Количественные закономерности модификаций терморадиационной чувствительности клеток инкубационными средами различной тоничности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.01, кандидат биологических наук Ансимова, Наталья Семеновна

• Ансимова, Наталья Семеновна
• кандидат биологических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Ансимова, Наталья Семеновна

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МЕХАНИЗМАХ МОДИФИКАЦИИ ТЕПЛОВОЙ И РАДИАЦИОННОЙ ИНАКТИВАЦИИ КЛЕТОК

1.1. Особенности инактивации клеток при комбинированных воздействиях

1.2. Молекулярно-клеточные аспекты термо- и радиочувствительности клеток

1.3. Нарушение проницаемости клеточных мембран под действием гипертермии

1.4. Влияние сред с различным осмотическим давлением на термочувствительность клеток

1.5. Постановка целей и задач данной работы

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Объекты исследования

2.2. Источники воздействия и используемая аппаратура

2.3. Методы исследования

2.4. Кривые выживаемости

2.5. Статистическая обработка полученных результатов

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Зависимость от интенсивности термического воздействия инактивации и восстановления клеток и их модификации солевыми средами

3.2. Устойчивость и способность к восстановлению

делящихся и покоящихся клеток после воздействия гипертермии, ионизирующего излучения, ультразвука и осмотических шоков

3.3. Модификации клеточного восстановления после термического воздействия на бактерии Е. coli средами разной тоничности и агрегатного состояния

3.4. Защита клеток от повреждений, вызванных гипертермией и ионизирующим излучением, средами с различной осмолярностью

3.5. Термическое воздействие с разными скоростями прогрева и осмотический гомеостаз клеток

3.6. Значение осмотического гомеостаза для клеток

при терморадиационном воздействии

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Количественные закономерности модификаций терморадиационной чувствительности клеток инкубационными средами различной тоничности»

ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Хорошо известно, что живые организмы постоянно подвергаются комбинированным

многофакторным воздействиям. Особую актуальность эта проблема приобрела в связи с насыщением среды обитания человека и животных различными физическими и химическими агентами, синергически взаимодействующими при их одновременном или последовательном применении. К таким наиболее

широкораспространенным агентам можно отнести ионизирующие излучения, термический фактор и различные химические агенты, усугубляющие комбинированное действие этих факторов. Многообразие факторов внешней среды обуславливает необходимость изучения общих закономерностей комбинированных воздействий с целью прогностической оценки ожидаемых последствий. К настоящему времени в отечественной и зарубежной литературе накопилось достаточно много экспериментальных данных подобного рода. В то же время имеется недостаточно систематических работ, касающихся модификаций

терморадиационной чувствительности клеток инкубационными средами различной тоничности. Актуальность этой проблемы заключается в том, что гипо- и гипертонические среды модифицируют в значительной степени термо- и

радиочувствительность клеток при раздельном или сочетанном применении этих факторов. Важность этого направления исследования возрастает в связи с необходимостью оценки неблагоприятных последствий загрязнения окружающей среды этими факторами.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью данной работы являлось установление закономерностей модификаций терморадиационной чувствительности клеток инкубационными средами различной тоничности.

В связи с поставленной целью следует решить следующие задачи:

- изучить влияние некоторых химических соединений на эффективность инактивации и защиты бактериальных клеток при действии гипертермии и ионизирующего излучения;

- оценить влияние повреждающего действия гипертермии в различных режимах термического воздействия, скорости прогрева и перепада температур на термоустойчивость клеток;

- установить значимость тоничности инкубационных сред в тепловой гибели и защите от нее бактериальных клеток;

- исследовать участие осмотического гомеостаза в тепловой радиосенсибилизации бактериальных клеток;, ¡у

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые показана зависимость термоинактивации бактериальных клеток и ее модификации N солевыми средами от/интенсивности теплового воздействия. /

Показано, что в зависимости от условий инкубации, влияющих на осмотический гомеостаз бактериальных клеток, их можно как защищать, так и допоражать при тепловом воздействии. Гипертонические концентрации некоторых химических веществ, присутствовавших в момент воздействия, защищали клетки как от термо- , так и от радиационных повреждений.

Приведены оригинальные данные, демонстрирующие важность ; осмотического давления в проявлении влияния режима термического воздействия на чувствительность бактериальных клеток.

Получены систематические экспериментальные данные, показывающие значимость тоничности инкубационных сред в биологических последствиях отдельного и комбинированного действия радиационного и термического факторов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Полученные

экспериментальные данные могут иметь практическую значимость для прикладной радиобиологии, медицинской и

сельскохозяйственной радиологии при разработке оптимальных режимов промышленной и сельскохозяйственной

терморадиостерилизации, а также для разработки эффективных режимов лучевой терапии злокачественных новообразований. Результаты работы имеют и фундаментальное значение, поскольку дополняют современный уровень представлений о синергических взаимодействиях.

Полученные в данной диссертации новые результаты используются при чтении лекционных курсов "Экологическая биофизика" и "Сочетанные воздействия факторов окружающей среды" в Обнинском институте атомной энергетики.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации доложены на: Всесоюзном рабочем совещании по проблемам радиочувствительности хромосом (Обнинск, 1984); II Всесоюзной конференции по прикладной радиобиологии (Киев, 1985); Всесоюзной конференции "Синергизм действия ионизирующей радиации и других физических и химических факторов на биологические системы" (Пущино, 1988); I Всесоюзном радиобиологическом съезде (Пущино, 1989); научной конференции "Новое в гигиеническом нормировании неионизируюпщх излучений" (Ленинград, 1989); II Всесоюзном симпозиуме с международным участием "Гипертермия в онкологии" (Минск, 1990); Всесоюзной

конференции "Проблема синергизма в радиобиологии" (Пущино, 1990) . Основные результаты диссертации опубликованы также в статьях: Морозов И.И., Ансимова Н.С., Дергачева И.П., 1984; Морозов И.И., Дергачева И.П., Ансимова Н.С., 1986;

Морозов И.И., Ансимова Н.С., Дергачева И.П., Петин В.Г., 1990.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Работа изложена на 160 страницах и состоит из введения; обзора литературы; описания материалов и методов исследования; главы, содержащей экспериментальные результаты; заключения и обсуждения результатов исследований; выводов- и списка литературы, содержащего 211 источников, из которых 72 опубликованы на русском языке и 139 - на иностранных. Результаты работы

иллюстрированы 5 таблицами и 34 рисунками.

Г 9

И], ^ _ р

Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МЕХАНИЗМАХ МОДИФИКАЦИЙ ТЕПЛОВОЙ И РАДИАЦИОННОЙ ИНАКТИВАЦИИ КЛЕТОК

В этой главе будут проанализированы описанные в литературе данные об особенностях проявления биологических эффектов, их значимости при комбинированных воздействиях и влиянии сред с различным осмотическим давлением на термо- и

радиочувствительность клеток при комбинированных воздействиях. Будут рассмотрены также молекулярно-клеточные аспекты термо- и радиоустойчивости клеток и механизмы их модификации. В результате анализа будут сформулированы основные направления исследований данной работы.

1.1. Особенности инактивации клеток при комбинированных

воздействиях

Жйвые организмы в окружающей среде постоянно подвергаются воздействию целого комплекса факторов. Развитие атомной промышленности, использование ядерной энергии, истощение озонового слоя планеты, приводящее к увеличению потока ультрафиолетового света, внедрение разнообразных химических веществ в виде лекарственных препаратов, пищевых добавок, пестицидов, промышленных соединений насыщают среду обитания человека и животных различными физическими и химическими агентами, оказывающими на них биологическое действие. Все эти факторы могут встречаться в комбинации или действовать одновременно на биосферу и тем самым вызывать усиление летального, мутационного эффектов, а также увеличение числа онкологических заболеваний.

Особенности проявления инактивации клеток при комбинированных воздействиях удобно проанализировать на комбинированном действии ионизирующего излучения и гипертермии, закономерности проявления которых достаточно хорошо и тщательно изучены в эксперименте и клинике (Ярмоненко С.П. и др., 1976, 1992; Петин В.Г., 1977; Streffer С. et al., 1978, 1990; Курпешев O.K., Коноплянников А.Г., 1981; Комаров В.П., 1983;

Коноплянников А.Г., Деденков А.Н., 1984).

Гипертермическое воздействие является одним из наиболее известных физических факторов, повышающих

радиочувствительность клеток. Хотя первые попытки

использования нагревания для лечения опухолей относится к концу 19-го - началу 20-го века (Dietzel F., 1975), систематическое изучение и значительное внимание к этому факту возникло недавно, благодаря, с одной стороны, обнаружению синергического взаимодействия повреждений, индуцированных гипертермией и ионизирующим излучением в различных клеточных системах и опухолях животных, а, с другой стороны, благодаря разработке способов формирования контролируемого локального нагревания опухолей (Streffer С. et al., 197 8; Dethlefsen L.A., Dewey W.С., 1982).

Повышенное внимание и интерес к исследованию гипертермии на различных уровнях организации, начиная от молекулярного и кончая организменным, обусловлен большим числом наблюдений, наиболее важные из которых можно суммировать следующим образом:

1. Тепловое воздействие может приводить к инактивации клеток, причем опухолевые клетки более чувствительны к теплу,

чем нормальные (Гаузе Г.Ф. и др., 1968; Robinson J.E. et al., 1974; Hofer K.G., 1978; Overgaard J., 1978; Hahn G.M., 1982). Отметим, что результаты более поздних исследований показывают, что это свойство не является универсальным для всех опухолей (Hill S.A., Denekamp J., 1979; Streffer С. et al., 1990).

2. Имеется потенциирующее действие тепла на инактивацию клеток при их облучении ионизирующим излучением, причем это действие выражено в большей степени для опухолевых клеток (Overgaard К., Overgaard J., 1972; Kim S.H. et al., 1974; Suit H.D., Shwayder M., 1974; Sapareto S.A. et al., 1978). Благодаря этому, фактор терапевтического выигрыша (ФТВ) при комбинированном действии ионизирующего излучения и гипертермии составляет около 1.5-2.0, что значительно превышает значения этого фактора при использовании в лучевой терапии электронно-акцепторных соединений и плотноионизирующих излучений (ФТВ = 1.3-1.6) (Bewley D.K. et al., 1980; Ярмоненко С.П. и др., 1992) .

3. Наиболее резистентные гипоксические клетки являются более чувствительными к теплу, чем оксигенированные, поэтому радиосенсибилизация гипертермией более выражена для гипоксических клеток (Gerweck L.E. et al., 1974; Dewey W.C. et al., 1977).

4. Наиболее радиорезистентная S-фаза клеток является наиболее чувствительной к температуре и поэтому радиосенсибилизация гипертермией более выражена для клеток, находящихся в этой стадии роста; наоборот, наиболее радиочувствительный G2-nepnofl и митоз являются наиболее устойчивыми к термическому воздействию (Dewey W.C. et al., 1971; Kim S.H., 1976). Таким образом, при комбинированном

действии гипертермии и ионизирующего излучения сглаживаются различия в зависимости чувствительности клеток от фазы клеточного цикла.

5. Наблюдается потенциирующее действие тепла на клеточную гибель, вызванную некоторыми цитотоксическими препаратами, в том числе гипоксическими сенсибилизаторами (Ben-Hur Е. et al., 1974; Ben-Hur Е., Elkind М.М., 1975; Li G.C. et al., 1976; Hofer K.G., 1978; Overgaard J., 1979; Teicher В.A. et al., 1981; Кузин A.M., 1983; Urano M. et al., 1985).

6. Значения межклеточной pH ниже величины 7.0-7.2, характерных для резистентных участков опухолей, увеличивают чувствительность клеток к тепловой гибели и, следовательно, увеличивают радиосенсибилизацию опухолевых клеток гипертермией (Gerweck L.E., 1977; Lunec J., Parker R., 1980).

7. Тепловая обработка ингибирует восстановление клеток от сублетальных и потенциально, летальных повреждений, индуцированных ионизирующим излучением (Harris J.R. et al., 1977) . Поскольку, как уже отмечалось выше, пострадиационная репарация выражена в меньшей степени при действии плотноионизирующих излучений, при этом синергический эффект гипертермии и ионизирующих излучений отсутствовал или был менее выражен (Gerner E.W., Leith J.Т., 1977).

8. Одновременное применение двух инактивирующих агентов, в том числе и одновременное терморадиационное воздействие, в большинстве случаев оказывается более эффективным, чем их последовательное применение. Совокупность этих данных позволяет с позиций радиационной биологии очень высоко оценить потенциальные возможности использования гипертермического воздействия при лечении злокачественных опухолей, при

терморадиационной стерилизации пищевых продуктов, медицинского инструментария и т.д. Первые клинические испытания использования одной гипертермии или в комбинации с ионизирующим излучением и химиотерапией оказались успешными (Dietzel F., 1975; Hill S.A., Denekamp J., 1979;

Александров H.H. и др., 1980; Dethlefsen L.A., Dewey W.C., 1982), как и практическое использование терморадиационных воздействий при стерилизации объектов (Кузин A.M., Каушанский Д.А., 1981).

