Индуцированный микроволнами синтез фрагментов ДНК в нейронах коры головного мозга Тверскова, Наталья Вадимовна

Введение к работе

Актуальность работы. Сегодня становится очевидным, что ведшая роль нервной системы в ответе организма на действие факторов среды обусловлена особыми формами функционирования генома нервных клеток /О.А.Крылов, В.С.Тонгур, Р.А.Данилова, IS65; 0.А.Крылов, 1966,1979,1982; Н.А.Тушмалова, 1973; О.А.Крылов, Е.П.Кочегарова, 1974; О.А.Крылов, З.А.Соколова, К.И.Федорова, 1978; В.В.Апапюш и др., 1981,1983/. Результаты целого ряда шлекулярно-биологичес-ких исследований свидетельствуют об исключительно;! транскрипционной активности ядерной ДНК нейронов мозга у млекопитающие / ^щ«в.

Halm, C.D^Laird, 1971» .Ь.Сгоизв et al,,1973; W.E.Hohn et al,1982/. Есть основания считать, что усиление генной экспрессии и расширение спектра активно функционирующих генов являются не единственно возможными механизмами, определяпдоя способность нерЕных элементов избирательно реагировать на различные раздражители.

На протяжении двух последних десятилетий исследователи сталкиваются с фактами интенсификации синтеза ядерной ДНК нервных клеток при различных внешних воздействиях, а также обучении / s. Reinis, І972₄ І985it S.Heinis, R.W.Lamble, 1972; S.Heinis et el., 1972 /. Особенно наглядно этот процесс демонстрирует включение ³Н тишдина в ядерную ДНК нейронов головного мозга, которое усиливается не только при травмах мозга, оперативных вмешательствах на органах чувств /ОіА.Крнлов, Е.П.Кочегарова, 1974; Е.П.Кочегарова, 1980/, но и при выработке условных рефлексов /В.В.Ашап-етн, 1983; В.В.Ашапкив и др., 1981, 1983/.

Такое включение меченого предшественника ДНК не может быть связано с пролиферацией основной массы нейронов головного мозга взрослых млекопитающих, его объясняют либо амплификацией каких-то фрагментов генома, либо репарацией ДНК.

-g =

Нет сомнений в том, что микроволны, наряду с ультрафиолетовым, рентгеновским и гамма- излучениями, способны активно воздействовать на геном клеток. Много лет ведётся дискуссия о возможности мутагенного действия микроволн. Среди людей, подверженных хроническому воздействию микроволнами вероятность различных онкологических заболеваний очень высока /s.Szmigielski, 1993 /, причем опухоли мосга встречаются чаще других новообразований /L.G.Sal-ford et al., 1993 /, что, вероятно, отражает особую чувствительность ядерной ДНК нейронов мозга к внешним воздействиям вооб-це к к действию микроволн, в частности,

Исследования на уровне функционирования генома нервной клетки позволят более полно оценить роль микроволн как экологического (Тактора, а также возможности их использования в практической медицине .

Цель и задачи. Целью настоящей работы было определить способность микроволн индуцировать в нейронах коры головного мозга синтез ядерной ДНК и выявить его особенности.

В ходе исследования решались следующие задачи.

1. ИЗУЧИТЬ ВЛИЯНИе МИКРОВОЛН раЗЛИЧННХ ИНТеНСИВНОСТеЙ Ш CHHw

тез ДНК неокортекса.

1. Выявить специфику действия микроволн на синтез ДНК неокортекса в сравнении с действием экстремальной физической нагрузки,

2. Определить, какая из клеточных популяций коры головного мозга, нейрональная или нейроглиальная, отвечает на действие исследуемых физических факторов изменением синтеза ядерной ДНК,

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые обнаружен факт синтеза ядерной ДНК нейронов кори головного мозга в виде репликации фрагментов гено-^-:.:а в ответ на действие физических факторов.

Установлено, что обнаруженная форма реагирования генома нерв-

= з *

ных клеток имеет общность й специфику для различных воздействий; в частности, показано* что синтез ядерной ДНК нейронов имеет строго дифференцированный характер в случае действия микроволн л является равновероятным для различных участков генома после экстремальной физической нагрузки.

Выявлены наиболее эффективные для наблюдаемых функциональных изменений ДНК нейронов интенсивности воздействия микроволнами /40-80 мВт/см² при экспозиции 10 минут/.

Показано, что функциональные изменения генома в ответ на действие физических факторов являются исключительным свойством нейронов -коры головного мозга, но не присущи клеткам нейроглии.

ПРАКМЩЖА&.ШШОСТЬ. Результаты работы обосновывают необходимость более строгого и тщательного подхода к подбору оптимальных интенсйвностей микроволнового воздействия в физиотерапевтической практикеі ориентируя клинические исследования на их снижение. Полученные данные поднимают вопрос о целесообразности воздействие факторами ЗМП микроволнового диапазона на головной мозг без глубокого изучения последствий индуцированных микроволнами генетичеоких изменений в клетках ЦНС на уровне современной молекулярной биологии*

йОКШШ, ШОСИ1Ш НА ЗАЩИТУ

1. Особенностью функционирования нервных клеток коры головного мозга является спонтанная репликация фрагментов их ядерной ДНК, которая коррелирует с интенсивностью и спецификой поступавшей афферентации.

2. Характер репликации фрагментов ДНК в нервных клетках коры головного мозга определяется качеством раздражителей: в ответ

на действие микроволн реплицируются фрагменты уникальных и мзло-повторящихся последовательностей копий нуклеотидов, тогда как

^4 =

после экстремальных физических нагрузок реплицируются преиму
щественно фрагменты ДНК с высокой повторяемостью нуклеотидных
последовательностей.

3. Синтез фрагментов ядерной ДНК нейронов коры головного моз-' . га в отпет на действие различных раздражителей может, рассматри- ! езгься как способ передачи генетической информации, из .одной нерв-; i:oi: клетки в'другую, а также в клетки глии, создающий'общую, кар- ';.'. т::ну метаболизма-дошнирувдего' пула клеток мозга, отражающего ,"-"", реакцию нервной системы на внешнюю среду і '," "';-'^;;;-'.^:' ''„^Л v'^;':.'^:v^''':; АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИЯ. Материалы диссертации ^оДоженн'.:':'; на."The first World congress for Electricity,isnd Magnetism in' :.-'..'a,' Biology and Medicine" / Orlando, Florida, USA, 1992 /; 2nd¹ brter--. r.ational Scientific Meeting "Microwavesinmedicinal' /Rome, ; Italy, 1993 /; 2 nd Congress of the European Bioeieotronjagaetics . association /.Blend, Slovenia, 1993 У» ИТОГОВОЙ научной СЄССИЇГ^v. ';'⁴:.

РЩ реабилитации и физиотерапии /Москва, 1993/. /-'''/'" ^:.^,v. Диссертация апробирована на совместной научной конференции ;..:;.

экспериментального отдела,. отделения функциональной диагностики

и клинической физиологии и отделения физиотерапии РЩ реабилита- V .

ции и соизиотерапми Минздрава РФ." -. .',.'- "';..''

По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ.',

СТРУКТУРА И-ОБЪЕЛ РАБОТЫ. Диссертационная работа изложена на .-.'.
IG5 страницах машинописного текста. Работа состоит из введения,
обзора литературы, описания материалов и методов исследования,
результатов собственных исследований, их обсуждения и выводов. ' .
Диссертация иллюстрирована 16 рисунками и 8 таблицами. Библио-
г:::і^г;:чсск;ііі указатель содержит 28 отечественных и 104 иностран
ка; работ. . ..'

» 5 m