АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Серосодержащие радиопротекторы

Первая попытка защитить от облучения наследственные структуры половых клеток была сделана в 1953 г. с помощью самого эффективного в то время радиопротектора – цистеамина (МЭА). Было проведено две серии экспериментов с дрозофилой и мышами, в результате которых уменьшение мутагенного действия облучения не было обнаружено [142, 143].

Попытка уменьшить с помощью цистеамина мутагенный эффект облучения у тутового шелкопряда была предпринята в 1955 г. [144]. Наряду с этим исследовался генетический эффект цистеина, защитное действие которого против вызванной облучением гибели было показано в 1949 г. на мышах [145]. Оказалось, что оба препарата не уменьшают частоту радиомутаций у тутового шелкопряда. Одновременно [146] проводилось генетическое изучение цистеина на дрозофиле. Защитный эффект обнаружить не удалось.

В 1955 г. был выявлен еще один радиопротектор – гуанидиновое производное цистеамина – АЭТ [147]. Этот препарат оказался эффективным в защите от биологических эффектов облучения и менее токсичным по сравнению с другими SH-протекторами. Поэтому АЭТ неоднократно исследовали с точки зрения его радиозащитного действия, в том числе от генетического эффекта облучения. Так, уже в 1958 г. было изучено влияние АЭТ на мутагенный эффект облучения у дрозофилы и установлен эффект истинной сенсибилизации вместо защиты [148].

Производное АЭТ – аминоэтилизотиуромочевина. В результате ее испытаний [140] было обнаружено, что она не является защитным препаратом против индуцированных облучением доминантных деталей у мышей. Авторы предполагали, что причина полученных отрицательных результатов – низкая концентрация препарата в зародышевых клетках в период облучения. Действительно, при исследовании распределения цистеамина в организме мыши с помощью 535 [150] наблюдалось неравномерное распределение протектора по органам, через 20 мин после внутривенной инъекции концентрация препарата в семенниках была очень низкой [150]. Вместе с тем существовали данные о снижении стерильности облученных животных при обработке их протекторами. Так, в работе [151] обнаружено уменьшение стерильности самок, а в работе [152] -самцов облученных мышей, которым инъецировали цистеамин. доказано, что инъекции цистеамина крысам до облучения заметно ослабляют процесс гибели сперматогониев [153]. Эти факты свидетельствовали о том, что даже малое поглощение протектора половыми клетками все-таки обеспечивает осуществление защиты их от гибели. Были основания полагать, что агенты, защищающие зародышевые клетки от гибели, могут защищать их и от генетических повреждений. Вот почему авторами работы [154] были подвергнуты сомнению исследования [141, 142] и проведено исследование по той же методике с цепью перепроверки результатов изучения генетической эффективности цистеамина. Им удалось показать, что цистеамин, не влияя на гибель эмбрионов в необлученной группе, снижает ее у облученных животных. При облучении мышей в дозе 300 Р частота доминантных летальных мутаций уменьшается с 26,9 до 22,7 %, а при облучении в дозе 600 Р – с 41,4 до 34,5 %.

Такое расхождение результатов с результатами, полученными в работах [142, 143], авторы объяснили различием в сроках введения препарата, который вводился ими за 15 мин до облучения, в то время как в данных работах препарат вводился за 4-7 мин. Этот интервал мог оказаться недостаточным для проникновения вещества в сперму.

Аналогичные результаты были получены и в работе [155] при исследовании, проведенном на мышах и на обезьянах. Внутрибрюшинное введение цистеамина за 10 мин до облучения различными дозами рентгеновского излучения снижало частоту хромосомных перестроек в зародышевых клетках мышей в среднем на 42,7 %. Обезьян облучали в дозе 200 Р и также обнаружили уменьшение числа хромосомных аберраций в сперматоцитах первого порядка на 50,8 %.

Однако вслед за работами, показавшими защитный эффект цистеамина против мутагенного действия облучения, появилась целая серия генетических исследований, в которых серосодержащие препараты оказались либо неэффективными, либо усиливали мутагенное действие облучения. Так, совместное действие АЭТ и рентгеновского излучения исследовалось на дрозофиле [156]. Введение АЭТ усилило радиочувствительность всех стадий сперматогенеза. К тому же АЭТ в этих опытах оказывал и мутагенное действие, в 2 раза увеличивая частоту сцепленных с полом летальных мутаций.

