Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ВОЕННАЯ ТОКСИКОЛОГИЯ.doc
Скачиваний:
352
Добавлен:
13.02.2016
Размер:
4.19 Mб
Скачать

5.2.5. Повреждение процессов синтеза белка и клеточного деления

В основе нарушения процессов синтеза белка, клеточного деления и пе­редачи наследственной информации лежит повреждение токсикантами молекул ДНК, РНК и ферментов, участвующих в их синтезе и репарации (табл. 12).

Кроме представленных в табл. 12 существуют и другие способы ток­сического повреждения процессов. Так, в фазе приготовления к митозу возможно повреждение центриолей и угнетение синтеза митотического аппарата, образующего клеточное веретено. Веретено формируется SH-содержащими протеинами (тубулином), которые благодаря -S-S-связям

ВО

образуют нитевидные структуры. Естественно, токсиканты, взаимодей­ствующие с SH-группами, способны повреждать митотическое веретено и тем самым нарушать клеточное деление. Примерами таких токсикан­тов являются мышьяк, ртуть и их соединения, колхицин, подофилоток-син и др.

Таблица 12

Возможные точки приложения повреждающего действия токсикантов на процессы синтеза белка и клеточного деления

1. Синтез ДНК. Репликация

  • изменение структуры (конформации) ДНК

  • нарушение процесса полимеризации ДНК

  • нарушение синтезе нуклеотидов

  • нарушение процесса репарации ДНК

. нарушение механизмов регуляции синтеза ДНК

2. Синтез рнк. Транскрипция " .

  • резрушение РНК

  • нарушение полимеризации РНК » нарушение процессии РНК

  • нарушение синтеза нуклеотидов

» нарушение механизмов регуляции синтеза РНК

3. Синтез белка. Трансляция

. нарушение организации и процессии рибосом и полисом

  • нарушение полимеризации аминокислот

  • нарушение образования аминоацетил-tPHK

  • нарушение формирования конформации белка и его третичной и четвертичной структур

  • нарушение механизмов регуляции трансляции

  1. Синтеза клеточных компонентов для митоза (фаза G2). В частности, синтезируются мономеры и полимер тубулина и т. д. Процесс занимает около 19% времени цикла делящейся клетки.

  2. Митоза (фаза М): разделение генетического материала между вновь образующимися дочерними клетками; клеточное деление. Процесс зани­мает 2% времени.

Некоторые химические вещества способны вызывать мутации лишь тех клеток, которые находятся в определенной фазе цикла, это так назы­ваемые цикло-специфичные вещества. Другие действуют на генетиче­ский аппарат не зависимо от того, в каком периоде клеточного цикла находится клетка (цикло-неспецифичные). Такая особенность опреде­ляется механизмом токсического действии веществ (см. выше). К числу цикло-неспецифичных принадлежат мутагены, способные вызывать хи­мическое повреждение ДНК (алкилирующие агенты и химические мо­дификаторы нуклеотидов). Все остальные мутагены являются цикло-специфичными.

Основными видами мутаций, вызываемых химическими веществами, являются:

  1. точечная мутация, связанная с модификацией одного нуклеоти-да в структуре ДНК (замещение нуклеотида, выпадение нуклео-тида из цепи, включение дополнительного нуклеотида в цепь);

  2. хромосомные аберрации, т. е. изменение структуры хромосом (разрывы молекул ДНК, транслокации фрагментов ДНК) или числа хромосом в клетке.

Далеко не всякая модификация молекулы ДНК (мутация) является опасной для организма.

Клетки обладают способностью корректировать и устранять повреж­дения ДНК. Вследствие этого лишь небольшое число мутаций, иниции­рованных токсикантом, сохраняется в процессе репликации молекулы. Однако если мутация не распознана, извращенная информация транс­крибируется в РНК, а затем экспрессируется в форме неполноценного протеина. Последствия этого для клетки могут быть либо несуществен­ны, либо критичны, в зависимости от функций, выполняемых протеи­ном.

Неблагоприятные эффекты мутагенеза определяются также и тем, в клетках какого типа он реализуется: половых или соматических, стволо­вых и делящихся или созревающих и зрелых. Результатом грубых мута­ций половых клеток и делящихся клеток развивающегося плода являют­ся: стерильность особи, врожденная патология у потомства, тератогенез, гибель плода. Мутации стволовых и делящихся соматических клеток со­провождаются структурно-функциональными нарушениями тканей с не­прерывной физиологической регенерацией (система крови, иммунная система, эпителиальные ткани) и канцерогенезом. Повреждение токси­кантом ДНК зрелой соматической клетки не приводит к пагубным по­следствиям для организма.

S2

Последствия повреждения ДНК зависят от дозы токсиканта. Высокие дозы вызывают цитостатический эффект (гибель пула делящихся кле­ток), дистрофические изменения в клетке, более низкие — канцероген­ное, тератогенное действие.

Существует представление, согласно которому проникновение в ор­ганизм даже единственной молекулы генотоксиканта (в отличие от ток­сикантов с иным механизмом токсического действия) может привести к пагубным последствиям. Дело в том, что химическое повреждение еди­ничной молекулы ДНК в единичной клетке макроорганизма, при стече­нии обстоятельств, может стать причиной образования целого клона клеток с измененным геномом. Вероятность такого события бесконечно мала, но теоретически возможна. Такой характер действия веществ на биосистемы называется беспороговым.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.