Geum.ru

Тезисы докладов

Вид материалаТезисы
Разработка биофизических подходов в изучении радиационно-индуцированной свободнорадикальной патологии в клетках млекопитающих
М.Н.Жадин, Н.В.Бобкова
Подобный материал:
1   ...   54   55   56   57   58   59   60   61   ...   78

РАЗРАБОТКА БИОФИЗИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ В ИЗУЧЕНИИ РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННОЙ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОЙ ПАТОЛОГИИ В КЛЕТКАХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ




Н.Я.Гильяно, Л.В.Коневега, Е.Г.Бикинеева, С.И.Степанов



Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН, Гатчина


Известно, что ионизирующее излучение индуцирует свободно-радикальную патологию, которая определяется не только продуктами радиолиза воды, но и вторичными радикалами, продуцируемыми в клетке энзиматически, такими как NO и Ō2 и их производными. Показано, что свободнорадикальная патология сопровождает целый ряд социально-значимых заболеваний, таких как диабет, нейродегенеративные, сердечно-сосудистые, онкологические заболевания. Между тем большинство положений об участии свободных радикалов в физиологических и патологических процессах основывается на непрямых методах регистрации свободных радикалов.

Цель данного проекта заключалась в разработке биофизических подходов мониторинга формирования свободных радикалов при физиологических условиях в норме, после облучения ионизирующим излучением в различных дозах и после обработки клеток ингибиторами циклин-зависимых киназ. Использование модуляторов циклин-зависимых киназ рассматривается как новый терапевтический подход при лечении гематологических злокачественных изменений.

Работа выполнялась на двух линиях клеток человека: эндотелиоциты, линия ECV 304 и клетки карциномы, линия HeLa G-63. Оценка внутриклеточного уровня свободных радикалов проводилась на разработанном в нашей лаборатории проточном цитометре, с использованием флюоресцентных индикаторов супероксида – dihydroethidium (DHE), оксида азота -4,5-Diaminofluorescein diacetate (DAF-2 DA) и пероксинитрита -dihydrorhodamine-123 (DHR-123). Нами показано, что эти клеточные линии различались по внутриклеточному уровню, как супероксида, так и оксида азота. Поскольку редоксный статус этих линий был различным, то и выраженность модифицирующего эффекта ионизирующего излучения различалась. Эффект ионизирующего излучения на изменение внутриклеточного уровня оксида азота и супероксида зависел не только от дозы, но так же и от сроков регистрации. Не только активация, но и ингибирование активности ферментов, участвующих в поддержании редоксного статуса клетки, приводит к пролонгированному нарушению баланса свободных радикалов в клетке. Так, 4-часовая обработка клеток HeLa двумя различными ингибиторами индуцибельной NO-синтазы приводила сначала к снижению внутриклеточного уровня как оксида азота, так и супероксида. В течение последующих генераций в этих клетках мы регистрировали повышенный внутриклеточный уровень супероксида. Ингибиторы циклин-зависимых киназ стауроспорин и вортманин модифицировали внутриклеточный уровень как супероксида, так и оксида азота, при этом их влияние на радиационно-индуцированные изменения уровней этих радикалов было не существенным. При оценке влияния этих ингибиторов на прогрессию клеток по циклу мы наблюдали их модифицирующий эффект на аккумуляцию клеток в G2/М. Обработка клеток вортманином индуцировала эту аккумуляцию, и не влияла на радиационно-индуцированный блок G2/М. Стауроспорин не индуцировал аккумуляции клеток в G2/М и снижал радиационно-индуцированное блокирование клеток в G2/М фазе клеточного цикла.




ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КВАНТОВО-ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ СВЕРХСЛАБЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА МОЛЕКУЛЯРНОМ УРОВНЕ




М.Н.Жадин, Н.В.Бобкова



Институт биофизики клетки РАН, Пущино, Московская обл.


В настоящее время слабые магнитные поля (МП ~10-5 Тл и выше) применяются для лечения некоторых заболеваний, однако молекулярный механизм их действия остается не до конца выясненным. Наше исследо-вание было посвящено дальнейшему развитию квантово-электродина-мической теории водной среды Препарата (Preparata, 1995), выдвинув-шего предположение об ее дискретной структуре, состоящей из когерентной внутри сфер диаметром около 0,1 мк и окружающей некогерентной обычной водной среды. В 2006 г. такие «домены когерентности (ДК)» были оптически выявлены проф. Srivastava в США. Ранее нами (Zhadin, Giuliani, 2006) было показано, что под влиянием слабых МП в водных растворах только определенных соединений, например дикарбоновых аминокислот, происходит последовательная смена ионных форм и их переход внутрь доменов когерентности (ДК) и обратно, что объясняет возникновение кратковременного увеличения проводимости раствора. В текущем году мы не только подтвердили возникновение узких резонансных пиков проводимости растворов, но и выявили принципиально новые формы ступенчатых переходов проводимости из состояния с одной величиной проводимости раствора к другой. Такие формы резонанса являются специфически квантовыми эффектами, не встречающимися в классической физике. Обе резонансные формы (классическая и ступенчатая), возникали только на циклотронной частоте переменного МП, характерной для ионов исследуемой аминокислоты. Теоретический анализ ускоренного движения аминокис-лотного иона внутри домена когерентности водного раствора под действием комбинированных МП позволил обосновать развитие сил, вполне достаточных для вывода иона из домена в окружающую некоге-рентную среду (Жадин, 2008). При этом учитывалась резко сниженная вязкость воды внутри этих доменов и особенности движения частиц в подобной среде. Исследованный нами (Жадин, 2008) кругооборот аминокислотных ионов под действием комбинированных полей делает понятным возникновение импульса тока через раствор аминокислоты на каждое применение слабых комбинированных магнитных полей. Был также выполнен теоретический анализ с позиций квантовой электродина-мики молекулярных механизмов недавно открытых терапевтических эффектов сверхмалых доз некоторых фармакологических препаратов, таких как феназепам. Есть все основания полагать, что наличие в структуре этого вещества радикала с атомом азота и водорода, отдаленно сходного с аминогруппой аминокислот, несет ответственность за формирование смешанных ДК при малых концентрациях феназепама, реакционная активность в которых резко возрастает ввиду разрушения гидратной оболочки взаимодействующих в ДК молекул.