Наряду с этим было установлено, что цистеин не уменьшает выхода сцепленных с полом рецессивных леталей, а АЭТ усиливает частоту таких радиомутаций у дрозофилы [157].

Возможности уменьшения мутагенного эффекта облучения детально исследовались с помощью сульфгидрильных соединений у дрозофилы [158]. Изучалось влияние трех препаратов – цистеамина, АЭТ и глютатиона на возникновение самых разнообразных мутаций: РЛМ, транслокаций, делеций, ДЛМ, а также потерь Х- и У-хромосом. Изучение проводилось с учетом всех стадий сперматогенеза. Оказалось, что ни один препарат не снизил частоты ни одного типа мутаций, ни на одной стадии развития зародышевых клеток. Более того, цистеамин увеличивал выход всех типов радиомутаций (кроме транслокаций) на той или другой стадии сперматогенеза. Глютатион увеличивал частоту потерь хромосом в сперматоцитах и доминантных летальных мутаций в сперматидах. Автор предположил, что изученные им препараты повышают частоту мутирования, затормаживая восстановительные процессы или уменьшая время, в течение которого происходит фиксация мутаций.

Полученные отрицательные результаты поставили под сомнение возможность генетической защиты от облучения [159]. Однако Кункель описал возможные физико-химические механизмы генетической защиты и признал такую защиту теоретически возможной. В то же время приведенные им данные генетических исследований цистеина и АЭТ на дрозофиле показали, что цистеин не влияет на частоту индуцированных облучением рецессивных летальных мутаций, а усиливает мутагенное действие облучения на 37 %. Вот почему вопрос о практической возможности защиты от радиогенетических поражений остался без ответа.

Тем не менее, среди серии отрицательных результатов были и положительные. Эксперименты выполнялись на мышах. Так, в работах [160,161] показано, что и цистеин, и АЭТ уменьшают на 6 % частоту ДЛМ, вызванных облучением в сперматидах мышей (защита на прочих стадиях не была существенной).

Защитный эффект при использовании АЭТ обнаружен и в работах [162-164], в которых исследовалось его влияние на эмбриональную гибель, обусловленную возникновением ДЛМ, на разных стадиях сперматогенеза у мышей. АЭТ защищает спермин мыши от возникновения в них радиомутаций при облучении в дозе 1200 Р и неэффективен при дозе 400 Р. Что же касается сперматид, то в них АЭТ снизил значительно предимплантационную гибель, вызываемую дозой 1200Р, и незначительно постимплантационную гибель при дозе 400 Р. Влияние АЭТ исследовалось на мутагенный эффект облучения у мышей по тесту хромосомных перестроек в сперматоцитах [165]. Эффект АЭТ, как и в первом случае, зависел от дозы радиации: при дозе 100 Р препарат вызывал статистически достоверную защиту (на 30 %), а при дозе 200 Р введение АЭТ, наоборот, усиливало повреждающее действие облучения. Исследования влияния АЭТ на частоту доминантных летальных мутаций, индуцированных облучением у мыши, подтвердили способность этого соединения защищать от генетических повреждений [166]. Правда, эффект был обнаружен только для сперматоцитов при облучении их в дозе 400 Р. Клетки, находящиеся на прочих стадиях сперматогенеза, защитить с помощью АЭТ не удалось. Одновременно изучался и цистафос, но он не дал никакого защитного эффекта.

