Основы радиационной биофизики - Кудряшов Ю.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Химическую природу липидных токсических веществ, образующихся при лучевом поражении в клетках, органах и тканях животных и растений, удалось установить с помощью методов тонкослойной и газожидкостной хроматографии и полярографии. Оказалось, что эти вещества представляют собой гидроперекиси, перекиси, эпоксиды, альдегиды и кетоны свободных ненасыщенных жирных кислот. Наиболее широким спектром токсического действия обладают гидроперекиси и перекиси (общее название «липидные перекиси»). Во многих случаях эффекты липидных ра-диотоксинов удалось моделировать введением в организм животных или добавлением к клеточной суспензии препаратов окисленной олеиновой, линолевой и линоленовой кислот, при этом экспериментально подбиралась соответствующая степень окисления, обеспечивающая высокое содержание перекисей.
Было установлено, что липидные перекиси, накапливаясь в аномальных количествах, вызывают многочисленные морфологические, физиологические и биохимические изменения, по существу не отличающиеся от нарушений, наблюдаемых при соответствующих формах лучевого поражения: острейшей, острой и хронической. Исследования проводились на различных биологических объектах: на кроликах, крысах, мышах, дрожжевых клетках, клетках асцитных карцином, изолированных митохондриях печени. Во всех случаях были получены результаты, указывающие на широкий спектр радиомиметического действия продуктов перекисного окисления липидов, т, е. воздействие на биологические объекты липидными перекисями во многом имитировало процесс лучевого поражения.
Весьма важно, что наблюдаемые морфологические, физиологические и биохимические изменения не являются только лишь непосредственным результатом действия введенных продуктов перекисного окисления липидов. Липидные радиотоксины инициируют лучевую токсемию и вызывают накопление других биологически активных веществ — хинонов, холина, гистамина, продуктов распада белков. В совместных исследованиях лабораторий А. М. Кузина и Ю. Б. Кудряшова в 1966 г. было обнаружено, что введение животным липидных токсических веществ инициирует накопление в тканях радиотоксинов-хинонов. Аналогичное накопление хинонов происходит после облучения. Если же животным вводили экстракты хинонов, то накопления липидных токсических веществ не было отмечено. Эти и ряд других экспериментов позволили сделать вывод о ведущей роли липидных токсичес-
Угнетение окислительного фосфорилирования
Рис. VI—16. Формирование лучевого токсического эффекта (по Кудряшову, 1966)
ких веществ в становлении и развитии лучевого токсического эффекта (рис. VI—16). Так, изучая динамику образования липидных радиотоксинов, удалось показать, что накопление этих веществ в тканях животных происходит уже в первые минуты после
облучения. Эксперименты на клетках показали, что содержание в них липидных перекисей возрастает уже в процессе облучения в результате инициированного излучением перекисного окисления липидов. В связи с тем, что продукты перекисного окисления липидов накапливаются в тканях вскоре после облучения, индуцируют появление других радиотоксинов и инициируют многочисленные проявления лучевой токсемии, они были названы «липидными радиотоксинами», «липидными радиомиметиками» (или менее удачно — «естественными радиомиметиками»).
Значительный интерес представляет изучение количественных закономерностей накопления продуктов окисления липидов и других радиотоксинов в заисимости от величины дозы облучения и «качества излучения», т. е. значения линейных потерь энергии (ЛПЭ) для редко-и плотноионизирующего излучения. В экспериментах А. Г. Коноплянникова и Ю. Б. Кудряшова (1966) изучено содержание радиотоксинов в тканях животных, облученных различными видами ионизирующего излучения с существенно отличными значениями ЛПЭ. При облучении животных равноэквивалентными по смертности дозами редко- и плотноионизирующего излучения установлено сходство в характере накопления продуктов окисления липидов в различных органах и тканях. В начальный и терминальный периоды лучевого поражения содержание токсических веществ в тканях закономерно возрастает; степень выраженности изменений зависит от величины дозы облучения; накопление радиотоксинов зависит от величины ЛПЭ-излуче-ния — при равных значениях ОБЗ оазличные виды излучений сходным образом влияют на уровень радиотоксинов. В связи с этим было сделано предположение, согласно которому известные различия в первичных реакциях лучевого поражения при действии редко- и плотноионизирующего излучения могут быть связаны с неодинаковой локальной концентрацией активных молекул и их радикальными состояниями в треках ионизирующих частиц.
Значительное число исследований было посвящено анализу механизмов образования липидных радиотоксинов и их роли в лучевом поражении организмов. У облученных животных было обнаружено значительное возрастание уровня продуктов перекисного окисления липидов в радиочувствительных органах — костном мозге, семенниках, селезенке. Накопление липидных перекисей было зарегистрировано в органеллах клеток печени облученных животных — в лизосомах, микросомах, митохондриях и ядрах (Таппел, 1962; Кудряшов, 1962; Виллс, 1966; Данилов, Козлов, 1973; и др.). Большой интерес представляет обнаруженное в митохондриях радиационное нарушение процессов перекисного окисления липидов, так как продукты перекисного окисления липидов, накапливаясь в митохондриях, способны разобщать окислительное фосфорилирование (Кудряшов и др., 1964; Ленинджер, 1964), инактивировать тиоловые ферменты, окислять сульфгид-
