Введение к работе
Актуальность проблемы. Проблема действия проникающей радиации на белки изучена недостаточно, В наотоящеа вреия имеются неоспоримые данные о влиянии выооких доз проникающей радиации не структурную организации белков. Наряда о этим имеются данные о той, что при воздействии малых доз облучения наблюдаются структурные изменения иембрен эритроцитов, эритроблаотов, ретикулоци-тол и многих других клеток.
Важная информация о действии радиации на белки может быть получена при изучении гемопротеидов, в чаотнооти, при изучении гемоглобина. Большинство исследований лучевого поражения геио-глоо'ина проведены на модельних опытах вне нивого организма. Как показали результаты этих исследований, при радиационной воздействии затрагиваются все уровни структурной организации гемоглобина соответственно дозе проникающей радиации и уоловияи облучения /Коиов В.П., Ыаиойлов C.S., 1965; Комов В П., 1966; Маной-лов С.Е., 1968; Манойлод СЕ., 1973; Манойлов Ю.С., 1968; Миг-далВ.'А., Манойлов СЕ., 1967; Оппель В.В., 1959; Петрова Л.Д., Комов В.П., 1966; Alexander P., Hamilton I.D., 1966; Apple-yard R.K., 1952; Jenttmi A., Bank к., U&rke Р.А., 1967; Rothschild К.-L., Tsukamoto W.T., 1965; Tanford 0., 1962/.
Исследования, посещенные изучению влияния проникающей радиации на структурную организацию, физико-химические и биологические свойства макромолекул гемоглобина в условиях in vivo немногочисленны и противоречивы /Дудок Е.П., Сухомлинов В.Ф.,1986; Здравко Б.В., 1972; Здравко Б.Й., Панасюк Е.Н., 1986; Кузнецов Г.П., 1972; Маковецкий Н.И., 1969; Олонцева О.Н., 1971; Па-н8Сюк"Е.Н., Здравко Б.Й., 1982; Сухомлинов Б.Ф., 1972; Сухомлинов Б.Ф., Здравко Б.й., 1972; Сухомлинов Б.Ф.,Сибирчая Н.А., То-, локонникова II.H.,I986; Suohomlinov в.?., Savicn A.V. и др., 1985/,
До сих пор не все ясно в вопросах нарушения механизма биосинтеза гемоглобина, мотгемоглобинообразования, не выяснена при-, рода конформационных изменений макромолекул гемоглобина» выделенных из эритроцитов различных видов облученных яивотных в динамике, острой лучевой патологии.
Принимая к сведению данные о том, что гемоглобин обладает особой чувствительностью к действию свободных радикалов и паре-кионых соединений, которые образуются при воздействии проникающей радиации, помп основное внимание уделено воздействию малых
2.
доз прониквющей радиации не структурные и физико-химические свойотва молекул гемоглобина.
Цель и задача работы. Целью работы является исследование причин появления и исчезновония метгемоглобина при воздействии проникающей радиации в дозах, вызывающих развитие коотно-мозго-вого синдрома, исследование механизмов этих изменений, а также более углубленное изучение цеханизма действия проникающей радиации па структурную организацию и физико-химичеокие свойства макромолекул гемоглобина.
В этой связи задачей диссертационной работы явилось изучении физико-химических свойств и структуры гемоглобине, выделенного из крови, облученной вне' организма в дозах 100, 300 и 600 оантиграй (оГр), и гемоглобина, выделенного из крови облученных в дозах 300 и 600 оГр морских свинок. В условиях in vitro и в динамике острой лучевой патологии изучались: I) морфологический состав крови; 2) концентрация метгеыоглобина; 3) форма кристал-лов.гв"Оглобина; 4) абсорбционные спектры в ближней ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях длины волн; 5) элактро-форитические свойства в полизкриламиднон геле; 6) аминояпслот-ный состав; 7) дактилография пептидных фрагментов гемоглобина контрольных и облученных животных.
Научная новизна. Исследована'кинетика появления и исчезновения иетгеиоглобина при действии доз проникающей радиации, которые вызывают острую форму лучевой болезни.
С помощью комплекса методов установлено, что действие проникающей радиации на организм сопровождается изменениями УФ- и УК-спектров, элзктрофоратичесиой подвижности в полиакрилаиидном геле, что иояет трактоваться как изменение пространственной структуры болковой молекулы.
Не подтверздены имеющиеся литературные данные о наличии изменений первичной структуры молекул гемоглобина, возникающих под действием проникающей радиации в живых организмах.