Из описанных работ, в которых показана возможность защиты мышей от мутагенного действия облучения с помощью АЭТ, три проведены по одному и тому же тесту – частоте доминантных летальных мутаций. Попробуем их сравнить: в работах [160, 161] показано, что АЭТ защищает ранние сперматиды и неэффективен для других клеток сперматогенеза при облучении в дозе 600 Р. В работах [162-164] этот препарат защищал спермин и частично сперматиды при дозе 1200 Р и не давал эффекта при дозе 400 Р. В работе [166] обнаружена возможность защиты при облучении сперматоцитов в дозе 400 Р и отсутствие защиты на прочих стадиях. Таким образом, даже при исследовании одного и того же препарата на одном и том же объекте и по одному и тому же тесту результаты трудносравнимы. Концентрация препарата и время его введения относительно облучения во всех трех работах почти одинаковы. Исследование этого же соединения на крысах показало, что АЭТ не защищает этих животных от возникновения индуцированных облучением ДЛМ [167]. Такое же отсутствие эффекта было обнаружено автором при исследовании цистеамина.

Препараты АЭТ и цистеамин изучались также и на кроликах [168] с учетом частоты ДЛМ. Поскольку многие авторы связывали неудачи в осуществлении защиты половых клеток от облучения с плохим проникновением протектора в гонады через физиологические барьеры, в данном случае проводились облучение и обработка спермиев кролика in vitro. Защитные вещества вводились в эякулят, и спермин, таким образом, облучались либо в физиологическом растворе, либо в растворе протектора. Оказалось, что и в этом случае ни АЭТ, ни цистеамин не уменьшали мутагенного действия γ-лучей. Полученный результат уже нельзя объяснить непроникновением протектора в гонады, поэтому авторы считали более вероятным, что эти соединения не могут вступать в реакции, ведущие к защитному эффекту, с соответствующими молекулами, и в пер-вую очередь с ДНК, сосредоточенной в головке сперматозоида.

За последующие 10 лет появились еще 4 работы, в которых изучалось радиозащитное действие сульфгидрильных соединений против мутагенного эффекта облучения у животных. В одной из них [169] исследовалось влияние цистеамина на частоту РЛМ. У дрозофилы эффекта обнаружено не было. Эта работа после исследований [142, 143] еще раз показала, что цистеамин не способен защищать половые клетки дрозофилы от возникновения в них радиомутаций. К такому же выводу пришли и авторы работы [170], показавшие отсутствие защитного действия цистеамина против индуцированных облучением рецессивных летальных мутаций у дрозофилы. Однако им удалось показать, что АЭТ снижает выход таких мутаций. Выявились некоторые специфические особенности этого препарата. Так, АЭТ, снижая частоту хромосомных леталей, одновременно увеличивает процент выхода хромосомных семилеталей.

Отсутствие защитного эффекта цистеамина против индуцированных рентгеновским излучением генетических повреждений у дрозофилы было показано и в работе [171], хотя глутатион в их опытах проявил защитное действие.

Четвертая работа выполнена на мышах [172]. При исследовании выхода доминантных летальных мутаций в постсперматогониальных стадиях обнаружено, что при облучении в дозе 100 Р цистамин повышает постимплантационную гибель эмбрионов, при облучении в дозе 300 Р, наоборот, снижает ее, а при облучении в дозе 600 Р оказывается неэффективным. На выход реципрокных транслокаций в сперматогониях мышей цистамин не влияет. Поскольку проникновению радиопротекторов в гонады препятствует гематотестикулярный барьер, который начинает функционировать у млекопитающих в первые недели постнатального периода, Померанцева [173] предположила, что степень защитного эффекта протектора можно увеличить, если препарат ввести до начала функционирования этого барьера. Для проверки данного предположения цистамин вводили беременным самкам накануне родов за 15 мин до облучения в дозе 3 Гр. В этот срок половые клетки самцов являются гоноцитами. Поскольку чувствительность эмбрионов к токсическому действию протектора выше, чем у взрослых животных, то концентрация вводимого цистамина составляла 50 мг/кг, т. е. в три раза ниже, чем та, которая применялась для защиты взрослых животных. Экспериментально было показано, что цистамин в такой дозе не снижал выхода реципрокных транслокаций, индуцированных облучением в сперматогониях полово-зрелых мышей. Оказалось, что использование цистамина для защиты самцов, облученных в эмбриогенезе, существенно снижает уровень реципрокных транслокаций, при этом степень защитного эффекта выше, чем при введении цистамина в трехкратной концентрации взрослым животным.

