В последнее время особую актуальность приобрела проблема загрязнения окружающей среды (ОС) высокотоксичными веществами, получаемыми в результате активной деятельности человека в народнохозяйственной сфере, которая приняла в экологическом плане угрожающие масштабы. Центральное место в нашей работе принадлежит исследованию влияния экосупертоксикантов фенольного происхождения на проницаемость биологических мембран как систем, участвующих в обмене между клетками и цитоплазмой. Основное предположение нашей работы заключается в том, что клеточные и бислойные липидные мембраны могут служить адекватными тест-системами для определения средств фармакологической защиты от вредных химических агентов. При остром отравлении животных и человека наблюдаются признаки общетоксического действия токсикантоа: потеря аппетита, физическая и половая слабость, депрессия и потеря веса. При отравлении диоксином наблюдается поражение сальных желез, приводящее к заболеванию кожи - хлоракне. Более сильное поражение диоксином приводит к нарушению обмена порфиринов - важных предшественников гемоглобина и простетических групп железосодержащих ферментов (цитохромов). Даже одна молекула диоксина может вызвать метаболические процессы в субклеточных системах и вызвать реакции, нарушающих функции организма и приводящих к активации железосодержащего фермента - цитохрома Р-448. Наиболее интенсивно этот цитохром активируется в плаценте и в плоде, в связи с чем диоксин вызывает генгетические изменения в клетках пораженного организма.
Первопричиной действия изучаемых нами токсикантов является взаимодействие молекулы вещества с определенными молекулами клеточной протоплазмы. Проявление высокой токсичности фенолов наряду с гидрофобностью и высокой стабильностью способствует также их высокое сродство к специфическому биологическому рецептору. В случае с диоксином такой рецептор был установлен в 1976 г. А. Поландом и назван диоксиновым рецептором, который представляет собой цитозольный белок клеток органов-мишеней - так называемый Ah-рецептор (aromatic hydrocarbonhydrooxilase). Благодаря большой стабильности диоксина в клетке и прочности его комплекса с биорецептором каждая его молекула многократно участвует в индукции синтеза окислительных ферментов. Считается, что прочный комплекс диоксина с Аh-рецептором, будучи перенесенным в ядро, участвует в активации генов, контролирующих синтез гемопротеинов. Предполагается, что в ядре данный комплекс активирует определенный участок ДНК (Аh-локус). В результате индуцируются микросомальные оксидазы - гидроксилазы ароматических углеводородов и определенной формы цитохрома Р-450 (Р-448). Накопление в организме таких гемопротеидов, как цитохром Р-448 и Р-450 считается особенно опасным. Он катализирует окисление различных ароматических углеводородов, арилалкиловых эфиров, ариламинов различных непредельных соединений - терпенов, микотоксинов и т.п. В сотрудничестве с Институтом Биофизики клетки РАН и сотрудниками Института Теоретической и Экспериментальной Биофизики РАН планируется проведение исследований, направленных на изучение схемы внутриклеточной передачи сигналов от Аh-рецептора и возможности блокировки распространения этого сигнала на определенном этапе. В системах in vivо и in vitro будут изучены биологические эффекты и механизмы воздействия экологически опасных токсических веществ. Основная задача данного исследования является - изучение действия супертоксикантов на: а) - индукцию апоптоза в Т-лимфоцитах. Действие токсикантов на индукцию апоптоза будет оцениваться по образованию фрагментов ДНК высокого молекулярного веса при гель электрофорезе и по морфологическим характеристикам апоптических клеток после окрашивания флуоресцентным зондом. При исследовании механизма и путей апоптоза в клетках, будет обращено особое внимание на регуляцию митохондриального и цитозольного кальция, генерацию свободных радикалов и других активных форм типа синглетного кислорода; б) - транспорт ионов через плазматическую мембрану клеток. Будут исследованы индуцированные токсикантами функциональные модификации плазматической мембраны. При этом будут регистрироваться мембранный потенциал клетки и митохондрий. Предполагается, что супертоксиканты могут привести к падению мембранной проводимости вызванной инактивации ионных каналов и увеличению проводимости утечки и деполяризацию; в) - структуру водных растворов молекул ДНК и коллагена, плазматических мембран клеток кожи. С использованием микрокалориметрических методов намечается исследование нарушений в структурах молекул ДНК, коллагена и в мембранах клеток.
Библиографическая ссылка
Хашаев З.Х. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ТОКСИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ НА БИОЛОГИЧЕСКИК СИСТЕМЫ // Успехи современного естествознания. – 2006. – № 3. – С. 79-80;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=9936 (дата обращения: 31.10.2024).