Введение к работе
Актуальность проблеми. Изучение факторов,определяющих радиочувствительность клетки,а также их модификация химическими соединениями являются одними из центральных проблем радиобиологии.
При изучении механизмов радиационной гибели клеток,внимание исследователей-радиобиологов,нараду с клеточным ядром и ядерным хроматином направлено на клеточные,в частности,на плазматические мембраны и митохондрии,играющие определенную,а в ряде случаев и определяющую роль в реакции клеток на облучение.
Острая потребность в более эффективных и менее токсичных радиопротекторах.необходимость в их целенаправленном поиске и синтезе,выяснение механизмов радиозащитного действия и вклада структурных перестроек и проницаемости для ионов мембранных систем клетки,в реализацию радио защитного эффекта стимулировали работы по исследованию разнообразных синтетических и природных соединений^ том числе и соединений фенольного ряда.
Состояние мембран определяет многие процессы метаболизма клетки.от которых,в конечном итоге,зависит устойчивость самой клетки к облучению.Исследование изменений в мембранах,происходящих под действием замеленных салициланилидов (ЗСА)-синтетических соединений фенольного ряда,обладающих по предварительным данным (Кококару и др.,1982,1983) радиозащитной активностью и мембрано-тропными свойствами,позволило бы выяснить каким образом,воздейст-вуя на мембрану химическими соединениями,модифицируя ее,можно добиться увеличения радиоустойчивости клетки,а также выделить существенные для радиорезистентности эффекты,которые можно обозначить как факторы радиозащитного действия соединений данного класса.
В настоящей работе исследовано действие II соединений из класса ХА на некоторые свойства модельных и биологических мембран и на окислительное фосфорилирование СОФ) в митохондриях.Завершающим этапом являлось исследование токсичности и некоторых радиозащитных характеристик ХА на животных (белые беспородные мыши-самцы).
Цель и задачи исследования. Целью работы является исследование молекулярного механизма действия потенциально радиозащитных соединений из яовосннтезированного класса биологически активных замещенных салициланилидов на модельные и клеточные мембраны.Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
I.Экспериментально исследовать действие ХА на различные мембранные системы. Ife*
HAY'-m/Ul и. .uh,ОТЕКА
Я&1Я
Моек, сеяьснохоз. г-гійдв:л}Н
им К. А. 'і г" рлгева
2.Определить связь' химической структуры препаратов с их действием на эти объекты.
З.Исследовать радиозащитную эффективность ЗСА в опытах с облучением животных и установить связь ее с биофизическими характеристиками действия SCA на мембраны.
При постановке целей и задач настоящей работы учитывались имеющиеся данные о наличии радиоэащитноЯ активности у различных фенольних соединении (Dairjmple et al.,1967,Зманузль,1968,Бурлакова и др., 1975,Барабой,1976,1984) и о связи иротонофорной активности некоторых соединений из класса одно- и двухосновных кислот,бензимидазс-лов,природных флавоноидов,аминотиолов и других веществ, юс способностью разобщать окислительное фосфорилирование с радиозащитной активностью.
Научная новизна. Б работе впервые показано:
Исследуемые ЗСА индуцируют протонную проводимость в бислойных липидных мембранах (RUM), стимулируют или ингибируют дыхание в митохондриях, разобщая Сф. Эффективность их действия определяется химической структурой, наличием гидроксильнои группы и галогенными заместителями в молекуле препарата,
ЗСА, эффективные на БЛМ как протонофоры, более эффективно подавляют Са- и К-токи соматической мембраны моллюска.
Под действием ЗСА может снижаться микровязкость мембран. С величиной снижения микровязкости может быть связано наличие или отсутствие радиозащитной эффективности препаратов.
Большинство из исследуемых ЗСА нетоксичны вплоть до концентрации 10- в организме. Исследуемые ЗСА снижают гибель животных, облученных в летальной и сверхлетальной дозе гамма-облучения. Фактор изменения дозы наиболее эффективного препарата Г-992 равен 1,54.
Установлена связь радиозащитной эффективности ЗСА на животных с их протонофорной активностью на БЛМ,в нетоксичной концентрации 10-.
Практическая значимость. Результаты работы позволяют дать практические рекомендации, связанные с использованием некоторых из изученных ЗСА для защиты человека и животных от ионизирующей радиации, а также расширить представления о механизме их радиозащитного действия, ранее предложенном Кожокару (1983). Механизм радиозашитного действия ЗСА может быть полезен и для понимания механизмов радиозащиты протекторами из других классов веществ, а также механизмов действия ЗСА и их аналогов при использовании их в качестве противо-бактерицидных, фасциолоцидных и фунгицидных средств.
Подтверждена возможность использования комплексного биофизического экспресс-метода, примененного в данной работе, для скри-
нинга ношх протонофоров с целью оценки их потенциальной радиоэа-щитной активности и токсичности (Кожокару и др,Д982Д983), который заключается в поэтапном исследовании радиопротекторов: первичный отбор препаратов, основанный на анализе их структуры, проверка их активности на различных модельных и биологических мембранных системах, изучение радиопротекторов на животных.
Результаты диссертационного исследования могут быть также полезны и для направленной модификации препаратов фенольного ряда с целью получения эффективных и менее токсичных радиопротекторов.
Основные положения, выносимые на защиту.
Препараты из класса замещенных салициланилидов, эффективно защищающие животных от гамма-радиации, разобщают окислительное фосфорилирование в митохондриях при концентрациях 10 -10~% и зш-гибируют дыхание при концентрациях 10~^-10""%.
Разобщение окислительного фосфорилирования в митохондриях обусловлено протонофорной активностью препаратов.
ЗСА, обладающие радиопротекторным действием в радиозащитней концентрации Ю_5М, снижают мшеровязкость мембран на 0,5-1,0 сПз, в то время как ЗСА, не обладающие радиопротекторным действием, не влияют на этот параметр мембраны.
Исследованные ЗСА обеспечивают радиопротекторное действие в основном за счет создания внутриклеточной гипоксии, а также за счет задержки клеточного цикла на стадиях интерфазы.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на первой республиканской конференции по биофизике <КишиневД984),на третьем Всесоюзном симпозиуме "Лшшды биологических мембран" ШущиноД984), на пятой и шестой конференциях молодых ученых Института биологии КФАН СССР (Казань Д985Д988),на Всесоюзной научной конференции, посвященной 50-летию Института ботаники АН Азерб.ССР <БакуД985),на Всесоюзном симпозиуме "Молекулярные механизмы и регуляция энергетического обмена" (ПушиноД986), на Всесоюзном совещании по транспортным АТФазам (Иркутск,1987) и на первом Всесоюзном радиобиологическом съезде (МоскваД989).
Публикации. Основные результаты диссертационного исследования изложены в 9 публикациях, список которых приведен в конце реферата.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит иэ введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследования, изложения результатов исследования и их обсуждения. В конце работы предлагается механизм радиозащитного действия исследуемых соединений, приводится заключение и выводы. Список цитированной лите-