Литературные данные о влиянии серосодержащих протекторов на мутагенный эффект облучения, полученные разными авторами при испытании одних и тех же препаратов на одних и тех же объектах по исходным методикам, достаточно неоднородны. При этом на насекомых положительные результаты в подавляющем большинстве случаев не достигнуты. Что же касается исследований, проведенных на млекопитающих, то результаты их крайне противоречивы (табл. 2.1). Таким образом, эти сведения не дают возможности считать хотя бы какой-либо из серосодержащих протекторов эффективным радиозащитным средством против мутагенного эффекта облучения в половых клетках животных.

Амины

По своему радиозащитному действию против летального эффекта облучения некоторые амины соперничают с серосодержащими препаратами. Протекторные свойства аминов, очевидно, обусловлены создаваемой ими гипоксией. Поскольку путем снижения концентрации кислорода можно уменьшить генетический эффект облучения, казалось вероятным, что препараты, вызывающие гипоксию, проявят защитное действие и против мутагенного эффекта радиации. Однако при генетическом исследовании аминов, наиболее эффективных в защите от лучевой гибели, в большинстве случаев получены отрицательные результаты. Так, в работе [174] инъекции мегафена перед облучением не оказали никакого влияния на частоту рецессивных летальных мутаций у дрозофилы.

В то же время удалось показать [157], что инъекции серотонина уменьшают частоту индуцированных облучением рецессивных летальных мутаций в зрелых спермиях дрозофилы, хотя в более поздней работе [175] получен противоположный эффект: под влиянием серотонина частота радиомутаций в зрелых спермиях дрозофилы увеличивалась в 2 раза. Помимо эффекта сенсибилизации авторы обнаружили и сильный мутаген-ный эффект серотонина – уровень спонтанных мутаций под влиянием этого препарата повысился в 3 раза.Аналогичные результаты получены в работе [176], в которой авторы использовали те же концентрации серотонина (инъекции 1%-ного раствора) при облучении дрозофилы в той же дозе и получили увеличение выхода рецессивных сцепленных с полом мутаций в 2 раза.

Получен и другой результат: влияние серотонина на частоту рецессивных летальных мутаций у дрозофилы не обнаружено [170]. Авторы, исследовали и эффективный радиопротектор – мексамин. Этот препарат также не защищал половые клетки дрозофилы от возникновения в них хромосомных и хроматидных леталей и полулеталей [170]. Однако в работе [166] показана защита половых клеток мышей от индуцированных генетических повреждений с помощью мексамина, но эффективность защиты зависела от стадии развития зародышевых клеток и дозы радиации. Так, при облучении сперматоцитов наблюдалось небольшое снижение частоты радиомутаций лишь при дозе 600 Р. При воздействии на сперматиды защитный эффект проявлялся лишь при дозе 400 Р, а при воздействии на сперматозоиды мексамин оказался неэффективным при всех дозах облучения (200, 400, 600 Р).

Итак, все исследователи, изучавшие серотонин и аминазин (мегафен), показали либо отсутствие эффекта, либо эффект сенсибилизации (табл. 2.2). Действие мексамина проверено только в двух работах, причем на различных объектах. В работе [166] показано, что этот препарат защищает от облучения в дозе 400 Р только сперматиды, а при дозе 600 Р – только сперматоциты мышей. На дрозофиле защитного эффекта мексамина не обнаружено [170].

Таким образом, амины, так же как и серосодержащие ра-диопротекторы, малоэффективны (или совсем неэффективны) в защите половых клеток животных от мутагенного действия ионизирующей радиации.

Антибиотики

Особую группу среди модификаторов метаболизма представляют антибиотики. Их исследование в качестве возможных протекторов против генетического эффекта облучения у животных началось в работах [177, 178] и [179, 180]. В работах [177, 178] исследовано два антибиотика: актиномицин Д и пенициллин. Актиномицин Д, вводимый с питательной средой, эффективно (на 40 %) уменьшал частоту рецессивных летальных мутаций в Х-хромосоме дрозофилы после рентгеновского облучения в дозе 3000 Р. Пенициллин также снижал частоту индуцированных облучением рецессивных летальных мутаций на всех стадиях развития зародышевых клеток. Результаты эти были интересны, тем более что пенициллин не обладает такой высокой токсичностью, как серосодержащие радиопротекторы (однако в работах [177, 178] показано, что сам по себе пенициллин несколько повышает частоту спонтанных му-таций).

