Состояние нейрогормональной регуляции и структурная организация плазматических мембран гладкомышечных клеток аорты крыс при действии ионизирующего излучения Кармальков, Сергей Александрович

Введение к работе

Актуальность работы. В последние годы возросло количество исследований, посвященных изучению радиационноиндуцированньи нарушений, возникающих в различных цитокинетически стабильных высоко-' дифференцированных тканях, условно называемых некритическими /Яр-моненко, 1989/. Данным нарушениям принадлежит решающая роль в развитии отдаленных последствий облучения.

Общепризнанно, что ионизирующее излучение, поражая сердечно-сосудистую систему, в первую очередь затрагивает сосуды. Отмечено, что сформированные в течении длительного времени малые и относительно малые дозы облучения вызывают развитие нейроциркуляторний дистопии /Москалев, 1987/. Считается, что данная реакция неспецифична и связана с нарушением нейрогормональных механизмов регуляции гемодинамики, в частности сосудистого тонуса, и изменением рецепторного аппарата сосудов.

В настоящее Бремя общепризнанно, что клеточные мембраны, наряду, с ДНК, являются одной из основных мишеней действия радиации /Koteles, 1979; Бурлакова, 1980, 1983/. Однако исследования, проведенные по изучению действия радиации на мембраны, в основном выполнены на изолированных органеллах и клеточных суспензиях с применением больших доз облучения /Фоменко, .1982, 1987/, что в определенной степени снижает значимость данных экспериментов при интерпретации развития радиационного процесса в целостном организме. Исследование действия малых и относительно малых доз ионизирующего излучения на мембраны клеток с различной радиочувствительностью остается практически не изученным.

Дели и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение состояния нейрогормональной регуляции и структурной организации плазматических мембран гладкомышечных клеток сосудов при действии ионизирующего излучения в относительно малых и сублетальной дозах. При этом предусматривалось решение следующих задач:

1. Определить кинетические характеристики АТФ-зависимой Са^⁴ -транспортной функции и Са^⁺ , Mg ²⁺ -АТФаэной активности плазматических мембран (ГОД гладкомышечных клеток (ГМК) аорты крыс в различные сроки после тотального гамма-облучения в относительно малых (0,5 и 1,0 Гр) и сублегальной

(4,0 Гр) дозах.

1. Оценить функциональное состояние ренин-ангиотенэин-альдо-стероновой системы (РААС) при аналогичных условиях.

2. Дать характеристику состояния мембраносвязанной аденилат-циклазной системы (АЦС) плазматических мембран гладкомы-шечных клеток аорты крыс после воздействия ионизирующего излучения в дозах 0,5; 1,0 и 4,0 Гр.

3. Провести сравнительный анализ физико-химического состояния изучаемых мембран при тех же условиях.

Научная новизна Впервые установлено, что гамма-облучение животных в относительно малых и сублетаяьной дозах (0,5; 1,0 и 4.0 Гр) вызывает изменение транспортной и гидролитической функции Са ⁺ -насоса плазматических мембран гладкомшечных клеток аорты крыс в первые 30 суток после воздействия ионизируюшэго излучения, при этом сродство данной системы к кальцию не изменялось. К4зханизм ра-диационноиндуцированной модификации Са^⁺- насоса Ш ГМК зависит от дозы облучения.

Обнаружено, что радиационное воздействие приводит к дозоза-висимой модификации активности аденилатциклазы через рецепторные структуры с одновременным изменением удельной плотности и сродства бета-адренорецепторов к адреноагонистам. ГТФ-и Г""-зависимая регуляция адепилатциклазной активности после облучения изменяется разнонаправленно.

Показано, что снижение секреции альдостерона корой надпочечников при воздействии ионизирующего излучения (ИИ) в дозах 0,5; 1,0 и 4,0 Гр обусловлено дозозависимой модификацией ренин-ангио-тензиновой и стресс-реализующей систем.

Установлено, что радиациояноиндуцированное изменение клеточной и экстраклеточной регуляции сократимости ГмК аорты, осуществляющейся при участии плазматических мембран, в значительной мере обусловлено структурной реорганизацией их липидного и белкового компонентов.

Теоретическая и практическая значимость результатов. Установленные в работе радиационноиндуцировалнье изменения структур- но-функционального состояния Ш ГМК при действии ионизирующего излучения в дозах 0,5; 1,0 и 4,0 Гр являются необходимыми при построении общей теории радиационных нарушений мембранных структур,

становлении радиационной мембранологии, как самостоятельного раздела клеточной радиобиологии.

Обнаруженная в ходе работы модификация жирнокислотного состава, заключающаяся в увеличении общего содержания насыщенных корот-коцепочечных хирних кислот, может быть использована в качестве одного из тестов радиационного воздействия, а также для теоретического и экспериментального обоснования возможной коррекции структурно-функционального состояния мембран в пострадиационный период.

Представляют практический интерес полученные в работе данные о динамике изменен,,.,, концентрации функциональных компонентов ренин- ангиотензин-альдостероновой системы, а также удельной плотности и сродства бета-адренорецепторов, стимуляции АЦ-активности ІШ ГМК адреноагонистами, что может быть использовано в клинической практике при выборе тактики лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы, формирующихся в пострадиационный период.

Положения, выносимые на защиту . 1. Гамма-облучение экспериментальных животных в относительно малых и сублегальной дозах (0,5; 1,0 и 4,0 Гр) вызывает увеличение максимальной скорости транспорта ионов Са*-⁺ через плазматические мембраны гладкомыиечных клеток аорты крыс.

4. Радиационное воздействие в дозах 0,5; 1,0 и 4,0 Гр приводит к снижению секреции альдостерона корой надпочечников в первые 30 суток после облучения, что обусловлено радиационноиндуцирован-ной модификацией функционального состояния стресс-реализующей и ренин-ангиотензиновой систем.

5. Ионизирующее гамма-излучение (0,5; 1,0 и 4,0 Гр) вызывает несинхронные изменения функционального состояния мембраносвязанньге компонентов аденилатциклазной системы плазматических мембран гладкомыиечных клеток аорты крыс.

6. Радиационноиндуцированная структурно-функциональная реорганизация изучаемых мембран в первую очередь обусловлена изменением фосфолипидного и жирнокислотного составов плазматических мембран гладкомышечных клеток аорты крыс.

Публикация и апробация работы. Основные положения диссертацг опубликованы в б научных работах и доложены на IV Веесоюном cm,. позиуме "Липиды биологических мембран" (Пушино, 1989), V Всесога-

ной конференции "Физиология и биохимия медиаторных процессов" (Москва, 1990), Всесоюзном симпозиуме "Биохимия рецепторних систем" (Таллинн, 1990), конференции ИРБ АН БССР (Минск, 1990), конференции ИРБ АН БССР "Последствия аварии на Чернобыльской АЭС" (Минск, 1991).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 156 машинописных страницах и состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, изложения результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка использованной литературы, содержащего 217 источников (106 - отечественных и 111 - иностранных). Текст диссертации иллюстрирован 23 таблицами и 7 рисунками.