 1972, 202, 882.
Рощупкин Д. И., Пеленицын А. Б., Талицкий В. В. Действие
ультрафиолетового излучения на мембранные структуры животных клеток.- В
сб.: Роль изменений структуры мембран в клеточной патологии. М., 1977, с.
53.
Семенов Н. Н. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной
способности. М., 1958.
Свободнорадикальные состояния и их роль при лучевом поражении и
злокачественном росте. Тезисы докл. М., 1971.
Тарусов Б. Н., Иванов И. И., ПетрусевичЮ. М. Сверхслабое свечение
биологических систем. М., 1969.
Эмануэль Н. М., Лясковская Ю. П. Торможение процессов окисления жиров.
М., 1961.
Bateman U., Gee G. A kinetic investigation of the photochemical oxidation
of certain non-conjugated aleins.- Proc. Roy. Soc. Ser. A, 1948, 195,
391.
Lundberg W., J б г n i P. Perioxidation of polyunsaturated fatty
compounds.- Prog. Chem. Fat. Lipids, 1968, 9, 379.
Глава XV. ЛЕТАЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ СВЕТА
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭФФЕКТА
Ультрафиолетовое излучение оказывает летальное действие в основном на
животные, растительные, бактериальные вирусы (фаги) и одноклеточные
организмы (микробы и простейшие). Летальный эффект у высокоорганизованных
многоклеточных (например, птиц, млекопитающих и т. д.) при облучении их
ультрафиолетовыми лучами в реальных дозах практически не наблюдается,
хотя в принципе он может быть достигнут при очень больших дозах.
У фагов летальное действие проявляется в утрате способности к
внутриклеточному размножению, а у микроорганизмов - в гибели клеток до
первого деления или чаще всего в первом или последующих поколениях. В
конечном счете одиночная клетка теряет способность к образованию
макроколоний. Причиной гибели клетки является повреждение жизненно важных
молекулярных структур.
Если клетка гибнет от одного "удачно" поглощенного кванта (попадание в
мишень), то процесс инактивации клеточной популяции описывается
экспоненциальной зависимостью, основанной на распределении Пуассона:
1. Общая характеристика эффекта
277
N = N0e~'D,
где N0-число исходных клеток; N - число выживших клеток; а-поперечное
сечение инактивации; D - доза; csD - среднее число ударов по
чувствительной единице (при aD= 1 на клетку в среднем приходится по
одному летальному удару). Отсюда а равно обратной величине дозы, при
которой выживаемость составляет 37% (е~1 = = 0,37):
1
DS7 (в квантах на 1 мм2)
В большинстве случаев наблюдается экспоненциальная зависимость
выживаемости от дозы облучения, т. е. имеет место одноударный процесс -
гибель клетки или фага от "удачного" попадания единственного кванта (хотя
гибель клетки происходит лишь после поглощения 105-107 квантов).
При гетерогенности (по фоточувствительности) клеточной популяции процесс
инактивации описывается бифазной кривой, отражающей наложение двух
одноударных экспоненциальных реакций. Известны, однако, случаи и
многоударной инактивации. Двухударная инактивация описывается уравнением
N/N0 = e-lD+lDe~"jD = e-*D(i+°D)) а многоударная (k ударов) - уравнением
k=n- 1
NjN0 = 1 - e-'D ^ (°D) k/kl>
k=Q
где n - число попаданий.
Еще в 1929 г. Гейтс показал, что спектр действия летальности
микроорганизмов совпадает не со спектром поглощения клетки в целом, а со
спектром поглощения нуклеиновых кислот. В дальнейшем этот факт был
подтвержден многочисленными экспериментами.
Как правило, спектры действия летального эффекта имеют выраженный
нуклеиновый максимум при 260- 265 нм (рис. 51). Однако для отдельных
организмов описаны как чисто "белковые" с максимумом при 280 нм, так и
смешанные спектры летального эффекта с макси-
278
Глава XV. Летальное действие света
мумами при 260 и 280 нм, указывающие на то, что в акцепции света,
приводящего к гибели клетки, участвуют и белки и нуклеиновые кислоты.
Слабым инактивирующим действием на клетки обладает и ближний УФ-свет
(А>320 нм). Чтобы получить летальный эффект при облучении ближним
ультрафиолетовым светом, необходимы дозы в 105 раз большие, чем при
использовании среднего ультрафиолета.
Рис. 51. Спектры действия вируса гриппа (McLaren A., Shu-
gar D., 1964):
а - подавления инфекционной активности (1) н гемагглютниацнн (2); б -
деструкции (1) и способности к интерференции (2)
Механизм действия ближнего света изучен недостаточно. Имеются лишь данные
о том, что летальный эффект света с длиной волны более 320 нм может быть
связан с непрямым повреждением ДНК. Дальний ультрафиолетовый свет (Х<200
нм), наоборот, весьма эффективен, что может быть обусловлено его
ионизирующим действием.
2. ИНАКТИВАЦИЯ ФАГОВ И ПЛАЗМИД
Очень удобной моделью для изучения молекулярных механизмов действия УФ-
света являются фаги. Их строение достаточно просто - одна молекула ДНК
или РНК и белковый чехол. Как и все вирусы, фаги не обладают собственным
метаболизмом.