Такие антибиотики, как актиномицин Д и хлорамфеникол, исследовались в работах [179-181]. Оказалось, что оба антибиотика уменьшали частоту индуцированных облучением мутаций на стадии сперматид и поздних сперматоцитов, увеличивая их количество в зрелой сперме.

Аналогичные результаты при испытании актиномицина Д получены в работе [182]: препарат способен уменьшать частоту рецессивных сцепленных с полом летальных мутаций, вызываемых у дрозофилы Vлучами в дозе 600 рад на стадиях сперматид и сперматоцитов.

Однако после первых положительных результатов последовал ряд работ по радиозащитному эффекту антибиотиков, в которых выявлена примерно такая же противоречивая картина, как и при исследовании генетической защиты SН-содержащими протекторами. Так, при изучении актиномицина Д обнаружен не защитный, а усиливающий эффект этого соединения. В 1965 г. вышла статья Оливьери [183], в которой был описан эффект сенсибилизации в сперматоцитах дрозофилы под действием актиномицина Д (применялось β-излучение). При изучении влияния этого соединения на частоту вызванных облучением потерь и нерасхождения Х-хромосом у дрозофилы было показано, что актиномицин Д усиливает индукцию обоих типов мутаций на всех стадиях сперматогенеза, причем не только у облученных, но и у необлученных особей [184]. При этом частота потерь Х-хромосом увеличивалась под действием актиномицина Д на два порядка по сравнению с контрольной группой.

При введении актиномицина Д частота ДЛМ в зрелых спермиях самцов повышалась в 4 раза по сравнению с контрольной группой [185]. Этот высокий сенсибилизирующий эффект был статистически достоверен во всех проведенных экспериментах.

Что касается пенициллина, то при дальнейших исследованиях оказалось, что он снижает частоту радиомутаций не на всех [177], а лишь на некоторых стадиях сперматогенеза. При этом в работе [186] показано, что пенициллин защищает только сперматиды, а в [187] обнаружен радиозащитный эффект этого препарата в спермиях дрозофилы. Оба автора исследовали частоту рецессивных летальных мутаций в кольцевой Х-хромосоме. Методика проведения исследований в обеих работах раз-личалась только способом введения веществ в организм – в одном случае инъекции, в другом – скармливание с питательной средой. Это позволило предположить [187], что разница в полученных результатах объясняется тем, что эффект пенициллина обусловлен не прямой защитой от облучения, а вторичным влиянием на метаболическую активность развивающихся зародышевых клеток. Поэтому для проявления защитного эффекта в зрелых спермиях пенициллин должен вводиться в организм задолго до облучения, как это происходит при выращивании мух на питательной среде с добавлением в нее препарата.

Наряду с пенициллином исследовались и антибиотики – хлорамфеникол и стрептомицин [186]. Все эти три препарата одинаково (на 30-50 %) уменьшали частоту радиомутаций на стадии сперматид. Однако, по данным [188], стрептомицин не способен защищать зародышевые клетки дрозофилы от возникновения радиомутаций. В обеих работах [186, 188] применялись инъекции препарата в близких концентрациях самцам дрозофилы перед облучением их одинаковой дозой 1000 P и исследовался один и тот же тест – частота рецессивных сцеп-ленных с полом летальных мутаций на всех стадиях сперматогенеза дрозофилы. Кроме того, в работе [188] стрептомицин скармливался с питательной средой, но и этот метод не выявил способности препарата уменьшать частоту индуцированных облучением мутаций.

Влияние антибиотиков на генетический эффект облучения у млекопитающих впервые было изучено в работе [189]. Стрептомицин в низких концентрациях (0,5-1 мг/мышь) вызывал уменьшение индукции хромосомных перестроек в половых клетках в среднем на 50 %, а в более высоких (3-5 мг/мышь) был неэффективным в защите от радиомутаций и повысил частоту спонтанных мутаций.