Фундаментальные закономерности синергического

взаимодействия тепла и ионизирующего излучения были получены в экспериментах на некоторых микроорганизмах (споры, бактерии, дрожжи) (Самойленко И.И., Першина З.Г., 1970; Петин В.Г., Бердникова И.П., 1979 а, б; Prescott D.M. et al., 1990) и культивируемых клетках млекопитающих (Bridges В.А. et al., 1969 a,b; Hume S.P., Marigold J.C.L., 1981; Djordjevic В. et al., 1992) .

В многочисленных работах (Ben-Hur Е. et al., 1974; BenHur E., Elkind M.M., 1975; Li G.C. et al., 1976; Коноплянников A.H., Штейн JI.В., 1977; Petin V.G.,

Berdnikova I.P., 1979; 1981) отмечалось участие процессов пострадиационного восстановления в механизме проявления синергического взаимодействия при терморадиационном

воздействии. Было показано, что модификация

радиочувствительности и реакция клеток на комбинированное воздействие во многом зависит от работы репарационных систем (Haynes R.H., 1975; Harris J.R. et al., 1977; Пелевина И.И., 1977; Жестянников В.Д., 1968, 1979; Жураковская Г.П.,

Петин В.Г., 1984; Дягилев С.А., Шубин В.Н., 1989; Sanches-Reyes А., 1992) .

Предполагается, что термическое воздействие подавляет способность клеток восстанавливаться от повреждений, индуцированных ионизирущим излучением. Наиболее убедительным доказательством справедливости данной точки зрения на механизм синергического взаимодействия являются данные, демонстрирующие значительный синергический эффект при комбинированном действии различных агентов на клеточные системы различного происхождения, способные к пострадиационному восстановлению, и отсутствие синергизма для радиочувствительных мутантов, утративших такую способность (Haynes R.H., 1975; Petin V.G., Berdnikova I.P., 1981). Существует и ряд других аргументов, подтверждающих эту точку зрения: величина и скорость восстановления при выдерживании облученных клеток в непитательной среде уменьшались с увеличением температуры, при которой происходило облучение (Petin V.G., Berdnikova I.P., 197 9); в условиях синергического взаимодействия гипертермии и ионизирующего излучения дрожжевые клетки характеризуются более

.у

"тяжелыми" формами инактивации (Петин В.Г., 1977); значения активационных энергий при комбинированном действии гипертермии и ионизирующего излучения (в отличие от действия только повышенных температур) приближались к величинам, характерным для различных процессов в ДНК (Petin V.G., Berdnikova I.P., 1981) .

Другой распространенной точкой зрения на механизм синергического взаимодействия при комбинированных воздействиях является представление о наличии некоторых нелетальных субповреждений, формируемых при действии каждого из

применяемых агентов в отдельности, взаимодействие которых обусловливает образование дополнительных летальных повреждений (ЬеепЬог^э Н.Р., Ошс^к К.Н., 1978/ Петин В.Г., Комаров В.П., 1989).

Если независимое (аддитивное) действие двух повреждающих агентов характеризуется простым суммированием летальных повреждений от каждого агента, то усиление реакции на комбинированное воздействие (синергизм) означает, что среднее число повреждений, приходящихся на клетку, больше ожидаемого числа повреждений при независимом действии. Увеличение числа повреждений свидетельствует о наличии добавочных повреждений, которые и могли возникнуть за счет взаимодействия или сложения "субповреждений", индуцированных гипертермией и ионизирующим излучением, причем эти субповреждения не вносят вклада в инактивирующее действие каждого агента в отдельности.

Обе точки зрения на механизм синергического эффекта не являются взаимоисключающими, например, возможно, что формируемые при комбинированном воздействии дополнительные повреждения носят необратимый характер, поэтому общий объем восстановления в условиях комбинированных воздействий будет уменьшаться для клеток "дикого" типа. Отсутствие эффекта синергизма для радиочувствительных мутантов, дефектных по репарации, может быть объяснено отсутствием субповреждений, т.к. в этом случае они носят летальный характер.

Для дальнейшего понимания закономерностей механизмов инактивации клеток при терморадиационных воздействиях представляет интерес рассмотреть известные на сегодняшний день молекулярно-клеточные аспекты термо- и радиоустойчивости клеток и возможности их модификаций.

1.2. Молекулярно-клеточные_аспекты_термо-_и_радиочувствительности клеток

К настоящему времени в литературе накоплен огромный фактический материал о повреждающем действии тепла и ионизирующей радиации на различные уровни организации живой материи, в том числе молекулярный и клеточный. Однако современные представления о природе термических и радиационных повреждений, путях их реализации и восстановления до сих пор далеки от окончательного своего завершения.

Гибель и инактивация клеток после термического воздействия в подавляющем большинстве случаев носит интерфазный характер, т.е. происходит без попыток к делению (Петин В.Г., 1977, 1987; Коноплянников А.Г., Деденков А.Н., 1984). Это свидетельствует об особенностях повреждающего действия гипертермии по сравнению с действием ионизирующих излучений, где клетки погибают чаще всего на стадии одной или нескольких попыток к делению (Корогодин В.И., 1966, 1967, 1972). По всей вероятности, интерфазная форма гибели в определенной степени может быть следствием большей повреждаемости массовых структур и функций клеток после прогрева. Не исключено также, что в основе интерфазной гибели про- и эукариотов после термического воздействия может лежать повреждение механизма восстановления.

В литературе широко обсуждается вопрос о возможных тепловых "мишенях", ответственных за деструктивное и дисфункциональное действие гипертермии на клетки, среди которых могут быть белки, в том числе и ферменты, нуклеиновые кислоты, липиды, а также клеточные структуры, в том числе и мембраны (Bridges В.A. et al., 1969 a, b; Schenberg-

Frascino A., 1972; Александров В.Я., 1975, 1985; Yatvin М.В., 1977; Yatvin M.B. et al., 1982; Андреев O.A. и др., 1982).

В настоящее время хорошо известно, что синтез и функционирование нуклеиновых кислот, белков, в том числе и ферментных систем, липидов, углеводов происходит в тесной связи с мембранными структурами (Tomlins R.I. et al., 1972; Рыбальченко B.K., Курский М.Д., 1977; Пастернак С.А., 1978; Волков Е.И., Полежаев A.A., 1983; Phelan A.M. et al., 1994). Кроме того, мембранный аппарат выполняет в клеточном метаболизме важные транспортные функции (Веренинов A.A., 1978; Лебедева Н.Э., 1995), что ставит мембрану в разряд одной из основных критических мишеней при тепловых, радиационных и других неблагоприятных воздействиях на клетку. Поэтому в последние годы особо пристальное внимание привлекают мембраны как наиболее вероятные структуры, тепловые повреждения которых могут нарушить метаболизм клеток и тем самым обусловить их гибель (Gerner E.W. et al., 1980; Волков Е.И., Полежаев A.A., 1983) .

Кроме основной своей функции, заключающейся в отделении содержимого клетки от окружающей ее среды, мембрана наделена рядом уникальных функций. Среди них наибольшее значение имеют процессы активного и пассивного транспорта метаболитов органической и неорганической природы, проведение трансмембранных потенциалов, дыхание, межклеточные контакты и клеточное "распознавание", процессы анаболизма и катаболизма, репликативный и репаративный синтезы, поддержание клеточного тургора (внутреннего гидростатического давления в живой клетке, вызывающего напряжение клеточной оболочки) - вот тот

не полный перечень функций, которые выполняют мембраны, утрата которых может привести ту или иную клетку к гибели.

Возможность выполнения мембранами столь многих очень важных для клетки функций обусловлена особенностью строения мембранных структур. Следует отметить, что по современным представлениям (Волков Е.И., Полежаев A.A., 1983;

Рыскулова С.Т., 1986; Грин Н. и др., 1993) плазматическая мембрана является твердо-каркасной жидко-мозаичной трехслойной структурой, скелетом которой является белково-гликопротеидно-гликолипидная сетка, ограничивающая площадь мембраны и скрепляющая липидную основу, состоящую из бислоя липидных молекул, обращенных гидрофобными концами друг к другу (модель Сингера и Николсона). Плазматические мембраны в целом подвижные образования за счет горизонтального и вертикального перемещения молекул липидов и белков. Эта подвижность или "текучесть" является необходимым условием функционирования мембраны (Keith A.D., Mastro A.M., 1983; Самойленко С.Г. и др., 1992). Причем для нормального функционирования подвижность мембран не должна выходить за определенные, свойственные каждому типу клеток и каждому типу мембран клеток, пределы (Александров В.Я., 1975; Хочачка П., Сомеро Дж., 1988), в противном случае может произойти дестабилизация плазматической мембраны. Согласно литературным данным, именно липидный и/или белковый компоненты мембран в первую очередь подвержены превращениям под действием радиации (Wallach D.F.H., 1978; Leyko W., Bartosz G., 1986), замораживания-оттаивания (Gerner E.W. et al., 1980) и прогрева (Esser A.F., Souza K.A., 1974; Cronan J.E., Gelman E.P., 1975; Dewey W.C. et al., 1977; Hitchener B.J., Egan A.F., 1977;

Cress A.E. et al., 1982; Yatvin M.E. et al., 1982; Волков Е.И., Полежаев А.А., 1983).

В условиях высоких температур конформационная гибкость мембран должна претерпевать изменения в сторону ее увеличения вплоть до размеров, несовместимых с нормальным функционированием (Dynlacht J.R., Fox M.H., 1992 a, b).

Тепловые повреждения мембран могут приводить к изменению многих жизненно важных функций клеток и, в первую очередь, ферментативных, поскольку многие ферменты функционируют в тесной связи с мембранными структурами. Считается, что большинство белков, в том числе ферментов растительных, животных и микробных клеток, либо входит в состав универсальных структур - мембран, либо прикрепляется к ним (Конев C.B. и др., 1970; Грин Н. и др., 1993). Эти данные также подтверждаются и более замедленным ростом прогретых клеток из-за снижения функциональной активности многих ферментов (Streffer С. et al., 1990). Вместе с тем нельзя полностью отрицать возможность вклада в наблюдаемые эффекты тепловой деформации белково-гликопротеидно-гликолипидной цитоскелетной сетки, которая в норме ограничивает площадь мембран, тем самым предотвращая избыточную диффузию ее компонентов (Волков Е.И., Полежаев А.А., 1983). Термическое нарушение связей между этим каркасом и мембранно-агрегированными ферментами может привести к увеличению конформационной подвижности макромолекул и тем самым дестабилизировать их функциональную активность. Такое предположение находится в полном согласии с развиваемыми В.Я. Александровым (1975, 1985) представлениями о необходимости поддержания соответствия между конформационной

гибкостью биологически важных макромолекул и температурными условиями существования организмов.

Определенный интерес представляет рассмотрение состояния мембран митохондрий при нагреве клеток, так как структурное или фукциональное строение их мембран может определять активность окислительных ферментов, а следовательно, и один из основных процессов жизнедеятельности клеток - дыхание. По-видимому, повышенные температуры, изменяя структуру мембрано-связанных энзимов, могут приводить к изменению скорости дыхания, что может обусловить и гибель клеток, о чем свидетельствует качественная корреляция между снижением выживаемости, дыханием и временем прогрева при 43 °С клеток китайского хомячка (Durand R.E., 1978).

Большую роль в клетках играют лизосомы, ограниченные одинарными мембранами, при разрушении которых может произойти "самопереваривание" (аутолиз) содержимого клетки. По данным литературы, гипертермия, повреждая мембраны лизосом, тем самым активизирует лизосомальные ферменты (v. Ardenne М. et al., 1969; Hume S.P., Field S.B., 1977).

В литературе имеются данные, свидетельствующие о тепловой дестабилизации белков или подавлении их синтеза. Например, в результате повреждения мембран эндоплазматической сети и диссоциации мембраносвязанных полирибосом ингибировался синтез белка в клетках (Wallach D.F.H., 1978). Так, показано, что повышенные температуры угнетают синтез белка в клетках Hela (Me Cormick W.S., Penman S.H., 1969). Синтез белка также подавлялся при температуре свыше 45 °С в клетках китайского хомячка (Henle K.J., Leeper D.B., 1979). Однако, при

выдерживании клеток после прогрева в течение определенного времени синтез белка возобновлялся.