На основании хорошей корреляции полученных нами экспериментальных данных различными методами рассматривается механизм де-нетурациошшх изменений облученных in vitro и in vivo макромолекул гемоглобина. Дзнатурациокныа изменения обусловлены необратимыми переходами определенной части а-опирзльной структуры ж ft-структуру (вытянутые учаотки цепей). Необратимые изменения пространственной структуры обусловливают изменения физико-химических свойств макромолекул гемоглобина в динамике острой луче-
3.
,воп патологии, нарушение' их функциональной' деятельности, првждв7 враианноа старание и элииииацив из периферического русла крови. Установленные нами необратимые изменения простр<знотванной структуры, охвативакдаиа уровень четвертичной, трагичной и вторичной структури иакроиолакул гемоглобина, выделенного ив облученных животных в динамика развития острой лучевой патологии, ичевт но-иаловаашоа значение для познания кеханизмов биологического дей-отвия проникающей радиации на иолакулярном уровне н должны учитываться при разработка способов защиты живых организмов от но-рааающего действия проникающей радиации. Практическая цаннооть работы.
1. Проведена модификация ыетода Ауотина-Дрзбнина для количеог-
вешюго определения концентрации иатгеыоглобииа в крови человека
и кивотных (удостоверение на рационализаторское предлоаение
їй 1416 os 10 октября 1984 года, зарегистрированное латентный отделоц Львовского мединститута). Данный модифицированный спо-ооб болаа точен л внедрен в практику.
2. Разработан и внедрен в практику опоооб определения проиа-
водных гемоглобина золедствие воздзйотэия гаиоглобмнпреобразова
телен (удостоверение на рационализаторское предложение їй 1432
от 18 декабря 1984 года, зарегнотрированное патентным отделом Львовского мединститута).
3. Предложены формулі, для расчета коэффициента изменения про
странственной структуры иакроиолакул гемоглобина. Дашша фариу-
лы иогут бить попользованы для ранней диагностики лучевого пора-
кэния, для определения производных гемоглобина воладотвиэ воз-«
даііотиип гэиоглобшшреобразоваталай.
4. Предложен споооб раочета количаотвоинаи одетш проврацания
а-огіиралп в в -форму белкомлс макромолекул при исследовании
их ИК-спектров. .
5. Об/трузашше особенности и закономерности наиенвиия проот-
ранотвешюй структуры вплоть до уровня вторичной структуры, ' а
также обусловленные иы'и изиенвпия физико-хпыичеоиих свойств мо
лекул гемоглобина, развивают теорию денатурации белковых моле
кул вследствие воздействия проникающей радиации» метаболитов и ,
радиотокоииов. Данные теоратичаокиа предпосылки позволяат болаа
определенно подойти к решению проблемы оащиты живих организмов-
от поражающего действия проникающей радиации.
'і.
-
Сведения об интенсивности и кгтетике образования ыатгамо-глобинв при действии ионизирующего изучения на органиаи яивот-ного и кровь в экспериментах in Vitro.
-
Результаты экспериментов с использованием УФ- а ИК-спэкт-рооконии и элактрофоратичаокой подвижности, свидетельствующие о возникновении изменений проотранотванной структуры иолекул гемоглобина в результате воздействия проникающей радиации.
-
Данные изучения аминокислотного состава и дактилографии, свидетельствующие об отсутствии изменений в первичной структуре молекул гемоглобина, выделенного из крови облученных животных.
-
Кошшеко приведенных результатов углубляет представление о ганеза лучевой болавки и механизмах воздействия проникающей радиации на балки.
Апробация работи и публикации. Материалы дисоартации докладывались па Второй республиканской научной конференции ".'.ізхениз-мы биологичеокого действия ионизирующих излучоний", Львов,1969; II Всесоюзной биохииичвскои съезда, Ташкент, 1969; II Украинском биохішичеокои съезде, Львов, 1971; Всесоюзной сиилоаиуие "Действие ионизирующей радиации на белки, их структуру и функции", Днепропетровск , 1971; совещании ксфадр рентгенологии и радиологии и нормальной физиологии с курсои'биофизики Львовского иед-инотитута, IS82. - .-'
Основное содержание работи изложено в 8 печатных работах. Получены удостоверения на 2 рационализаторских предложения.
Объем и структура работы, диссертация изложена на 219 страницах цаышюписного текста (основной текст - на 166 страницах). Робота ооотоит из введения, обзора литературы, изтодов наследований, обсуждения результатов исследовании, выводов, практических рекомендаций, содеркит 9 таблиц и 13 рисунков. Спкоок использованной литературы включает 407 источников, из них 211 отечественных и 196 зарубежных.