Хлорамфеникол и митомицин С исследовались на мышах [190]. В результате исследований установлено, что хлорамфеникол повышает выход ДЛМ в сперматозоидах более чем на 50 %, не влияя на радиочувствительность сперматид и не оказывая мутагенного действия. В то же время митомицин С оказался мутагеном для всех стадий сперматогенеза и проявил выраженный синергический эффект в сперматоцитах. Поскольку митомицин является ингибитором биосинтеза ДНК, было предположено, что синергический эффект в сперматоцитах является следствием взаимодействия ионизирующей радиации и митомицина во время синтеза ДНК [190]. Показано также, что внутрибрюшинные инъекции митомицина С увеличивают частоту индуцированных облучением мутаций специфических локусов в сперматогониях мышей [191].

Митомицин С исследовался и на дрозофиле [192]. Результаты показали, что сам антибиотик вызывает высокую частоту мутаций на всех стадиях сперматогенеза. Примененный же перед облучением, митомицин проявляет аддитивное действие. Однако на стадиях поздних сперматид и ранних сперматоцитов суммарная часть мутаций уменьшается, а на стадии сперматогониев увеличивается. На основании этого автором сделан вывод, что снижение уровня радиомутаций под влиянием митомицина С, как и актиномицина Д, на стадиях сперматид и сперматоцитов является следствием ингибирования репликации ДНК [192].

Интересно, что полученный при исследовании митомицина С противоположный результат (синергический эффект на стадии сперматоцитов) автор работы [190] также объяснял способностью данного антибиотика ингибировать биосинтез ДНК. В этом случае синергический эффект, по мнению автора, является следствием взаимодействия ионизирующей радиации и митомицина во время синтеза ДНК. При дальнейшем исследовании митомицина С было обнаружено, что он снижает частоту частичных видимых мутаций в 12 локусах, но не влияет на выход полных мутаций такого типа [193, 194].

Результаты, полученные при испытании антибиотиков в качестве возможных протекторов против генетического действия облучения, трудносопоставимы, так как в большинстве исследований применялись различные методики и, в частности, разные генетические тесты. Но даже в тех редких случаях, когда условия эксперимента были достаточно однородными, результаты оказывались разными (табл. 2.3) [186-188].

Фенолы

Первые исследования влияния кислорода на генетическую радиочувствительность половых клеток показали, что облучение в кислороде повышает частоту радиомутаций, в то время как аноксия оказывает явное защитное действие [195, 196]. В дальнейшем была тщательно изучена роль кислорода и азота в радиационном поражении клеток, находящихся на-различных стадиях сперматогенеза у дрозофилы [197-199].

Возможность изменения радиочувствительности зародышевых клеток под влиянием таких факторов, как гипоксия или облучение в кислороде, явилась предпосылкой для исследования некоторых химических соединений – модификаторов метаболизма.

Так, в 1961 г. появилась работа [200], в которой сообщалось об исследовании ДНФ (2,4-динитрофенола). Это вещество разобщает дыхание и окислительное фосфорилирование, не прерывая транспорта электронов в дыхательной цепи. При введении ДНФ личинкам дрозофилы двумя способами (скармливание и инъекции) была уменьшена частота рецессивных летальных мутаций, транслокаций и нехваток, индуцируемых облучением в дозе 1000Р в сперматоцитах. В среднем защитный эффект составлял от 50 до 80 %.

Аналогичный эффект, хотя и меньший в количественном отношении, получен в работе [201] при исследовании влияния ДНФ. Работа проведена также и на дрозофиле, препарат инъецировали в той же концентрации, изучались также сперматоциты, облученные в такой же дозе 1000 Р. Однако Стегер исследовал частоту ДЛМ и получил уменьшение этого типа радиомутаций на 12%.