В. Rosenberg et al. (1971) искали связь между термодинамическими параметрами белковой денатурации и скоростью гибели различных организмов, на основании чего высказали предположение о том, что в основе термической гибели клеток лежит денатурация белков, при которой происходит потеря уникальной конформации структуры белковой молекулы с переходом ее в беспорядочный клубок. В.Я. Александровым (1975, 1995) была разработана денатурационная теория теплового повреждения клеток, утверждающая, что гибель клеток после прогрева может быть связана, также, и с тепловым разрушением белковых молекул, в том числе и ферментов.

По мнению В.Я. Александрова (1975) повышенные (нефизиологические) температуры приводят к избыточному увеличению конформационной гибкости белковой молекулы и, следовательно, ограничивают возможности ее стерических перестроек.

Таким образом, гипертермия, повреждая белки-ферменты, может вызвать дисбаланс в их функционировании, поскольку известно, что разные ферменты имеют различный температурный оптимум и максимум активности (Кузин A.M., 1983), а это в свою очередь может привести клетку к тепловой гибели вследствие нарушения процессов анаболизма и катаболизма.

Гипертермия, по мнению некоторых авторов, вызывает подавление репликативного синтеза нуклеиновых кислот (Roti-Roti J.L., 1982; Roti-Roti J.L., Laszlo A., 1988). Это нарушение в синтезе может быть обусловлено как непосредственным влиянием температуры на ядро, так и

опосредованно, например, через повреждение плазматической (для прокариотов) или ядерной (для эукариотов) мембран (Warters R.L., Roti-Roti J.L., 1982).

Ядерная мембрана, отделяя хроматин (нуклеопротеиды) от цитоплазмы, обеспечивает транспорт веществ, участвуя, по-видимому, как в репликативных, так и в репаративных процессах ДНК и т.д. Следовательно, любое, в том числе и вызванное гипертермией повреждение ядерных мембран, целостности ядра и генетического материала может или нарушить нормальную жизнедеятельность клетки, или привести ее к гибели (Krishnaswamy G., Dewey W.C., 1993).

Анализ вышеприведенных литературных данных о механизме термических повреждений позволяет прийти к заключению, что гипертермия вызывает множественные повреждения структур и функций клеток, а также изменения биологически значимых веществ: нуклеиновых кислот, белков, в том числе белков-ферментов, липидов и т.д. Однако значимость деструктивных процессов для клетки различна. С одной стороны, она определяется величиной и качеством этих изменений, а с другой - той структурной или функциональной ролью, которую выполняют те или иные молекулы в клеточном обмене.

1.3. Нарушение проницаемости клеточных мембран под действием гипертермии

Как было сказано выше, кроме ингибирования процессов синтеза биологически значимых для клетки веществ вследствие повреждения мембран, гипертермия может нарушать и процессы транспорта через мембраны клеток (Gerner E.W. et al., 1980; Slusser H. et al., 1982), что непосредственно может быть

связано или даже отождествлено с нарушением клеточной проницаемости.

В литературе имеется значительный фактический материал о дестабилизирующем влиянии гипертермии на проницаемость клеток про- и зукариотов.

Так в работе (Califano L., 1952) впервые было зафиксировано вытекание клеточного материала, поглощающего свет с длиной волны 2 60 нм из суспензий бактерий Е. coli и St. aureus, нагретых до температур, несколько больших, чем максимальная температура роста.

В систематических исследованиях было установлено, что при нагреве до 50-60 °С клетки бактерий теряют пул некоторых компонентов с поглощением света в диапазоне длин волн 2 60280 нм (с переходом этих веществ в среду нагрева) (Iandolo J.J., Ordal Z.J., 1966; Allwood M.С., Russell A.D., 1967, 1970; Sogin S.J., Ordal Z.J., 1967; Hurst A., 1984; Гаврилов В.Б. и др., 1991); наблюдалась также потеря ферментативной активности и нарушение метаболизма (Bluhm L., Ordal Z.J., 1969; Tomlins R.J. et al., 1971); деградация некоторых рибосомальных единиц (Allwood M., Russell A.D., 1968; Tomlins R.J., Ordal Z.J., 1971). Так, A.H. Руденок и C.B. Конев (1973) показали, что экстремальные температуры вызывают первичные повреждения в цитоплазматических мембранах дрожжей, сопровождающиеся выходом в среду ряда низкомолекулярных соединений.

Все эти данные свидетельствуют, во-первых, о нарушении проницаемости клеточной мембраны, а, во-вторых, о возможной связи упоминавшихся клеточных компонентов с механизмом образования термоповреждений клеток. Из работы (Iandolo J.J.,

Ordal Z.J., 1966) выясняются два факта, которые являются прямым свидетельством образования термоповреждений в клетках микроорганизмов:

1) вытекание из клеток в значительном количестве глутаминовой кислоты - стимулятора восстановления т ермо п о вр ежд е ний;

2) выделение внутриклеточного калия - показателя нарушения проницаемости клеточной мембраны.

В работе (Hurst А. et al., 1974) обнаружена прямо пропорциональная зависимость потери внутриклеточного магния (Mg) с толерантностью к соли клеток St. aureus. Выяснена важная роль Mg в различных функциях клеток, в том числе о влиянии Mg на пористость клеточной мембраны (Scherrer R., Gerhardt P., 1973). Следовательно, потеря Mg может повлиять на функционирование клетки, особенно ее рибосомальной структуры. Так, распад и вытекание из клеток рибосомальной РНК наблюдали в работах (Iandolo J.J., Ordal Z.J., 1966; Sogin S.J., Ordal Z.J., 1967; Allwood M.С., Russell A.D., 1968, 1970), причем в последней работе было показано, что распад и вытекание РНК из клеток St. aureus, нагретых в различных средах, не коррелирует с потерей их жизнеспособности, что, в свою очередь, дало основание предполагать существование отличных от РНК первичных повреждений в нагретых клетках.

Что касается восстановления клеток от термоповреждений, то в большинстве случаев явления, сопровождающие образование субповреждений, т.е. обратимых или восстанавливаемых, сходны для различных видов микроорганизмов. Вот эти явления, обобщенные и представленные В.Я. Мунблитом и др. (1985):

1) нарушение толерантности к соли, сопровождающееся потерей внутриклеточного Мд, а затем его связыванием из тейхоевой кислоты клеточной стенки и клеточной мембраны (тейхоевая кислота не изменяется под действием нагрева);

2) увеличение задержки роста поврежденных микроорганизмов, что может служить одним из критериев повреждений;

3) изменение метаболической активности, в частности, нарушение ферментативной активности, приводящее, в том числе, к мутагенности, к уменьшению дыхательной активности;

4) распад рибосомальной РНК, деградация и исчезновение рибосомальных единиц, появление плотных блоков, соответствующих внутриклеточной коагуляции белков в протоплазме;

5) нарушение проницаемости мембраны, изменение транспорта через клеточную мембрану, вытекание в среду нагрева клеточных компонентов (аминокислот, белков, нуклеотидов), поглощающих свет в диапазоне длин волн 260-280 нм; вытекание липидов, жирных кислот, липосахаридов (основной компонент внешней мембраны).

Как известно, клетки про- и эукариотов способны восстанавливаться в жидких непитательных средах от повреждений, вызванных ионизирующими излучениями

(Корогодин В.И., 1966), гипертермией (Iandolo J.J.,

Ordal Z.J., 1966; Mukherjee P., Bhattacharjee S.B., 1970).

В работе (Heather C.D., Vanderzant С., 1975) показано, что клетки Ps. fluorescens активнее восстанавливают

термоповреждения на средах, богатых аминокислотами. Было установлено, что наилучшее восстановление дает глутаминовая

кислота, в меньшей степени влияют на этот процесс глицин, гистидин, лизин, метионин и пролин.

Для большого числа термоповрежденных спор характерной добавкой в среду, способствующей их восстановлению, является лизоцим (Flowers R.S., Adams D.M., 1976). Добавление же лизоцима в среду роста не оказывает абсолютно никакого влияния на непрогретые споры.

Другой добавкой, эффективной в отношении восстановления термоповреждений, является каталаза, которая взаимодействует с перекисью водорода (Н202) , накапливаемой в процессе метаболизма (дыхания) термоповрежденными вегетативными клетками, и тем самым способствует их восстановлению, что выражается в уменьшении чувствительности к соли (NaCl) (Martin S.E. et al., 1976) .

Питательным агентом, стимулирующим восстановление, является амилоза, содержащаяся в крахмале (Adams D.M., 1978), хотя другие сахара (глюкоза, сахароза, галактоза) скорее защищают клетки от термогибели, чем способствуют их восстановлению от термоповреждений.

"Стимуляторами" восстановления для спор и вегетативных клеток служат и другие вещества: бикарбонат, пируват, дрожжевой экстракт, гистидин и другие (Roberts Т.А., 1970; Stevenson К.Е., Graumlish T.R., 1978; Mackey В.M.,

Derrick С.M., 1982) .

Максимальное восстановление клеток получено в нейтральных средах с pH близким к 7.0, причем термообработанные клетки оказываются намного более чувствительными к изменениям pH, чем ненагретые (Iandolo J.J., Ordal Z.J., 1966; Adams D.M., 1978).

Имеются данные, свидетельствующие, что восстановление клеточных функций после прогрева сопровождается нормализацией активности ряда белков-ферментов, например малатдегидрогеназы и лактатдегидрогеназы (Tomlins R.J. et al., 1971).

Поскольку большинство белков (до 70%) в клетках входят в состав универсальных надмолекулярных структур - мембран, либо имеют структурно-функциональную связь с ними (Конев C.B. и др., 1970; Конев C.B., 1987), вполне логично допустить возможность дестабилизации мембран клеток вследствие тепловой денатурации белков. Ренатурация же таких белков должна приводить к восстановлению нативности клеточных мембран. Однако было бы не совсем верным утверждение, согласно которому восстановление только белкового компонента обуславливает эту стабилизацию, поскольку липиды мембран также в значительной степени определяют их свойства (Волков Е.И., Полежаев А.А., 1983), в том числе и способность к "сжатию" и "растяжению" в условиях осмотического стресса (Rose А.H., 1976; Csonka L.N., 1989; Cayley S., 1991) .

1.4. Влияние сред с различным осмотическим давлением на

термочувствительность клеток

В настоящее время имеется много данных по защитному действию как на макромолекулы, так и на клетки различных химических и физических факторов. Среди них особое место занимают соединения мембранотропного действия:

антиденатураторы белков (сахара, многоатомные спирты), сильные электролиты (соли Са, хлориды) и другие вещества. В основе их защитного действия лежит, в том числе, и компенсация возросшего во время нагрева внутриклеточного давления за счет

увеличения числа осмотически активных элементов в суспензионной среде при определенной концентрации этих веществ (Koch A.L., 1984/ Iliakis G. et al., 1985; Kosaka Т. et al., 1990).

В качестве первых тепловых антиденатураторов белков были обнаружены сахара: глюкоза, фруктоза, сахароза и рафиноза. Было установлено, что они обладали термозащитным действием на клетки бактерий, животные и растительные клетки (Santarius К., 1973; Corry J.E.L., 1974; Kim S.H. et al., 1980). При этом было показано различие в защитном действии сахарозы и глюкозы на клетки Е. coli, причем при равных осмотических давлениях растворов влияние глюкозы оказалось слабее. Эффект защиты можно объяснить частичным дегидрированием протоплазмы клеток и при этом уменьшением активности воды (Goepfert J.M. et al., 1970), хотя активность воды далеко не основной параметр, определяющий термостойкость клеток. Так, фруктоза в концентрации, обеспечивающей ту же активность воды, что и сахароза, практически не оказывает ингибирующего влияния на термогибель клеток Sal. montevideo (Goepfert J.M. et al., 1970).

Учитывая то обстоятельство, что сахара увеличивают вязкость растворов, можно допустить возможность их стабилизирующего действия на мембраны клеток в процессе нагрева. Это предположение тем более вероятно, если учесть радиозащитное действие сахарозы на клетки бактерий, которое связывают со стабилизацией мембран (Мясник М.Н., 1974; Оброков А.Ф. и др., 1991). Не исключено, что термостабилизация углеводами обусловлена дегидратацией в условиях повышенного осмотического давления. По-видимому, термозащитное действие

вязких растворов глицерина также связано с влиянием осмотического давления концентрированных растворов на мембраны клеток (Henle K.J., Warters R.L., 1982; Lin P.-S. et al., 1984) .

Существуют данные о термозащитном действии на молекулы белков растворов веществ с высокой ионной силой в определенном диапазоне концентраций. Так, показано увеличение

термостойкости микроорганизмов при увеличении уровня NaCl в среде нагрева (Covert D., Woodburn M., 1972), причем авторы указывают оптимальный диапазон концентраций (3-12 %) NaCl, оказывающий защитное действие.

