Основы радиационной биофизики - Кудряшов Ю.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Если участие сульфгидрильных групп в первичных механизмах лучевого поражения еще не определено, то в противолучевом эффекте их роль исследована значительно лучше. Первые работы по изучению роли тиолов в противолучевой защите были связаны с определением радиозащитных свойств сульфгидрильных групп в молекулах протекторов. Так, прочное блокирование или полное замещение тиольной группы в молекуле цистеамина и ряда других аминотиолов приводит обычно к резкому снижению или потере радиозащитных свойств молекул. Однако уже эти работы показали, что, несмотря на несомненную значимость присутствия сульфгидрильной группы в молекуле радиопротектора, большую
роль играет специфичность строения всей молекулы аминотиола в целом и что нет прямого параллелизма между количеством вводимых в организм сульфгидрильных групп в составе протектора и его противолучевой активностью. Заманчивые предположения о замене тиольным протектором идентичных структур в биомакромолекулах, поврежденных облучением, или о защите эндогенных радиочувствительных сульфгидрильных групп в белковых молекулах, как уже отмечалось, не получили прямых экспериментальных подтверждений. Так, еще П. Александер (1959) отмечал, что аминотиольные протекторы в опытах in vitro хотя и могут восстанавливать некоторые ферменты, поврежденные ионизирующей радиацией, однако их восстановление не обусловливает противолучевой защиты объекта.
Многочисленные исследования роли сульфгидрильных групп в противолучевом эффекте провели В. Г. Яковлев и Л. С. Исупова (1960—1966). Авторы пришли к выводу, что эффект противолучевой защиты определяется не количеством вводимых в составе радиопротекторов тиолов, а скоростью проникновения и накопления тиолов в тканях животных. Они установили, что в отличие от неэффективных в отношении противолучевого действия препаратов активные серосодержащие радиопротекторы (различные производные цистеамина, тиазолидинов, солей сложных эфиров /-цистеина, солей восстановленного глютатиона, АЭТ) обнаруживают прямую зависимость степени их радиозащитного действия от проникновения препаратов в радиочувствительные ткани и накопления в них низкомолекулярных (небелковых) тиолов. Опыты показали, что большинство исследованных радиопротекторов вызывают максимальное увеличение небелковых сульфгидрильных групп к 20—30-й минуте после введения препаратов, т. е. в период повышенной радиорезистентности животных. Исследовались также тиольные препараты, не обладающие противолучевыми свойствами (например, неактивные производные тиазолидинов, метионина и др.). Применение их при самых различных вариантах доз и способов введения, как правило, не вызывало характерного для радиопротекторов накопления тиолов в тканях животных. В отличие от этих данных, данные В. Сербо (1962) говорят о повышении уровня тиолов в тканях после введения серосодержащих препаратов, не защищающих от лучевого поражения (меркаптоэтанола и тиогликолята натрия). Анализируя собственный экспериментальный материал, В. Г. Яковлев и Л. С. Исупова концентрировали особое внимание на механизмах проникновения экзогенных препаратов в органы и ткани животных и на биологических механизмах «обезвреживания» поступившего избыточного количества тиольных веществ. К механизму обезвреживания избытка накопленных сульфгидрильных групп авторы относили окисление тиолов, их выведение из организма, а также обратимое взаимодействие защитных препаратов с белками. Было показано, что изменения содержания белковых сульфгидрильных групп неоднознач-
ны. Так, например, циетеамин незначительно повышает, а цистеин снижает содержание тиолов белковой фракции из печени крыс.
B. Г. Яковлев и Л. С. Исупова предположили, что накопление в тканях вводимых тиолов (небелковых сульфгидрильных групп) и взаимодействие серы защитных веществ с внутриклеточными белками играют решающую роль в механизме противолучевого эффекта. В ряде работ других авторов роль сульфгидрильных групп в механизме противолучевого эффекта также рассматривалась лишь в связи с распределением вводимых тиолов. Так, С. Антоку (1964) обнаружил значительное увеличение уровня тиолов (в свободной и связанной формах меченой серы) в печени, почках, селезенке, тонкой кишке и в легких мышей вскоре после введения им меченого меркаптоэтилгуанидина — 35S. А. В. Титов и
Э. Г. Михайлова (1963) показали, что радиоактивная сера концентрируется в радиочувствительных органах крыс через 60 мин после введения меченых цистеамина и АЭТ и что это еще не в полной мере отражает содержание в тканях радиозащитных веществ. Д. Джемиесон (1966) обнаружила достоверное повышение содержания тиолов в селезенке крыс после введения им радиозащитных доз цистеамина. Она предположила, что возрастание уровня эндогенных тиолов происходит только за счет тиолов вводимого протектора. Повышенное содержание сульфгидрильных групп в селезенке после введения цистеина Л. И. Корчак (1965) и
C. П. Болл (1966) также объясняют накоплением в тканях тиолов экзогенного происхождения.
Как мы уже отмечали, идею об опосредованном действии радиопротекторов в противолучевом эффекте высказали 3. Бак и П. Александер (1964), обратившие внимание на биохимические изменения в клетке под влиянием тиольных протекторов и смещение тиол-дисульфидного равновесия в направлении накопления эндогенных сульфгидрильных групп. Эта идея могла быть проверена с помощью нетиольных средств защиты от лучевого поражения при оценке уровня функционально активных тиолов в различных структурах клетки и при сопоставлении их уровня в системе с ее радиорезистентностью. Одна из попыток изучить влияние нетиольных протекторов на уровень в тканях эндогенных сульфгидрильных групп была предпринята в 1962 г. Б. Сербо. Он обнаружил, что наряду с серосодержащими протекторами (цистеами-ном, цистамином, аминоэтилсульфуровой кислотой, аминоэтил-тиофосфатом натрия) серотонин вызывает увеличение эндогенных небелковых тиолов в печени и селезенке мышей. Представляют интерес также данные Л. С. Исуповой и В. Г. Яковлева (1963, 1964), показавших, что в условиях постоянно возрастающей газовой гипоксии в течение 5 ч содержание «собственных» небелковых сульфгидрильных групп в селезенке увеличивалось более чем в два раза по сравнению с нормальным уровнем. По мнению О. Кас-перссона и Л. Ревеза (1963), небелковые эндогенные тиолы в отличие от белковых сульфгидрильных групп способны определять
