Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) - Кудряшов Ю.Б.
ISBN 5-9221-0388-1
Скачать (прямая ссылка):
Однако в клетке имеются механизмы, защищающие ее от такого состояния. Начало увеличения вязкости липидов (снижения текучести) мембраны в клетке служит сигналом неблагополучия, «тревоги». Вследствие этого мобилизуются процессы десатурации — образования двойных связей в хвостах жирных кислот фосфолипидов. Это приводит к увеличению уровня содержания ненасыщенных жирных кислот в мембране и восстановлению текучести.
Предполагается следующий механизм регуляции биофизического состояния мембран с помощью десатурации жирных кислот: 1) сигнал повышения вязкости фосфолипидов БМ передается через мембраносвязанные сенсорные переносчики *) к промоторам генов десатураз в клетке; 2) возрастает синтез полиненасыщеиных жирных кислот, нормализуется текучесть мембран и физиологическое состояние клетки (Д. А. Лось, 2001). Следует отметить, что индукция генов десатурации зависит не от абсолютной температуры, а от разницы температур преадаптации и индукции.
В случае образования избытка ненасыщенных связей при десатурации появляется опасность накопления ППОЛ, а это приводит к мобилизации другой системы защиты клетки и мембран от повреждений — активации антиоксидантной системы, регулирующей окислительно-восстановительный гомеостаз.
3.2.1.2. Адаптивные изменения БМ при гипертермическом
стрессе
При повышении температуры вязкость БМ понижается, текучесть и подвижность липидов возрастает, происходит разрыхление мембраны. При этом усиливаются процессы липопероксидации и накопления токсических ППОЛ, приводящих к молекулярной дезинтеграции фосфолипидов. При высокой интенсивности воздействий происходит нарушение структурно-функциональных свойств БМ и клетки (рис. Vn.ll, II).
Так же, как и при холодовом стрессе, в ответ на сигнал неблагополучия включаются стандартные системы, регулирующие десатурацию и окисление ненасыщенных жирных кислот. Повышение температуры, увеличивая текучесть мембраны, понижает активность десатураз и мобилизует антиоксидантные системы. Характерной для регуляции
*) Сенсорный белок-переносчик локализован в цитоплазматической мембране. Под действием изменений вязкости БМ он может менять конформацию и/или проходить через циклы фосфорилирования-дефосфорилнро-вания. Предполагается, что сенсорный белок обладает свойствами гистидин-киназы. (Б. А. Лось, 2001).
360
Гл. VII. Биологические эффекты малых доз излучений
реакции на гипертермию является активация экспрессии генов теплового шока, в частности Hsp 90 (heat shock protein 90), кодирующего один из белков теплового шока. Этот белок способен связываться с фосфолипидами и предохранять тем самым БМ от окислительной дезинтеграции.
Концепция влияния текучести липидов мембраны на регуляцию экспрессии генов подтверждена многими исследованиями.
В зависимости от природы и интенсивности фактора, воздействующего на мембрану, клетка мобилизует те или иные механизмы сохранения гомеостаза. При осмотических стрессах клетка активирует синтез биологически активных веществ, регулирующих ее объем (глицерина, пролина, глицин-бетаина), или пытается избавиться от избытка воды в цитоплазме.
Помимо описанных механизмов регуляции, через мембраны могут активироваться иные способы восприятия и передачи сигналов в клетке. Это может происходить при участии ассоциированных с рецептором ферментов — фосфолипазы С, протеинкиназы С, механизмов регуляции проницаемости, мобилизации ионов Са2+, изменения уровней содержания циклических нуклеотидов и др.
Рассмотренные изменения текучести мембран связаны не только с уровнем ненасыщенности жирных кислот, но и зависят от степени их окисленности. Они являются частью общей неспецифической реакции регуляции гомеостаза, происходящей в клетке в ответ на физические и химические воздействия.
Здесь вспоминаются слова основателя теории стресса Ганса Селье о том, что стресс — это состояние живой системы, характеризующееся выработкой адаптационных реакций в ответ на неблагоприятные факторы среды.
3.2.2. Стадии неспецифической оксидативной реакции клетки
Любой стрессор вызывает в клетке ответную стресс-реакцию — «оксидативный стресс», проявления которого зависят от интенсивности и длительности воздействия.
Эта реакция состоит из двух основных взаимосвязанных процессов: оксидативного, развивающегося в результате накопления ОРТ, приводящего к патологическому эффекту, и сдерживания этого процесса с помощью мобилизации запасов защитных ресурсов клетки — системы ферментных и низкомолекулярных антиоксидантов, т. е. емкости антиокислительного буфера*) (АОБ) (рис. VII. 12).
При действии ионизирующего излучения в малых дозах на клетки и организмы проявляются первые две стадии неспецифической стресс-
*) Емкость антиокислительного буфера характеризует суммарную активность защитных ресурсов клетки (гипоксического, антирадикального, антиокислительного и др.) от токсического действия ОРТ. Подробнее о составе компонентов антиокислительного буфера см. в последующих разделах учебника.
3- Механизмы действия ионизирующих излучений в малых дозах 361