Из обзора работ по влиянию солености на термоустойчивость клеток некоторых морских организмов, приведенных

В.Я. Александровым (1975), видно, что увеличение солености, как правило, способствовало повышению термоустойчивости клеток. Многие термочувствительные мутанты Е. coli могут расти при экстремальных температурах только в присутствии солей (Novitsky T.J., Kushner D.I., 1975; Кеббрин B.B. и др., 1991).

Интересен факт, что NaCl в среде нагрева оказывает защитный эффект на клетки, а в среде послепрогревной инкубации такие же концентрации NaCl приводят к повышенной гибели клеток. По-видимому, защитное действие растворов солей и, в первую очередь растворов NaCl, обусловлено осморегуляцией клеток, т.е. физико-химическими процессами, обеспечивающими постоянство осмотического давления внутри клетки в условиях высокой степени диссоциации сильных электролитов и/или дегидратацией цитоплазмы, что в значительной степени определяет способность клетки к "сжатию" при гипертоническом шоке (Bayer М.Е., 1967; Rose A.H., 1976) и подтверждается

данными о термозащитном действии высушивания на вегетативные клетки Е. coli или Вас. subtilis (Zamenhof S., I960), как одного из адаптационных механизмов саморегуляции бактериальных клеток (Коротяев А.И., 1973).

Представляет интерес адаптационный механизм осморегуляции клеток водоросли Nitella syncarpa в виде пульсирующего режима лизиса при повышении внутриклеточного гидростатического давления (Лялин 0.0. и др., 1995) . При этом речь идет о десорбции Са2+ из клеточной стенки, что приводит к ее лучшему расстяжению под действием возросшего тургора и порционному выбросу плазмалеммы в зонах водных пор, но не разрывов в мембране, с целью постепенного стравливания повышенного осмотического давления. Кроме того, имеются работы, посвященные термозащитному действию дипикалиновой кислоты в сочетании с бивалентными катионами и прежде всего с Са2+ на бактериальные клетки и споры (Christophersen J., 1973; Bradbury J.H. et al., 1981), при этом кальций может стабилизировать энзимы и другие белки, входящие в состав клеточных мембран, против тепловой денатурации, уменьшая их гидратацию.

Кроме термостабилизации в условиях высокой ионной силы раствора белки и клетки можно защищать от гипертермии аминокислотами (Руденок А.Н., Конев C.B., 1973). Термозащитное действие сыворотки и полноценной питательной среды на клетки животных также, по-видимому, связано с влиянием аминокислотного или белкового факторов (Hahn G.M., 1974).

Имеются данные о том, что диэтиламид Д-лизергиновой кислоты и алкоголь повышают терморезистентность животных в условиях теплового стресса, которая связана или с изменением

композиции мембран и снижением их текучести, или с синтезом белков теплового шока (Landry J. et al., 1982, 1986). A.H. Руденок и C.B. Конев (1973) показали, что в процессе прогрева из клеток дрожжей выходят вещества, представляющие собой смесь различных ароматических и гетероциклических аминокислот и защищающие клетки от тепловых повреждений, поскольку были обнаружены их термозащитные свойства. Не исключено, что эти аминокислоты не предшествуют, а синтезируются в момент прогрева в качестве исходного материала для сборки термозащитных белковых молекул. Такие предположения подтверждаются многочисленными данными о том, что умеренный предварительный нагрев может стимулировать синтез de novo, так называемых, "тепловых" или "стрессовых" белков, которые повышают устойчивость макромолекул, нормальных и опухолевых клеток или даже целого организма к последующему нагреву или радиационному воздействию (Hahn G.M., Li G.С., 1982, 1990; Minton K.W. et al., 1982; Mitchell R.E.J., Morrison D.P., 1982; Schlesinger M.J., 1986; Urano M., 1986; Anderson R.L. et al., 1988; Hightower L.E., 1991; Delpino A. et al., 1992; Fisher B. et al., 1992; Агаев Ф.А., 1993) . Многие из этих авторов считают, что, так называемые "heat shock proteins", белки теплового шока, синтезируются в процессе приспособительной (адаптивной) реакции в ответ на повышение температуры. Правда, не совсем ясно, каким образом "тепловые" белки синтезируются в течение краткосрочного прогрева в условиях, весьма далеких от физиологического оптимума клеток. Преодоление этого противоречия возможно, если принять во внимание тот факт, что многие белки в клетке находятся в иммобилизованном состоянии, будучи связанными с мембранами.

Воздействие различных неблагоприятных факторов, в частности, гипертермии, приводит к активизации белков путем перехода их в цитоплазму. Имеются также данные о том, что погибающие клетки выделяют вещества, защищающие жизнеспособные клетки (Мейнел Д., Мейнел Э., 1967). Обобщая данные по проблеме термотолерантности и термоадаптации В.Я. Александров и И.М. Кислюк (1994) в обзорной статье заключают, что ученых в этом аспекте интересует два момента:

1) временное повышение устойчивости клеток - закалка, или приобретенная термотолерантность;

2) временная индукция синтеза особого набора белков белков теплового шока (БТШ), или, точнее стрессовых белков (СБ), повышающих устойчивость клеток.

Особый интерес, проявляемый к этой проблеме, оправдан следующим: 1) сходная реакция на действие стрессора присуща клеткам всех организмов от бактерий до человека; 2) сходная реакция у данной клетки может быть вызвана многими агентами совершенно различной природы; 3) приобретенная толерантность, в широкой степени неспецифична: в ответ на данный стрессор устойчивость клеток увеличивается не только к нему, но и к повреждающим агентам совершенно иной природы; 4) реакция имеет явно приспособительный характер и является элементом клеточного гомеостаза.

Кроме химических средств защиты от термоповреждений, известны и физические способы. Так повышенное атмосферное или гидростатическое давление заметно термостабилизирует клетки (Hahn G.M., 1982). Механизм этого действия также, по-видимому, обусловлен стабилизацией состояния плазматических мембран. Гипертермия, как известно, разжижает липидный компонент

мембран, увеличивая тем самым их текучесть (Dennis W.H., Yatvin М.В., 1981). Избыточная текучесть мембран, как и излишняя жесткость, нарушают их функционирование и могут привести клетки к тепловой гибели (Александров В.Я., 1975; Dennis W.H., Yatvin М.В., 1981). Следовательно, повышенное гидростатическое (атмосферное) или осмотическое давление окружающей или инкубационной среды, уплотняя мембраны клеток, могут тем самым защищать их от гипертермии, предохраняя клетки от излишней проницаемости и стабилизируя их осмотический гомеостаз.

Анализ всей совокупности полученных из литературы данных свидетельствует о том, что нарушение транспортных свойств (вытекания биологически активных веществ) клеток может быть обусловлено, наряду с другими повреждениями, и дестабилизацией их осмотического гомеостаза. В основе этого нарушения, по-видимому, лежит изменение оптимального соотношения осмотических давлений внутри и вне клеток, вследствие различий в константах электролитической диссоциации молекул и межмолекулярных ассоциатов содержимого клеток и внеклеточной среды. Возросшее в результате нагрева внутриклеточное осмотическое давление, не встречая достаточного

противодействия со стороны окружающей среды, может деформировать структурный и/или функциональный статус цитоплазматических мембран, ослабленных прямым влиянием гипертермии на их компоненты. В свою очередь, непосредственное повреждающее действие повышенной температуры на структуру мембран будет усиливаться в условиях возникшего на их поверхности напряжения. При этом может иметь место нарушение структуры пространственно-временной скоординированности

функций мембраносвязанных ферментов, потеря во внешнюю среду биологически важных соединений вследствие избыточного осмотического давления и повышенной проницаемости плазматических мембран и, как результат, снижение жизнеспособности клеток.

Поскольку при комбинированном воздействии ионизирующей радиации и гипертермии подавляются процессы репарации ДНК, возможно, вследствие повреждения функций мембран и мембраносвязанных ферментов, дестабилизация осмотического гомеостаза клеток при высокой модифицируемости

жизнеспособности клеток в средах с различной тоничностью и при разных режимах нагрева может существенно изменить результирующий эффект действия радиации и гипертермии.

1.5. Постановка целей и задач данной работы

Рациональное использование гипертермии в различных областях биологии и медицины, в том числе и в области радиобиологии, предполагает знание механизмов повреждающего действия этого фактора. Как показал проведенный анализ, в литературе накоплено большое количество экспериментальных данных, свидетельствующих о том, что термическая гибель клеток обусловлена нарушением ряда их структур и функций.

Имеется значительный фактический материал о

дестабилизирующем влиянии гипертермии на проницаемость клеток про- и эукариотов. При этом было высказано предположение, что за модификацию жизнеспособности клеток ответственны мембраны клеток. Ряд аргументов свидетельствовал в пользу точки зрения, что изменение клеточной проницаемости при действии гипертемии

может быть также обусловлено и нарушением осмотического гомеостаза клеток.

Если клеточные мембраны действительно являются одними из основных мишеней, претерпевающих изменения под действием тепла, то помещение прогретых клеток в условия, деформирующие мембраны, должно сопровождаться явлениями сенсибилизации, увеличением клеточной проницаемости и т.д. К таковым можно отнести условия осмотического шока, под влиянием которого мембраны "сжимаются" или "растягиваются". Для более углубленного понимания механизма термических повреждений клеток, их репарации и защиты необходимо детально исследовать количественные закономерности модификаций тепловой и терморадиационной чувствительности клеток средами с различной тоничностью. Однако подобного рода исследования носят эпизодический характер, выполнены на различных объектах и поэтому их достаточно трудно систематизировать для понимания и выявления общих закономерностей.

В связи с этим, целью данной работы является установление закономерностей модификаций терморадиочувствительности клеток инкубационными средами различной тоничности и количественное описание этих эффектов.

Для выполнения этой цели необходимо было провести исследования по изучению влияния осмотического (гипо- и гипертонического) шока на интактные, прогретые и облученные клетки бактерий Escherichia coli на разных стадиях клеточного цикла по тестам жизнеспособности и проницаемости, а также способности клеток к восстановлению в средах различного

состава и защите их от термических повреждений в разных

)

условиях.

Параллельно решался целый ряд связанных с этими исследованиями проблем:

- изучение влияния некоторых химических соединений на эффективность инактивации и защиты клеток при действии радиации и гипертермии;

- оценка влияния повреждающего действия гипертермии при воздействии в режимах разной интенсивности, скорости нагрева и перепада температур;

- выяснение значения тоничности солевых и других сред в тепловой гибели и защите от нее клеток;

- исследование участия осмотического гомеостаза в тепловой сенсибилизации клеток к действию ионизирующего излучения.

Заключение диссертации по теме «Радиобиология», Ансимова, Наталья Семеновна

ВЫВОДЫ

1. Объем и динамика восстановления бактерий Е. coli В/г от термоповреждений зависят от интенсивности термического воздействия: инактивация клеток при более низкой воздействующей температуре (50 °С) носила более необратимый характер, в то время как клетки, инактивированные при 54 и 60 °С, в значительной степени восстанавливались от термоповреждений.

2. Эффективность инактивирующего действия кратковременного осмотического шока, воздействующего после термической обработки бактерий Е. coli В/г, зависит от интенсивности термического воздействия: выживаемость клеток, инактивированных при 50 °С, не модифицировалась гипо- и гипертоническими шоками, в то время как выживаемость клеток после действия более высоких температур (52, 60 °С) снижалась в условиях осмотического шока.

3. Условия выдерживания батерий Е. coli В/г в период сразу после теплового воздействия приводят как к восстановлению клеток от термоповреждений, так и к их допоражению. Восстановление происходило в изотонических жидких средах и отсутствовало на агаризованных, а также в гипо- и гипертонической средах.

4. Защита бактериальных клеток Е. coli В/г гипертоническими растворами NaCl, присутствовавшими в момент гипертермического воздействия, была более эффективна при 60 °С, чем при 50 °С. Гипертонические растворы NaCl, присутствовавшие в момент облучения, защищали бактериальные клетки также и от действия ионизирующего излучения. Факт, что некоторые соединения (NaCl, NH4C1, сахароза, глюкоза и глицерин) защищают бактерии от термических и радиационных повреждений в гипертонических концентрациях свидетельствует о том, что в основе радио- и термозащитного действия этих соединений может лежать механизм, связанный с поддержанием клеточного осмотического гомеостаза.

5. Термочувствительность клеток бактерий Е. coli В/г зависит от режима термического воздействия: увеличение скорости прогрева, а также резкие перепады температуры термического воздействия увеличивают поражаемость клеток по тестам жизнеспособности и усиления проницаемости (транспортных свойств). Гипертонические условия при термовоздействии с разными скоростями прогрева защищали клетки от термоповреждений и нивелировали влияние скорости прогрева на термоинактивацию клеток.