Этот препарат исследовался для выяснения вопроса, не влияет ли он на зрелые половые клетки дрозофилы [202]. Оказалось, что ДНФ эффективно защищает сперматиды (частота рецессивных летальных мутаций снижается на 30 %), но не защищает спермин. Однако в работе [203] защита спермиев была осуществлена с помощью инъекции 2,4-динитрофенола, причем при увеличении концентрации препарата от 0,15 до 0,30 мкг на муху эффективность защиты увеличивалась с 30 до 50 % [203]. При дальнейшем увеличении концентрации до 0,45 мкг защитный эффект не был обнаружен. Интересно отметить, что ДНФ в концентрации 0,30 мкг на муху оказал защитное действие не только на спермин, но и на радиочувствительные стадии -сперматиды и сперматоциты.

Таким образом, согласно [203] эффективность ДНФ меняется в зависимости от его концентрации. Поэтому отсутствие защиты спермиев в работе [202] отнюдь не противоречит полученным позднее результатам. Сравнивать эти работы трудно, несмотря на один и тот же объект исследования, одинаковые тесты и дозы облучения. Дело в том, что авторы работы [203] использовали инъекции препарата в строго определенной концентрации – от 0,06 до 0,45 мкг на муху, в работе же [202] препарат скармливался с питательной средой в концентрации 0,5 мг/мл среды, что не дает сведений о количестве препарата, поступившего в организм дрозофилы.

Тем не менее в работах, выполненных по сходным методикам, получены аналогичные результаты. Во всех этих исследованиях показано, что 2,4-динитрофенол защищает от мутагенного действия облучения радиочувствительные стадии дрозофилы, а в работе [203], кроме того, получено снижение частоты радиомутаций в спермиях.

Исключение составляет работа [204], выполненная также на дрозофиле, в которой ДНФ оказался неэффективным. Таким образом, некоторые фенолы, такие, например, как ДНФ, способны защищать половые клетки дрозофилы от мутагенного действия ионизирующей радиации (табл. 2.4). К сожалению, в литературе нет сведений о влиянии этого препарата на генетический эффект облучения у млекопитающих.

Противопоказанием применения ДНФ в качестве радиопротектора служит его метаболическая активность, поскольку вещество препятствует окислительному фосфорилированию и является ассимиляторным ядом, так как может заменить нормальное вещество в физиологических реакциях благодаря химическому сходству с ним [205]. Поскольку проводившиеся более 20 лет (с 1953 по 1975 г.) исследования показали, что традиционные радиопротекторы малоэффективны в защите половых клеток животных от мутагенного действия облучения, поиски антимутагенных препаратов были перенесены в другую область. Внимание исследователей привлекли природные соединения, представляющие интерес по двум причинам. Во-первых, известно, что некоторые виды живых организмов обладают высокой радиоустойчивостью. Следовательно, внутри организма существуют какие-то факторы резистентности. Поскольку в живой природе можно обнаружить такие совершенные формы и реакции, которые намного превосходят придуманные человеком аналоги, то поиски веществ, „созданных" эволюцией для защиты организма от облучения, могут быть весьма перспективными.

Во-вторых, естественные вещества для организма, даже будучи использованы в больших концентрациях, чем в норме, окажутся менее токсичными по сравнению с синтезированными искусственно.

Все это побудило исследователей обратиться к таким соединениям, как ДНК и ее предшественники, АТФ и т. д.

Вещества естественного происхождения

В первых работах по изучению предшественников ДНК было показано, что предварительное воздействие нуклеозидов уменьшает частоту радиационно-индуцированных сцепленных с полом рецессивных летальных мутаций в постмейотических клетках дрозофилы [206]. Обработка же предмейотических клеток галогеновыми производными пиримидина (5-бромдиоксиуридином и 5-бромдиоксицитидином) увеличи-ла частоту рецессивных летальных мутаций, но не повлияла на выход транслокаций в сперматогониях дрозофилы [207].

Влияние препаратов ДНК на мутагенный эффект ионизирующей радиации в половых клетках самцов мышей было исследовано в работе [208]. Анализировались частота ДЛМ в постмейотических клетках и частота реципрокных транслокаций в сперматогониях. Под влиянием ДНК частота доминантных деталей в ранних сперматидах уменьшилась с 67,0 до 62,1 %. В поздних, наоборот, наблюдалось усиление мутагенного эф-фекта облучения. В сперматогониях частота транслокаций также возросла с 4,4 до 5,8 %. Более эффективным оказалось использование АТФ в смеси с радиопротекторами. Так, в работах [209, 210] сообщается о защитной эффективности смеси АТФ с ацетуроном и АЭТ против индукции облучением транслокаций в сперматогониях мышей.

