Радиация и наследственность

При сравнении влияния нескольких факторов на радиочувствительность стадий сперматогенеза необходимо учитывать, что некоторые из них могут вызывать задержку или ускорение процесса созревания половых клеток. Одним из тестов, определяющих изменение скорости развития гамет, может служить смещение периода сниженной плодовитости облученных самцов. Поэтому параллельно с анализом частоты летальных мутаций в последовательных посадках учитывали плодовитость самцов. Показателем плодовитости считали среднее число самок дикого типа в F1 в данной посадке, приходящееся на одного самца-родителя. Средние величины плодовитости находили на основании подсчета потомства 30-40 самцов. Определяли частоту рецессивных сцепленных с полом летальных мутаций по стандартной методике Мёллер-5 и частоту перестроек хромосом в слюнных железах личинок.

В зависимости от способа поступления вещества в организм для контроля использовали самцов, которые развились на нормальной питательной среде, или самцов, которым инъецировали 0,0006 мл 0,7%-ного раствора NaCl.
С целью разделения разных стадий сперматогенеза использовали методику перебросок. Известно, что семенники взрослых самцов содержат зачатковые клетки, находящиеся на всех стадиях сперматогенеза. Действию облучения подвергаются все клетки одновременно, но в процессе оплодотворения будут участвовать по мере созревания и после расходования зрелых спермиев те клетки, которые были облучены на ранних стадиях. Для того, чтобы обеспечить полную реализацию гамет, каждого анализируемого самца в возрасте 24 ± 4 ч ежедневно в течение 12 дней скрещивали индивидуально с пятью новыми девственными самками из линии Мёллер-5. При такой методике посадок в 1-й и 2-й дни должна происходить реализация гамет, бывших в момент облучения на стадии зрелых спермиев; в 3-6-й - расходование сперматид; в 7-8-й - сперматоцитов; в 9-й - сперматоцитов первого порядка и частично спермато-гониев; в 10-12-й дни - сперматогониев.

В случае инъекций вещество, растворенное в 0,7%-ном растворе NaCl, вводили под микроскопом стеклянным капилляром, соединенным с микрошприцем, в брюшко дрозофилы с правой стороны между 4 и 5-м стернитами [266]. Обычно вводили 0,0006 мл раствора на муху. При изучении влияния пред-радиационного воздействия вещества инъекции проводили за 2-0,5 ч до облучения. В случае пострадиационных инъекций препарат вводили не позднее чем через 10 мин после начала облучения.

Химические вещества вводили в организм дрозофилы двумя способами: путем скармливания и путем внутриабдоми-нальных инъекций. При скармливании вещества особи проводили весь жизненный цикл от яйца до имаго на среде, в которой растворен исследуемый препарат. Для этого на такую среду помещали родителей, которых после откладки яиц и начала вылупления личинок удаляли, а для опытов использовали самцов, выросших на среде с препаратом. Использовали максимальные концентрации препарата, не влияющие на жизнеспособность и плодовитость животных. Такой способ гарантирует попадание и накопление вещества в достаточной концентрации в организме дрозофилы. Поскольку инденовые соединения являются красителями, то наблюдали окраску личинок, куколок и даже имаго, выросших на среде с веществом. Это свидетельствовало о хорошем проникновении вещества в ткани дрозофилы.

Для выяснения защитной эффективности исследуемых химических соединений изучали воздействие 1) облучения, 2) химического вещества и 3) химического вещества с последующим или предварительным облучением.
Самцов облучали в пробирках рентгеновскими лучами на рентгенотерапевтической установке РУМ-11 при напряжении 180 кВ, силе тока 10 мА, медном фильтре 0,5 мм, при мощности дозы 4,5 • Ю-4 А/кг. Общая доза 0,4 илиА,8 К л/кг.

Удобным генетическим объектом для решения поставленной задачи является Drosophila melanogaster, которая позволяет дифференцированно исследовать различного рода воздействия на разные стадии гаметогенеза. Кроме того, в слюнных железах личинок дрозофилы содержатся гигантские хромосомы, цитологический анализ которых дает возможность отделить точковые мутации от хромосомных аберраций с точной их локализацией в хромосоме. К тому же спектр чувствительности половых клеток дрозофилы к индукции мутаций аналогичен таковому у млекопитающих. В работе использовались самцы линии Д-18 в возрасте 24 ±4 ч.

При анализе действия любого модификатора важно иметь данные по двум основным классам мутаций - хромосомным аберрациям и точковым мутациям. Поскольку в радиобиологической литературе не решен вопрос о принципиальной возможности модификации выхода точковых мутаций у высших организмов, интересно было исследовать, обладают ли такой особенностью инденовые соединения.

С целью поиска средств, способных защищать наследственные структуры организма от мутагенного действия ионизирующей радиации, нами были исследованы инденовые соединения. Предпосылкой для исследования генетической эффективности этих препаратов явилось то обстоятельство, что инденовые соединения относятся к ароматическим соединениям, обладающим защитным эффектом на ра-диолиз различных соединений [222-224].
Инденовые соединения содержат в молекуле группы, способные к образованию межмолекулярных водородных связей или обеспечивающие встроение самих молекул в определенные субклеточные образования, например в хромосомы. Иными словами, они способны к образованию различных ассоциативных или солеобразных надмолекулярных комплексов или ковалентных связей с субстратом. Предполагалось, что инденовые соединения могут снизить радиационную повреждаемость хромосом, воспринимая и рассеивая лучевую энергию с облученного нуклеопротеида [225].

Таким образом, поиски эффективных противолучевых антимутагенов продолжаются. Необходимо, чтобы они удовлетворяли трем критериям: 1) стабильности, 2) эффективности и 3) нетоксичности. Однако ни один из известных нам радиопротекторов не удовлетворяет данным критериям. Так, большинство традиционных радиопротекторов, имеющих стабильную химическую структуру, эффективны лишь в высоких токсичных концентрациях, а вытяжки растений практически нетоксичны, но не имеют стабильной химической структуры. Все это требует дальнейших теоретических и экспериментальных исследований с целью поисков оптимальных радиозащитных препаратов.

Большое внимание уделяется исследованию антимутагенного действия различных растений. Многочисленные позитив-ные результаты, полученные при испытании антимутагенного действия растений, вызвали интерес к растительным экстрактам и у радиобиологов. В частности, исследовалось влияние фитонцидов чеснока и вытяжки из листьев эвкалипта на мутационный процесс, индуцированный ионизирующей радиацией у дрозофилы [221]. Показано, что использование чеснока не изменило индукции облучением рецессивных летальных мутаций и транслокаций между II и III хромосомами, а вытяжка из эвкалипта оказала хорошее защитное действие против генетического эффекта у -лучей.