6. Величина тепловой радиосенсибилизации клеток Е. coli В/г зависела от тоничности среды, в которой происходило воздействие гипертермии и ионизирующего излучения на клетки: гипотоническая солевая среда увеличивала эффект синергизма, изо- и гипертонические - снижали величину тепловой радиосенсибилизации вплоть до защиты клеток от комбинированного воздействия тепла и радиации. Следовательно, осмотический гомеостаз клеток может иметь значение в проявлении эффекта синергизма при комбинированных терморадиационных воздействиях.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассматривая представленную работу в целом, можно отметить ряд впервые полученных неординарных данных. Прежде всего было показано, что объем и динамика восстановления бактерий от термоповреждений зависит от интенсивности термического воздействия: инактивация клеток при более низкой воздействующей температуре (50 °С) носила более необратимый характер, в то время как клетки, инактивированные при 54 °С и 60 °С, в значительной степени восстанавливались от термоповреждений.

Из литературы известно, что восстановление от термоповреждений для ~большинства бактерий зависит, в первую очередь, от ресинтеза рибосомальной РНК и рибосомальных субъединиц (Sogin S.J., Ordal Z.J., 1967; Tomlins R.I., Ordal Z.J., 1971; Hurst A. et al., 1984) и восстановления клеточной мембраны, в том числе мембранных белков (Iandolo J.J., Ordal Z.J., 1966; Hurst A. et al., 1984). Полученные нами данные носят несколько неожиданный характер. Логично было бы ожидать, что объем восстановления будет снижаться с увеличением интенсивности теплового воздействия, поскольку при этом должно нарастать число более "тяжелых", а следовательно, менее обратимых повреждений. В то же время тепловое воздействие при более низких температурах должно приводить к формированию более обратимых повреждений, но фактически оказалось наоборот. Несколько объяснений может быть предложено полученным данным.

Во-первых, при действии более низких температур образуется большее число обратимых повреждений (потенциально летальных повреждений), чем в случае применения интенсивного термического воздействия. Для их устранения необходимы системы восстановления, которые, будучи в этом случае более полно задействованы, исчерпывают свои возможности в процессе самого воздействия, что и проявляется в кажущемся снижении эффективности восстановления после термического воздействия. Фактически же возможности восстановления могли реализоваться в процессе самого воздействия.

Во-вторых, в процессе длительного термического воздействия в непитательных условиях может происходить истощение каких-то компенсаторных механизмов, ответственных за восстановление клеток. В пользу этого предположения может свидетельствовать тот факт, что процесс восстановления после термического воздействия при 50 °С ограничен 30 минутами выдерживания в режиме восстановления, после чего наблюдается даже некоторое уменьшение выживаемости клеток, в то время как процесс восстановления после действия высоколетальной температуры (60 °С) продолжался более 2 часов.

На основании полученных данных выбор в пользу того или иного предположения сделать пока не представляется возможным. Однако, поскольку по нашим и литературным данным (Gerner E.W. et al., 1980; Волков Е.И., Полежаев A.A., 1983; Морозов И.И. и др., 1982) за модификацию термических повреждений ответственны в первую очередь плазматические мембраны клеток, логично допустить, что термическое воздействие при более высоких температурах вызывает преимущественно мембранные повреждения.

Таким образом, гипертермия вызывает в клетках прокариотов обратимые и малообратимые термические повреждения. Величина обратимости, как было показано в диссертации, зависит от интенсивности термического воздействия. Менее интенсивное, но длительное термическое воздействие (при более низких температурах) индуцировало менее обратимые повреждения. Термическое воздействие при более высоких температурах вызывало высокомодифицируемые повреждения, при этом жизнеспособность клеток удавалось не только эффективно восстанавливать, но и допоражать соответствующими условиями культивирования. Например, в нашей работе было показано, что выживаемость клеток, инактивированных при 50 °С, не модифицировалась гипертоническими шоками, в то время как выживаемость клеток после действия более высоких температур (52, 60 °С) снижалась в условиях осмотического шока. Выдерживание клеток после теплового воздействия в гипо- и гипертонических средах приводило к допоражению клеток. Эти различия, по-видимому, обусловлены разной степенью термического поражения клеточных мембран при низких и высоких* температурах. Поскольку нагретые при более высоких температурах клетки характеризовались повышенной осмочувствительностью с изменением при этом транспортных? свойств их плазматических мембран, полученные данные могут свидетельствовать о тепловой дестабилизации плазматических мембран преимущественно в условиях высокоинтенсивного термического воздействия. Вместе с тем не исключено, что различия в модификации жизнеспособности клеток после термического воздействия разной интенсивности являются результатом поражения не только мембран, но и других клеточных структур.

Известно, что в зависимости от стадии роста мембраны клеток значительно различаются по содержанию и составу липидов

Yatvin M.В. et al., 1986). Так, мембраны делящихся клеток характеризуются меньшим содержанием липидов, при этом липиды мембран клеток на стадии деления являются менее вязкими, вследствие, по-видимому, преимущественного накопления фосфолипидов по сравнению с холестерином (Beuchat L.R., Worthington R.E., 1975/ Kruth H.S. et al., 1979). Кроме того, соотношение гликопептидов, гликопротеидов и гликолипидов меняется по клеточному циклу таким образом, что мембраны делящихся клеток становятся менее стабильными, чем мембраны покоящихся (Епифанова О.И. и др., 1983). В этой связи логично допустить, что особенности строения и функционирования мембран делящихся клеток должны приводить к большей их поражаемости под действием различных факторов. Например, различия в радиочувствительности покоящихся и делящихся бактерий могут быть следствием пониженной способности последних к ферментативному воссоединению разрывов в молекулах ДНК в' результате интенсивной их деградации (Тищенко В.В., Магда И.Н., 1992).

Полученные нами результаты свидетельствуют о более высокой; повреждаемости делящихся клеток при действии гипертермии, осмотического шока, ионизирующего излучения и ультразвука.

Следовательно, особенности мембран делящихся клеток находят свое выражение в большей их уязвимости к действию различных агентов окружающей среды, в том числе ионизирующей радиации и гипертермии (Мосин А.Ф. и др., 1994). Следует отметить также, что большинство ферментов репликации ДНК и, по-видимому, репарации находятся в связанном с мембранами состоянии (Рыбальченко В.К., Курский М.Д., 1977) и требуют определенное липидное окружение (Пастернак С.А., 1978) для проявления своей максимальной активности, которая может подавляться вследствие изменения в составе липидов мембран прогретых клеток (Hansen E.W., 1971/ Tomlins R.I. et al., 1972; Cress A.E. et al., 1982). Предположение о роли плазматических мембран в восстановлении клеток от тепловых или радиационных повреждений подтверждается и данными некоторых исследователей (Mulks М.Н. et al., 1980; Яровая М.С. и др., 1992) .

Имеются данные, что при повышении температуры липиды мембран клеток Е. coli обнаруживают фазовые переходы из упорядоченного в неупорядоченное состояние (Cronan J.E., Gelmann Е.Р., 1975), повышается текучесть мембран (Волков Е.И., Полежаев А.А., 1983), по-видимому, вследствие изменения липидного состава (Cronan J.E. et al., 1987; Dewey W. С. et al., 1977; Yatvin M.B. et al., 1986). Эти же данные свидетельствуют о том, что термическое воздействие при; более высоких температурах приводило к более резкому снижению общей и липидной вязкости мембран бактериальных клеток.

Нами было продемонстрировано, что жизнеспособность бактерий Е. coli после термического воздействия также в существенной мере определяется условиями их культивирования после действия гипертермии. При этом может иметь место как восстановление, так и допоражение клеток. Для реализации процесса восстановления от термоповреждений необходимыми условиями являются жидкий и нормотонический характер сред, в которых происходит восстановление. При несоблюдении этих условий жизнеспособность клеток снижается. Действительно, тот факт, что для восстановления жизнеспособности подвергнутых термическому воздействию бактерий требуется не столько пластический материал и источник энергии, сколько изотонический и жидкий характер сред восстановления, свидетельствует о роли клеточной осморегуляции в этом процессе. Полученные нами результаты в большей степени объяснимы с позиций этих представлений. Причиной изменения выживаемости клеток после прогрева, вероятно, являются модификации плазматических мембран клеток, которые могут влиять и на синтез многих жизненно важных соединений. Вместе с тем противопоставление "мембранной" и "белковой" гипотез образования тепловых обратимых и необратимых повреждений, которые встречаются в литературе, не всегда оправдано. В работе (Мунблит В.Я. и др., 1985) с целью объединения обеих гипотез высказана интересная точка зрения, согласно которой тепловые летальные повреждения, ведущие к прямой термогибели, определяются нарушением "критической" белковой структуры, управляющей проницаемостью клеточной плазматической мембраны, : а в основе образования модифицируемых тепловых повреждений лежит распад рибосомальных РНК.

В связи с изложенным плазматические мембраны клеток можно■ считать ключевым звеном в механизме термической гибели, в значительной степени определяющим термогенное многообразие молекулярно-клеточной феноменологии и возможность модификации термоповреждений.

В работе было показано, что защита бактериальных клеток гипертоническими растворами хлористого натрия, присутствовавшими в момент гипертермического воздействия была более эффективна при 60 °С, чем при 50 °С. Кроме того, гипертонические растворы ЫаС1, присутствовавшие в момент облучения, защищали бактериальные клетки также и от действия ионизирующего облучения. Факт, что некоторые соединения (NaCl, NH4CI, сахароза, глюкоза и глицерин) защищают бактерии от термических и радиационных повреждений в гипертонических концентрациях свидетельствует о том, что в основе радио- и термозащитного действия этих соединений может лежать механизм, связанный с поддержанием клеточного осмотического гомеостаза.

Таким образом, эффекты защиты клеток от радиационных и тепловых повреждений в гипертонических средах могут быть следствием коррекции нарушенного осмотического гомеостаза клеток, в результате которых мембранам сообщается некоторая стабильность к повреждающему действию ионизирующего излучения и гипертермии. В какой-то степени подтверждением этой гипотезы может служить известный факт высокой радио- и термоустойчивости спор, характеризующихся низким содержанием воды по сравнению с вегетативными формами бактерий (Zamenhof S., 1960; Roberts Т.A., Ingram М., 1965; Bradbury J.H. et al., 1981; Кашнер Д., 1981).

Высказанная гипотеза базируется на следующих известных фактах.

Во-первых, при физиологически нормальных температурах жизнеспособным клеткам даже в условиях нормотонии (изотонии) уже присущ некоторый избыток осмотического давления белков и других полиэлектролитов (Rose A.N., 1976; Yancey Р.Н. et al., 1982). Этот избыток осмотического давления (так называемое тургорное или гидростатическое давление, вызывающее напряжение клеточной оболочки) при термическом повреждении мембран может привести к потере во внешнюю среду биологически значимых соединений и тем самым снизить жизнеспособность клеток (Гаврилов В.Б. и др., 1991; Cayley S. et al., 1991).

Во-вторых, состав содержимого клеток и окружающей их суспензионной среды, как правило, является различным. При этом в состав содержимого клеток входят наряду с другими и высокополимерные соединения, в то время как суспензионные среды содержат преимущественно такие простые вещества, как неорганические соли, обеспечивающие нормальный осмотический гомеостаз (условия изотонии). Являясь сильными электролитами, эти вещества характеризуются высокой степенью электролитической диссоциации, близкой к единице

Крешков А.П., 1976). Следовательно, сильные электролиты полностью диссоциированы на ионы независимо от температуры раствора и их осмотическое давление возрастает с увеличением температуры вследствие роста подвижности осмотически активных элементов - ионов, а не за счет увеличения их числа при данной концентрации вещества. Иная зависимость будет при нагреве растворов слабых электролитов, например, нуклеиновых кислот, белков и аминокислот, входящих в содержимое клеток. В этом случае осмотическое давление клеток будет расти с увеличением температуры не только за счет роста подвижности, но и числа осмотически активных частиц вследствие внутри- и межмолекулярной диссоциации ионизируемых (т.е. способных к ионизации - диссоциации) группировок и молекулярных комплексов при заданной концентрации вещества в результате увеличения степени электролитической диссоциации (Воюцкий С.С., 1960). Осмотическое давление для слабых электролитов зависит от степени электролитической диссоциации. Другими словами, с ростом температуры клеточной суспензии осмотическое давление клеток будет нарастать быстрее, нежели давление в суспензионной жидкости, представляющей, например, изотонический раствор хлорида натрия. В итоге это может привести к нарушению осмотического гомеостаза клеток, в результате чего они подвергнутся повреждающему действию гипотонического стресса (шока). Последствия этого шока будут тем губительнее для клеток, чем сильнее будут повреждены липопротеидные комплексы мембран при нагреве, поскольку именно липидный состав цитоплазматических мембран в значительной степени определяет способность клеток к "сжатию" или "растяжению" при явлениях осмотического стресса (Rose A.N., 1976) . Поэтому становится очевидным повышенная термочувствительность бактериальных мутантов, дефектных по синтезу некоторых компонентов мембран (Sato Т. et al., 1975) и, по-видимому, осмотически нестабильных. В случае действия осмотического шока избыточное осмотическое давление клеток может с большей вероятностью дестабилизировать ослабленные теплом мембраны, тем самым увеличив их проницаемость. В итоге в клетку устремиться поток растворителя - воды, а из клеток будут вымываться различные растворенные соединения, что и наблюдается в эксперименте.