При применении АТФ в смеси с метионином и цистеином получено снижение выхода рецессивных сцепленных с полом летальных мутаций, индуцированных облучением у дрозофилы [211,212].

Хороший защитный эффект против генетических повреждений, вызванных облучением у мышей, был показан при использовании АТФ [213-216]. Влияние смеси АТФ, АЭТ и серотонина, вводимой самцам внутрибрюшинно за 8 мин до облучения в дозе 400 Р, изучалось в соотношении 45:3:1. Частота индуцированных реципрокных транслокаций в сперматогониях мышей при этом снизилась примерно в 2 раза (с 8,65 ± 1,2 до 4,05 ± 0,6 %). При исключении АТФ из смеси наблюдалась лишь тенденция к снижению частоты мутаций. В отсутствие облучения АТФ снижал в 2 раза выход транслокаций, индуцированных смесью АЭТ и серотонина (статистически недостоверно из-за малых величин).

Интересно, что при защите мышей от лучевой гибели вклад АТФ незначителен – защитное действие смеси АТФ + АЭТ + серотонин и смеси АЭТ + серотонин одинаково. Таким образом, эти исследования показали, что радиопротекторы АЭТ и серотонин, снижающие смертность облученных животных, малоэффективны против генетического действия радиации и для защиты от индуцированных облучением мутаций могут использоваться вещества, малоспособные повышать выживаемость облученных животных.

Внимание исследователей привлекла антимутагенная активность α-токоферола (витамина Е). Это соединение оказалось способным подавлять мутагенез, вызываемый химическими и физическими мутагенами, вирусами, старением и т. д. [217-219]. Исследование радиозащитной эффективности α -токоферола в половых клетках было предпринято в работе [220]. Самцов дрозофилы, выращенных на среде с витамином Е, облучали рентгеновским излучением и через 24 ч скрещивали с виргильными самками тесторной линии. При этом, если самки выращи-вались на нормальной питательной среде, снижение выхода рецессивных летальных сцепленных с полом мутаций не обнаруживалось. Если же не только самцы, но и самки вскармливались питательной средой с токоферолом, то частота индуцированных облучением мутаций значительно снижалась. Авторы (предположили, что α -токоферол не влияет на образование первичных радиационных эффектов, но модифицирует репарацию предмутационных повреждений, возникающих в зрелых половых клетках самцов и репарируемых после оплодотворения ферментами самки.

Большое внимание уделяется исследованию антимутагенного действия различных растений. Многочисленные позитивные результаты, полученные при испытании антимутагенного действия растений, вызвали интерес к растительным экстрактам и у радиобиологов. В частности, исследовалось влияние фитонцидов чеснока и вытяжки из листьев эвкалипта на мутационный процесс, индуцированный ионизирующей радиацией у дрозофилы [221]. Показано, что использование чеснока не изменило индукции облучением рецессивных летальных мутаций и транслокаций между II и III хромосомами, а вытяжка из эвкалипта оказала хорошее защитное действие против генетического эффекта γ- лучей.

Таким образом, поиски эффективных противолучевых ан-тимутагенов продолжаются. Необходимо, чтобы они удовлетворяли трем критериям: 1) стабильности, 2) эффективности и 3) нетоксичности. Однако ни один из известных нам радиопротекторов не удовлетворяет данным критериям. Так, большинство традиционных радиопротекторов, имеющих стабильную химическую структуру, эффективны лишь в высоких токсич-ных концентрациях, а вытяжки растений практически нетоксичны, но не имеют стабильной химической структуры. Все это требует дальнейших теоретических и экспериментальных исследований с целью поисков оптимальных радиозащитных препаратов.

Дата добавления: 2015-12-16 | Просмотры: 1183 | Нарушение авторских прав