Смекни!
smekni.com

Радиопротекторы (стр. 5 из 8)


АНТИБИОТИКИ

Особую группу среди модификаторов метаболизма представляют антибиотики. Их исследовали в качестве воз­можных протекторов против генетического эффекта облуче­ния у животных. Было 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 некоторых работах показано, что сам по себе пенициллин несколько повышает частоту спонтанных му­таций).

Некоторые ученые исследовали такие антибиотики, как актиномицин Д и хлорамфеникол. 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 еще в одной работе: препарат способен уменьшать частоту рецессивных сцепленных с полом летальных мутаций, вызыва­емых у дрозофилы -у-лучами 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 SH-содер-жащими протекторами. Так, при изучении актиномицина Д об­наружен не защитный, а усиливающий эффект этого соедине­ния. В 1965 г. вышла статья Оливьери, в которой был опи­сан эффект сенсибилизации в сперматоцитах дрозофилы под действием актиномицина Д (применялось В-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. При этом частота 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. 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, а лишь на некоторых стадиях сперматогенеза. При этом в одной работе показано, что пенициллин защищает только сперматиды, а в другой 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 раз­личалась только способом введения веществ в организм - в одном случае инъекции, в другом - скармливание с питатель­ной средой. Это позволило предположить, 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. Все эти три препарата одинаково (на 30-50 %) уменьшали частоту радиомутаций на стадии сперматид. Однако, по данным некоторых работ, стрептомицин не способен защищать зародышевые клетки дрозофилы от воз­никновения радиомутаций. В этих работах приме­нялись инъекции препарата в близких концентрациях самцам дрозофилы перед облучением их одинаковой дозой 1000 Р и исследовался один и тот же тест - частота рецессивных сцеп­ленных с полом летальных мутаций на всех стадиях спермато­генеза дрозофилы. Кроме того, в одной работе 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 Щао Вэй Ван, Ду Гул, Чтом Хань. 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. 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. Показано так­же, что внутрибрюшинные инъекции митомицина С увеличи­вают частоту индуцированных облучением мутаций специфи­ческих локусов в сперматогониях мышей.

Митомицин С исследовался и на дрозофиле. 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 сперма-тоцитов 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.

Интересно, что полученный при исследовании митомици­на С противоположный результат (синергический эффект на стадии сперматоцитов) автор одной работы 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.

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).

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. В дальнейшем была тщательно изучена роль кисло­рода и азота в радиационном поражении клеток, находящихся на различных стадиях сперматогенеза у дрозофилы.

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, в которой сообщалось об исследовании ДНФ. 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 другой работе при исследовании влияния ДНФ. Работа проведена также и на дрозофиле, препарат инъе­цировали в той же концентрации, изучались также спермато-циты, облученные в такой же дозе 1000 Р. Однако Стегер иссле­довал частоту ДЛМ и получил уменьшение этого типа радио­мутаций на 12 %.

Этот препарат исследовала Абелева Э.А. для выяснения вопроса, не влияет ли он на зрелые половые клетки дрозофилы. Ока­залось, что ДНФ эффективно защищает сперматиды (частота ре­цессивных летальных мутаций снижается на 30 %), но не защи­щает спермии. Однако в работе Иващенко Н.И. 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 %. 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 спермии, но и на радиочувствительные стадии -сперматиды и сперматоциты.

Таким образом, согласно работе Иващенко Н.И. эффективность ДНФ меняет­ся в зависимости от его концентрации. Поэтому отсутствие за­щиты спермиев в работе Абелевой Э.А. 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 Иващенко Н.И. использовал инъекции препарата в строго определенной кон­центрации - от 0,06 до 0,45 мкг на муху, в работе же Абелевой Э.А. пре­парат скармливался с питательной средой в концентрации 0,5 мг/мл среды, что не дает сведений о количестве препарата, поступившего в организм дрозофилы.