Если такое представление верно, то становится понятным, почему термозащитными свойствами обладают, по нашим экспериментальным, а также литературным данным

Alemohammad М.М., Knowles C.J., 1974/ Low P.S., 1985; Мунблит В.Я. и др., 1985), такие разные соединения с различными химическими и биологическими свойствами, как сахара, многоатомные спирты и соли, например хлориды. В основе их защитного действия лежит, по всей верятности, компенсация возросшего в результате термического воздействия внутриклеточного осмотического давления за счет увеличения числа осмотически активных частиц в суспензионной среде при увеличении концентрации этих соединений. Об этом же свидетельствует тот факт, что эффект защиты выживаемости клеток в процессе термического воздействия при 60 °С проявляется при больших концентрациях растворов глицерина и хлорида натрия по сравнению с таковыми при термическом воздействии 50°С на клеточные суспензии (рис. 21 и 24) . Интерпретация этого феномена может заключаться в том, что для компенсации избыточного внутриклеточного осмотического давления при более высокоинтенсивном термическом воздействии требуется и большее осмотическое давление суспензионной жидкости.

В этой связи не исключено, что синтез de novo тепловых или стрессовых белков (Landry J. et al., 1982; Александров В.Я., Кислюк И.М., 1994) есть не что иное, как механизм поддержания нарушенного в результате термического воздействия осмотического гомеостаза путем связывания многих осмотически активных частиц, например аминокислот, в полипептидные цепи белков в изменившихся температурных условиях (McLaggan D. et al., 1990).

Следующая оригинальная группа данных, полученных в диссертации, связана с влиянием скорости прогрева на термочувствительность бактериальных клеток: повышение скорости прогрева увеличивало термопоражаемость клеток. Оказалось, что использование гипертонических условий при термовоздействии с разными скоростями прогрева защищало клетки от термоповреждений и нивелировало влияние скорости прогрева на термоинактивацию клеток. В диссертации подробно обоснована точка зрения о роли осмотического гомеостаза бактериальных клеток в проявлении перечисленных эффектов. Действительно, если нагрев клеточной суспензии вызывает изменение осмотического давления в системе клетка - суспензионная среда, приводящее к снижению клеточной жизнеспособности, то в таком случае резкий перепад температуры при термическом воздействии или большая скорость прогрева должны увеличивать термочувствительность клеток по тестам выживаемости или проницаемости, что продемонстрировано в данной работе и согласуется с некоторыми данными литературы (Katsui N. et al., 1981).

Высказанная в диссертации точка зрения о природе снижения выживаемости и усиления проницаемости клеток под действием увеличения скорости прогрева или перепада температур не исключает вероятности вклада и других механизмов поражения. Эти эффекты могут быть отчасти обусловлены если и не синтезом белков теплового шока (Морозов И.И., Петин В.Г., 1998), то термогенным растройством структуры либо функций мембранных белков в условиях теплового стресса (Александров В.Я., Кислюк И.М., 1994). Вместе с тем нельзя полностью отрицать возможность вклада в наблюдаемые эффекты тепловой деформации цитоскелетной сетки, которая в норме ограничивает площадь мембран, тем самым предотвращая диффузию ее компонентов (Волков Е.И., Полежаев A.A., 1983). Термическое нарушение связей между клеточным каркасом и мембрано-связанными ферментами может привести к увеличению конформационной подвижности молекул и тем самым дестабилизировать их функциональную активность.

Поскольку в работе продемонстрирована значимость осмотического гомеостаза как для случая воздействия гипертермии, так и при инактивирующем действии ионизирующего излучения, было обоснованным считать, что осмотический гомеостаз может оказывать влияние на синергизм терморадиационного воздействия, широко используемого в прикладной радиобиологии. Наиболее распространенная точка зрения на механизм синергического усиления различными агентами эффектов, индуцированных ионизирующим излучением, связана с подавлением способности клеток восстанавливаться от повреждений, формируемых в условиях комбинированного воздействия. Как мы уже неоднократно отмечали в данной работе, процессы восстановления ДНК находятся в тесной связи с мембраносвязанными ферментами. Следовательно, можно ожидать изменения синергического взаимодействия тепла и ионизирующего излучения в условиях дестабилизации осмотического гомеостаза клеток. Описанные в работе экспериментальные исследования, проведенные на бактериальных клетках, показали, что действительно величина тепловой радиосенсибилизации клеток Е. coli В/г зависела от тоничности среды, в которой происходило воздействие гипертермии и ионизирующего излучения на клетки: гипотоническая солевая среда увеличивала эффект синергизма, изо- и гипертонические - снижали величину тепловой радиосенсибилизации, вплоть до защиты клеток от комбинированного действия тепла и радиации. Следовательно, осмотический гомеостаз клеток может иметь значение в проявлении эффекта синергизма при комбинированных терморадиационных воздействиях.

В целом представленные в диссертации данные показывают, что гипертермия вызывает в клетках прокариотов повреждения, последствия которых удается как усилить, так и ослабить путем восстановления или защиты. Величина модификации термических повреждений зависит от интенсивности термического воздействия и условий их культивирования. Совокупность полученных новых экспериментальных данных и сравнительный их анализ с данными литературы свидетельствует о том, что одной из причин термической гибели клеток, а также комбинированного терморадиационного воздействия является повреждение плазматических мембран. Эти повреждения могут быть обусловлены как прямым действием гипертермии на компоненты мембран, так и косвенным влиянием на них посредством осмотического стресса, который является результатом теплового нарушения осмотического гомеостаза клеток. Поскольку клеточные мембраны являются ключевым звеном в цепи метаболизма, их повреждение может вызвать и ряд других, несовместимых с нормальной жизнедеятельностью клетки последствий. Это не исключает вероятность участия в наблюдаемой феноменологии повреждения и других структур или функций клеток.

Полученные данные и их интерпретация могут быть полезны в области радиобиотехнологии, промышленной стерилизации, а также при разработке эффективных режимов термического воздействия на злокачественные новообразования.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Ансимова, Наталья Семеновна, 1998 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

На русском языке:

1. Агаев Ф.А. Индукция белков теплового шока и изменение радиочувствительности при тепловой обработке эмбрионов тутового шелкопряда Bombyx morí L. // Радиобиол. - 1993.

T. 33, № 3. - С. 361-364

2. Александров В.Я. Клетки, макромолекулы и температура. -Л.: Наука, 1975. - 272 с

3. Александров В.Я. Реактивность клетки и белки. Л.: Наука, 1985. - 261 с

4. Александров В.Я. Становление денатурационной теории повреждения и раздражения // Цитология. - 1995. - Т. 37, № 12. - С. 1101-1122

5. Александров В.Я., Кислюк И.М. Реакция клеток на тепловой шок: физиологический аспект // Цитология. - 1994. -Т. 36, № 1. - С. 5-59

6. Александров H.H., Савченко Н.Е., Фрадкин С.З., Жаврид Э.А. Применение гипертермии и гипергликемии при лечении злокачественных опухолей. - М.: Медицина, 1980

7. Андреев O.A., Кабоев O.K., Томилин Н.В. Тепловые повреждения ДНК и активность ферментов, участвующих в репарации таких повреждений у бактерий с различными тепловыми оптимумами роста // I Всесоюзный биофизич. съезд: Тезисы докладов. - М., 1982. - Т. 2. - С. 328

8. Бабенко А.П., Веренинов A.A., Глушанкова Л.Н., Романова Ю.В. Динамика изменения хлорной проводимости плазматической мембраны клеток Jurkat при их осмотическом набухании // Цитология. - 1995. Т. 37, № 4. - С. 361

9. Бейли Н. Статистические методы в биологии / Пер. с англ. - М.: Мир, 1964. - 271 с

10. Веренинов A.A. Транспорт ионов через клеточную мембрану. Анализ потоков. - Д., 1978

11. Волков Е.И., Полежаев A.A. Плазматическая мембрана как мишень действия гипертермии // Успехи соврем, биол. - 1983. -Т. 96, №3(6). - С. 353-364

12. Воюцкий С.С. Растворы высокомолекулярных соединений. -М. : Госхимиздат, 1960

13. Гаврилов В.Б., Орехова Т.А., Красновская М.А., Конев С.В. Исследование термоиндуцированного выхода аминокислот и белков из дрожжевых клеток // Микробиол. - 1991. - Т. 60, № 2. - С. 398-399

14. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология // В 3-х т. под ред. Сопера / Пер. с англ. - М. : Мир, 1993. - Т. 1: - С. 151341; - Т. 2: - С. 150-159; - Т. 3: - С. 48-223

15. Дягилев С.А., Шубин В.Н. О роли репарационных процессов в синергизме // Радиобиол. - 1989. - Т. 29, №5. -С. 605-610

16. Епифанова О.И., Терских В.В., Полуновский В.А. Покоящиеся клетки. - М.: Наука, 1983

17. Жестяников В.Д. Восстановление и радиорезистентность клетки. - Л., 1968

18. Жестяников В.Д. Репарация ДНК и ее биологическое значение. - Л.: Наука, 1979

19. Жураковская Г.П., Петин В.Г. Генетический контроль модификаций радиочувствительности дрожжей кислородом и гипоксическими сенсибилизаторами // Генетика. - 1984. - Т. 20, № 8. - С. 1311-1317

20. Иванов С.Д., Алексин М.М. Репаративные процессы в бактериальной популяции при физических воздействиях // В кн. : 1-й Всесоюзный Биофизический съезд. - М., 1982 . - Т. 2.

С. 329

21. Кашнер Д. Жизнь микроорганизмов при высоких концентрациях солей и растворенных веществ // В кн.: Жизнь микробов в экстремальных условиях. - М. : Мир, 1981. - С. 365425

22. Кеббрин В.В., Дубинин A.B., Осипов Г.А. Осморегуляция у морской цианобактерии Microcoleus chthonoplastes // Микробиол. - 1991. - Т. 60, № 4. - С. 596-600

23. Комаров В.П. Радиобиологические реакции дрожжевых клеток при комбинированном воздействии ионизирующей радиации, ультрафиолета, гипертермии и ультразвука: Дис. на соиск. уч. степ. канд. биол. наук. - Обнинск, 1983. - 184 с

24. Конев C.B. Структурная лабильность биологических мембран и регуляторные процессы. - Минск: Наука и техника, 1987. - 240 с

25. Конев C.B., Аксенцев С.А., Черницкий Е.А. Кооперативные переходы белков в клетке. - Минск: Наука и техника, 1970. - 15 с

26. Коноплянников А.Г., Деденков А.Н. Комбинированное действие ионизирующего излучения и гипертермии (СВЧ- и УВЧ-гипертермия) // Всесоюз. раб. совещ. / В сб.: Радиация и организм. Комбинированное действие ионизирующих излучений и других физических факторов среды. - Обнинск, 1984. - С. 43-46

27. Коноплянников А.Г., Штейн JI.B. Использование гипертермии для подавления репаративных процессов в опухолевых

клетках и для повышения эффективности лучевой терапии // Мед. радиология. - 1977. - Т. 22, № 2. - С. 23-27

28. Корогодин В.И. Проблемы пострадиационного восстановления. - М.: Атомиздат, 1966. - 391 с

29. Корогодин В.И. Восстановление клеток от термоповреждений, вызываемых ионизирующими излучениями: некоторые сравнительные аспекты // Радиобиол. - 1967. - Т. 7, № 5. - С. 728-743

30. Корогодин В.И. Свойство живых клеток спонтанно восстанавливаться от летальных повреждений, вызываемых ионизирующими излучениями // Диплом об открытии. - 1972.

№ 115

31. Коротяев А.И. Механизмы саморегуляции бактериальной клетки. - М., 197 3

32. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - М. : Химия, 1976. - 472 с

33. Кузин A.M. Проблемы синергизма в радиобиологии // Изв. АН СССР. Сер. биологическая. -1983. - № 4. -С. 485-502

34. Кузин A.M., Каушанский Д.А. Прикладная радиобиология. Теоретические и технические основы. - М.: Энергоатомиздат, 1981. - 222 с

35. Курпешев O.K., Коноплянников А.Г. Экспериментальное обоснование терморадиотерапии злокачественных опухолей // Мед. радиол. - 1981. - Т. 26, № 5. - С. 56-65

36. Лакин Г.Ф. Биометрия. - М. : Высшая школа, 1990. 352 с

37. Лебедева Н.Э. Особенности ионного транспорта через ядерные мембраны // Мембранный транспорт и функции клеток:

Тез. докл. и сообщ. на Совещании. - С.-Петербург, 1994 / Цитология. - 1995. - Т. 37. - С. 378-379

38. Лялин О.О., Скобелева О.В., Ктиторов И.Н., Маричев Г.А. Осмотический лизис тургесцентных растительных клеток // Мембранный транспорт и функции клеток: Тез. докл. и сообщ. на Совещании. - С.-Петербург, 1994 / Цитология. - 1995. - Т. 37, № 4. - С. 380-381

39. Межидов С.Х., Моисеев В.А. Влияние температуры на гидратацию эритроцитов // Биофизика. - 1991. - Т. 36, №2. -С. 294-297

40. Мейнел Дж., Мейнел Э. Экспериментальная микробиология. (Теория и практика). - М.: Мир, 1967. - 347 с

41. Монгин A.A., Аксенцев С.Л., Ракович A.A., Окунь И.М. и др. Осмотическая регуляция натриевого насоса в синаптосомах головного мозга крыс // Биофизика. - 1992. - Т. 37, №5. -С. 950-956

42. Морозов И.И. Метод определения числа жизнеспособных микроорганизмов // Лабораторное дело. - М. : Медицина, 1983. -№ 9. - С. 60-62

43. Морозов И.И., Петин В.Г., Рудаков И.А. О механизме тепловой радиосенсибилизации клеток // Восстановительные и компенсаторные процессы при лучевых поражениях: Тез. докл. VIII Всесоюз. науч. конфер. - Л., 1982. - С. 67

44. Морозов И.И., Ансимова Н.С., Дергачева И.П. О роли мембран в тепловой радиосенсибилизации клеток // Всес. Раб. Совещ. / В сб.: Радиация и организм. Комбинированное действие ионизирующих излучений и других физических факторов среды. -Обнинск. - 1984. - С. - 54-56

45. Морозов И.И., Дергачева И.П., Ансимова Н.С. Влияние осмотического шока на жизнеспособность, оптическую плотность и проницаемость прогретых клеток Е. coli // Микробиология. 1986. - Т. 55, № 2. - С. 278-281

46. Морозов И.И., Ансимова Н.С., Дергачева И.П., Петин В.Г. Осмотический гомеостаз и терморадиоустойчивость клеток при комбинированных воздействиях // Проблема синергизма в радиобиологии: Материалы Всес. конфер. - Пущино. - 1990. -С. 102-112

47. Морозов И.И., Петин В.Г. Модификация повреждений клеток, вызываемых нагревом с различной скоростью, путем изменения осмотического давления среды или с помощью хлорамфеникола // Цитология. - 1998. - Т. 40, № 2/3. - С. 178184

48. Мосин А.Ф., Габай B.JT., Макарова Ю.М., Мосина В.А. Повреждение и интерфазная гибель опухолевых клеток асцитной карциномы Эрлиха, находящихся на разных стадиях роста, при энергетическом голодании и тепловом шоке // Цитология. - 1994. - Т. 36, № 4. - С. 384-391

49. Мунблит В.Я., Тальрозе В.Л., Трофимов В.И. Термоинактивация микроорганизмов. - М.: Наука, 1985. - 209 с

50. Мясник М.Н. Генетический контроль радиочувствительности бактерий. - М.: Атомиздат, 1974. - 152 с

51. Оброков А.Ф., Летов В.Н., Векслер A.M. Влияние мембраноактивных соединений на радиомодифицирующий эффект глюкозы при рентгеновском облучении клеток асцитной опухоли // Радиобиол. - 1991. - Т. 31, № 6. - С. 856-860

52. Пастернак С.А. Биологические мембраны / Ред. Д.С. Парсон. - М.: Атомиздат, 1978. - 61 с

53. Пелевина И.И. Ингибирование восстановления радиационных повреждений химическими соединениями как способ повышения эффективности лучевой терапии опухолей // Мед. радиол. - 1977. - Т. 22, № 2. - С. 8-13

54. Перт С.Дж. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. - М.: Мир, 1978. - 331 с

55. Петин В.Г. Чувствительность дрожжевых клеток к одновременному воздействию ионизирующей радиации и повышенной температуры // Радиобиол. - 1977. - Т. 17, № 3. - С. 360-366

56. Петин В.Г. Генетический контроль модификации радиочувствительности клеток. - М. : Энергоатомиздат, 1987. 208 с

57. Петин В.Г., Бердникова И.П. Комбинированное действие гипертермии и плотноионизирующей радиации на дрожжевые клетки // Радиобиол. - 1979(а). - Т. 19, № 1. - С. 137-139

58. Петин В.Г., Бердникова И.П. Влияние последовательности теплового воздействия на радиочувствительность дрожжей // Радиобиол. - 1979(6). - Т. 19, № 6. - С. 910-912

59. Петин В.Г., Комаров В.П. Количественное описание модификации радиочувствительности. - М.: Энергоатомиздат, 1989

60. Руденок А.Н., Конев C.B. О феномене самозащиты клеток от теплового повреждения // Докл. АН СССР. - 1973. - Т. 208, №4. - С. 977-980

61. Рыбальченко В.К., Курский М.Д. Молекулярная организация и ферментативная активность биологических мембран. - Киев, 1977

62. Рыскулова С.Т. Радиационная биология плазматических мембран. - М.: Энергоатомиздат, 198 6

63. Самойленко И.И., Першина З.Г. Влияние температуры на радиочувствительность St. aureus // Бюлл. эксперим. биол. и медиц. - 1970. - Т. 28, № 12. - С. 57-59

64. Самойленко С.Г., Окунь И.М., Аксенцев C.JI., Конев C.B. Влияние температуры на полярность анулярного и бислойного липида синаптических мембран // Биофизика. - 1992. - Т. 37, № 2. - С. 290-294

65. Спиридонов В.П., Лопаткин A.A. Математическая обработка физико-химических данных. - Изд-во МГУ, 1970.

С. 190-191

66. Стрелков Р.Б. Экспресс-метод статистической обработки данных. - М., 198 6

67. Тищенко В.В., Магда И.Н. Осмотический гомеостаз и радиочувствительность клеток лимфосаркомы NKLy // Радиобиол. -1992. - Т. 32, № 3. - С. 377-381

68. Урбах В.Ю. Математическая статистика для биологов и медиков. - М.: Наука, 1963. - 323 с

69. Хочачка П., Сомеро Дж. Биохимическая адаптация. М.: Мир, 1988. - 568 с

70. Ярмоненко С.П., Вайнсон A.A., Календо Г.С., Рампан Ю.И. Биологические основы лучевой терапии опухолей. -М.: Медицина, 1976. - 272 с

71. Ярмоненко С.П., Коноплянников А.Г., Вайнсон A.A. Клиническая радиобиология. - М.: Медицина, 1992

72. Яровая М.С., Прибуш А.Г., Федорова Л.И., Абидор И.Г. и др. Изменение радиочувствительности клеток путем модификации цитоплазматических мембран // Радиобиол. - 1992. - Т. 32, № 4. - С. 560-565

На иностранных языках:

73. Adams D.M. Heat injury of bacterial spores // Adv. Appl. Microbiol. - 1978. - V. 23. - P. 245-261

74. Alemohammad M.M., Knowles C.J. Osmotically induced and turbidity changes of Escherichia coli due to salts, sucrose and glycerol, with paticular reference to the rapid permeation of glycerol into the cell // J. Gen. Microbiol. - 1974.

V. 82. - P. 125-142

75. Allwood M.C., Russell A.D. Mechanisms of thermal injury in Staphylococcus aureus. I. Relation between viability and leakage // Appl. Microbiol. - 1967. - V. 15. - P. 12661269

76. Allwood M.C., Russell A.D. Thermally induced ribonucleic acid degradation and leakage of substances from the metabolic pool in Staphylococcus aureus II J. Bacterid. -1968. - V. 95, № 2. - P. 345-349

77. Allwood M.C., Russell A.D. Influence of ionic and nonionic materials on thermally-induced ribonucleic acid degradation and leakage in Staphylococcus aureus // J. Pharm. Sci. - 1970. - V. 59, № 1. - P. 180-183

78. Anderson R.L., Fong K.J., Gabriele Т., Lavagnini P. et al. Loss of the intrinsic heat resistance of human cells and changes in Mr 70 000 heat shock protein expression in human x hamster hybrids // Cancer Res. - 1991. - V. 51.

P. 2636-2641

79. Anderson R.L., Herman T.S., Van Kersen I., Hahn G.M. Termotolerance and heat shock protein induction by slow rates of heating // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. - 1988. -V. 15. - P. 717-725

80. Ardenne M.v., Chaplain R.A., Reitnauer P.G. In vitro -und in vivo - versuche zur krebs - mehreschritt - therapie mit "auslosender" attacke durch alkylierende Zytostatika // Deutsch. Gesundheitswesen - 1969. - V. 24. - P. 1781-1787

81. Bayer M.E. Response of cell walls of Escherichia coli to a sudden reduction of the environmental osmotic pressure // J. Bacteriol. - 1967. - V. 93, № 3. - P. 1104-1112

82. Ben-Hur E., Elkind M.M., Bronk B.V. Thermally enhanced radioresponse of cultured Chinese Hamster cells: inhibition of repair of sublethal damage and enhancement of lethal damage // Radiat. Res. - 1974. - V. 58, № 1. - P. 38-51

83. Ben-Hur E., Elkind M.M. DNA damage and repair in hyperthermic mammalian cells: relation to enhanced cell killing // In: Radiation Research, Biomedical, Chemical and Physical Rerspectives / Eds. by O.F. Nygaard, H.J. Adler, W.K. Sinclair. - New York: Academic Press, 1975. - P. 703-717

84. Beuchat L.R. Injury and repair of gram-negative bacteria, with special consideration of the involvement of the cytoplasmic membrane // Adv. Appl. Microbiol. - 1978. - V. 23.

- P. 219-243

85. Beuchat L.R., Worthington R.E. Relationships between heat resistance and phospholipid fatty acid composition of Vibrio parahaemolyticus // Appl. Environ Microbiol. - 1975. -V. 31, № 3. - P. 389-394

86. Bewley D.K., Cullen B., Walker H., Page B.C. Oxygen enhanced ratio for high-energy neutrons // Brit. J. Radiology.

- 1980. - V. 53, № 636. - P. 1204-1206

87. Bluhm L., Ordal Z.J. Effect of sublethal heat on the metabolic activity of Staphylococcus aureus //J. Bacteriol. -1969. - V. 97, № 1. - P. 140-150

88. Bradbury J.H., Foster J.R., Hammer B., Lindsay J. et al. The source of the heat resistance of bacterial spores. Study of water in spores by NMR // Biochem., Biophys. acta. -1981. - V. 678. - P. 157-164

89. Bridges B.A., Ashwood-Smith M.J., Munson R.J. Susceptibility of mild thermal and of ionizing radiation damage to the some recovery mechanisms in Escherichia coli // Biochem. and Biophys. Res. Communs. - 1969(a). - V. 35, № 2. -P. 193-196

90. Bridges B.A., Ashwood-Smith M.J., Munson R.J. Correlation of bacterial sensitivities to ionizing radiation and mild heating // J. Gen. Microbiol. - 1969(b). - V. 58, № 1. P. 115-124

91. Califano L. Liberation d'acid nueleique par les cellules bacteriennes sous l'action de la chaleur // Bull. WHO. - 1952. - V. 6, № 1. - P. 19-34

92. Cayley S. Mechanisms of adaptation of E. coli to osmotic stress: Ph. D. thesis University of Wisconsin. Madison, 1991

93. Chambers S., Kunin C.M. The osmoprotective properties of urine for bacteria: the protective effect of betaine and human urine against low pH and high concentrations of electrolytes, sugars and urea // J. Infect. Dis. - 1985. -V. 152. - P. 1308-1316

93. Christophersen J. Basic aspects of temperature action on microoganisms // In: Temperature and life. - Berlin etc: Springer-Verl., 1973. - P. 3-59

94. Corry J.E.L. The effect of sugars and polyols on the heat resistance of Salmonella II J. Appl. Bacteriol. - 1974. -V. 37, № 1. - P 31-43

95. Covert D., Woodburn M. Relationships of temperature and sodium chloride concentration to the survival of Vibrio parahaemolyticus in broth and fish homogenate // Appl. Microbiol. - 1972. - V. 23, № 2. - P. 321-325

96. Cress A.E., Culver P.S., Moon T.E., Gerner E.W. Correlation between amounts of cellular membrane components and sensitivity to hyperthermia in a variety of mammalian cell lines in culture // Cancer Res. - 1982. - V. 42, № 5. -P. 1716-1721

97. Cronan J.E., jun., Gelmann E.P. Physical properties of membrane lipids: biological relevance and regulation // Bacteriol. Res. - 1975. - V. 39, № 3. - P. 232-256

98. Cronan J.E., Jr, Gennis R.B., Maloy S.R. Cytoplasmic membrane in Escherichia coli and Salmonella typhimurium // In: Cellula and Molecular Biology / Eds. by F.C. Neidhardt, S.L. Ingraham, K.B. Low, B. Magasanik et al. - Washington, DC: American Society for Microbiology, 1987. - P. 31-55

99. Csonka L.N. Physiological and genetic responses of bacteria to osmotic stress // Microbiol. Rev. - 1989. - V. 53. - P. 121-147

100. Delpino A., Gentile F.P., Modugno F.D., Benassi M. et al. Thermosensitization, heat shock protein synthesis and development of thermotolerance in M-14 human tumor cells

subjected to step-down heating // Radiat. and Environ. Bioph.

- 1992. - V. 31, № 4. - P. 323-332

101. Dennis W.H., Yatvin M.B. Correlation of hyperthermia sensitivity and membrane microviscosity in E. coli K1060 II Int. J. Radiat. Biol. - 1981. - V. 39, № 3. - P. 265-272

102. Dethlefsen L.A., Dewey W.C. (Eds.) // Third International Symposium: Cancer therapy by hyperthermia, drugs and radiations. - Bethesola: National Cancer Institute. Monograph 61, 1982

103. Dewey W.C., Westra A., Miller H.H., Nagasawa H. Heat-induced lethality and chromosomal damage in synchronized Chinese Hamster cells treated with 5-bromodeoxyuridine // Int. Radiat. Biol. - 1971. - V. 20, № 6. - P. 505-520

104. Dewey W.C., Travail D.E., Gillette E.L. Hyperthermia and radiation - aselective thermal effect on chronically hypoxic tumor cells in vivo // Int. Radiat. Oncol. Biol. Phys.

- 1977. - V. 2, № 1-2. - P. 99-103

105. Dietzel F. Tumor und temperatur. Aktuelle probleme bei der anwendung thermischer verfahren in Onkologie. München - Berlin - Wien: Urban and Schwazenberg, 1975. - 254 p

106. Djordjevic B., Lange C.S., Austin J.-P., Rotman M. Potentiation of radiation lethality in Heia cells by combined mild hyperthermia and chloroquine // Radiat. Res. - 1992. -V. 130, № 2. - P. 267-270

107. Durand R.E. Effect of hyperthermia on the cycling, noncycling, and hypoxic cells of irradiated and unirradiation multicell spheroids // Radiat. Res. - 1978. - V. 75, № 2. -P. 373-384

108. Dynlacht J.R., Fox M.H. Heat-induced changes in the membrane fluidity of Chinese Hamster Ovary cells measured by flow cytometry // Radiat. Res. - 1992(a). - V. 130, № 1. -P. 48-54

109. Dynlacht J.R., Fox M.H. The effect of 45 °C hyperthermia on the membrane fluidity of cells of several lines // Radiat. Res. - 1992(b). - V. 130, № 1. - P. 55-60

110. Esser A.F., Souza K.A. Correlation between thermal death and membrane fluidity in Bacillus stearothermophilus II Proc. Nat. Acad. Sci. - 1974. - V. 71, № 10. - P. 4111-4115

111. Fisher B., Kraft P., Hahn G.M., Anderson R.L. Thermotolerance in the absence of induced heat shock proteins in a murine lymphoma // Cancer Res. - 1992. - V. 52, № 10. -P. 2854-2861

112. Flowers R.S., Adams D.M. Spore membrane(s) as the site of damage within heated Clostridium perfringens spores // J. Bacteriol. - 1976. - V. 125, № 2. - P. 429-434

113. Gerner E.W., Leith J.T. Interaction of hyperthermia with radiatios of different linear energy transfer // Int. J. Radiat. Biol. - 1977. - V. 31, № 3. - P. 283-288

114. Gerner E.W., Cress A.E., Stickney D.G., Holmes Q.K. et al. Factors regulating membrane permeability after thermal resistance // Ann. N. Y. Acad. Sci. - 1980. - V. 335. -P. 215-230

115. Gerweck L.E. Modification of cell lethality at elevated temperatures: the pH effect // Radiat. Res. - 1977. -V. 70, № 1. - P. 224-235

116. Gerweck L.E., Gillette E.I., Dewey W.C. Killing of Chinese Hamster cells in vitro by heating under hypoxic or

aerobic conditions // Eur. J. Cancer. - 1974. - V. 10, № 10. -P. 691-693

117. Goepfert J.M., Iskandar I.K., Amundson C.H. Relation of the heat resistance of Salmonellae to the water activity of the environment // Appl. Microbiol. - 1970. - V. 19, № 3. -P. 429-433

118. Hahn G.M. Metabolic aspects of the role of hypethermia in mammalian cell inactivation and their possible relevance to cancer treatment // Cancer Ree. - 1974. - V. 34.

- P. 3117-3123

119. Hahn G.M. Hyperthermia and Cancer. - New York and London: Plenun Press, 1982

120. Hahn G.M. f Li G.C. Thermotolerance and heat shock proteins in mammalian cells // Radiat. Res. - 1982. - V. 92. -P. 452-457

121. Hahn G.M., Li G.C. Thermotolerance, thermoresistance and thermosensitization // Stress proteins in biology and medicine. - New York: Gold Spring Harbor Press, 1990. - P. 79100

122. Hansen E.W. Correlation of fatty acid composition with thermal resistance of Escherichia coli II Dan. Tidsskr. Farm. - 1971. - V. 45. - P. 339-349

123. Hansen N.H., Riemann H. Factors affecting the heat resistance of nonsporulating organisms // J. Appl. Bacteriol.

- 1963. - V. 26, № 3. - P. 314-333

124. Harris J.R., Murthy A.K., Belli J.A. Repair following combined X-ray and heat at 41 °C in plateau-phase mammalian cells // Cancer Res. - 1977. - V. 37, № 9. - P. 3374-3378

125. Haynes R.H. Molecular localization of radiation damage interaction in Chinese hamster cells // Physical Processes in Radiation Biology / Eds. L. Augenstein, R. Mason. - New York: Academic Press, 1964. - P. 51-72

12 6. Haynes R.H. DNA repair and genetic control of radiosensitivity in yeast // In: Molecular mechanisms for repair of DNA, part B / Eds. by P.C. Hanawalt, R.B. Setlow. -New York: Plenum Pabl. Corporation, 1975. - P. 529-540

127. Heather C.D., Vanderzant C. Effect of the plating medium on the survival of heat-treated cells of Pseudomonas fluorescens // Food Res. - 1975. - V. 22, № 2. -P. 164-169

128. Henle K.J., Dethlefsen L.A. Heat fractionation and thermotolerance: a review // Cancer Res. - 1978. - V. 38. -P. 1843-1851

129. Henle K.J., Leeper D.B. Effects of hyperthermia (45 °C) on macromolecular synthesis in Chinese- Hamster Ovary cells // Cancer Res. - 1979. - V. 39, № 7. - P. 2665-2674

130. Henle K.J., Warters R.L. Heat protection by glicerol in vitro // Cancer Res. - 1982. - V. 42. - P. 2171-2176

131. Hightower L.E. Heat shock, stress proteins, chaperones, and proteotoxity // Cell. - 1991. - V. 66.

P. 191-197

132. Hill S.A., Denekamp J. The response of six mouse tumors to combined heat and X-ray: implications for therapy // Brit. J. Radiol. - 1979. - V. 52, № 615. - P. 209-218

133. Hitchener B.J., Egan A.F. Outer-membrane damage in sublethally heated Escherichia coli K-12 II Canad. J. Microbiol. - 1977. - V. 23, № 3. - P. 311-318

134. Hofer K.G. Citotoxic and radiosensitozing effects of Ro-07-0582 in combination with hyperthermia // In: Cancer Therapy by Hyperthermia and Radiation / Ed. by C. Streffer et al. - Baltimor - Munich: Urban and Schwarzenberg, 1978.

P. 264-266

135. Hume S.P., Field S.B. Acid phosphatase activity following hyperthermia of mouse spleen and its implication in heat potentiation of X-ray damage // Radiat. Res. - 1977. -V. 72. - P. 145-153

136. Hume S.P., Marigold J.C.L. The response of mouse in testine to combined hyperthermia and radiation: the contribution of direct thermal damage in assesment of the thermal enhancement ratio // Int. J. Radiat. Biol. - 1981. -V. 39, № 4. - P. 347-356

137. Hurst A. Reversible heat damage. // In: Repairable Lesions in Microoganisms - London: Acad. Press, 1984.

P. 303-323

138. Hurst A., Hughes A., Collins-Thompson D.L. Shah B.G. Relationship between loss of magnesium and loss of salt tolerance after sublethal heating of Staphylococcus aureus / / Canad. J. Microbiol. - 1974. - V. 20, № 8. - P. 1153-1158

139. Iandolo J.J., Ordal Z.J. Repair of thermal injury of Staphylococcus aureus II J. Bacteriol. - 1966. - V. 91, № 1. -P. 134-142

14 0. Iliakis G., Bryant P.E., Ngo F.Q.H. Independent forms of potentially lethal damage in synchronous Chinese Hamster cells by hypertonic treatment // Radiat. Res. - 1985. - V. 52. - P. 352-372

141. Jovanovich S.B., Martinell M., Record M.T., Jr, Burgess R.R. Rapid response to osmotic shock by osmoregulated genes in Escherichia coli and Salmonella typhimurium // J. Bacteriol. - 1988. - V. 170. - P. 534-539

142. Jung H. Effect of chronically induced thermotolerance on thermosensitization in CHO cells // Int. J. Hyperthermia. -1991. -V.l.- P. 621-628

143. Katsui N., Tsuchido T., Takano M., Shibasaki I. Effect of preincubation temperature on the heat resistance of Escherichia coli having different fatty acid compositions // J. Gen. Microbiol. - 1981. - V. 122. - P. 357-361

144. Keith A.D., Mastro A.M. Membrane fluidity and cytoplasmic viscosity // In: Membrane Fluidity in Biology / Ed. by R.C. Aloia. - New York: Academic Press, 1983. - V. 2. -P. 237-257

145. Kim S.H., Kim J.H., Hahn E.W. Thermal enhancement of the radiosesitivity using cultured normal and neoplatic cells // Am. J. Roengenol. - 1974. - V. 121, № 4. - P. 860-864

146. Kim S.H., Kim J.H., Hahn E.W. The enhanced killing of irradiated Hela cells in synchronous culture by hyperthermia // Radiat. Res. - 1976. - V. 66, № 2. - P. 337-345

147. Kim S.H., Kim J.H., Hahn E.W., Ensing N. A. Selutive killing of glucose and oxygen-deprived Hela cells by hyperthermia // Cancer Res. - 1980. - V. 40, № 10. - P. 34593462

148. Koch A.L. Strinkage of growing E. coli cells by osmotic challange // J. Bacteriol. - 1984. - V. 159. - P. 919924

149. Kosaka T., Kaneko I., Koide F. Correlation between non-repairable DNA lesions and fixation of cell damage by hypertonic solutions in Chinese Hamster cells // Int. J. Radiat. Biol. - 1990. - V. 58, № 3. - P. 417-425

150. Krishnaswamy G., Dewey W.C. Cell killing and chromosomal aberration induced in Chinese Hamster Ovary cell by treating with cimpain at 41,5 °C during G, or Late sphase // Cancer Ree. - 1993. - V. 53, № 6. - P. 1239-1243

151. Kruth H.S., Avican J., Gamble W. et al. Effect of cell binding and uptake flow density lipoprotein by human fibroblasts // J. Cell Biol. - 1979. - V. 83. - P. 588-594

152. Landry J., Bernier D., Chretien P., Nicole L.M. et al. Synthesis and degradation of heat-shock proteins during development and decay of thermotolerance // Cancer Res. 1982. - V. 42, № 6. - P. 2457-2461

153. Landry J., Samson S., Chretien P. Hyperthermia-induced cell death, termotolerance, and heat shock proteins in normal respiration-deficient and glycolysis-deficient Chinese Hanster cells // Cancer Res. - 1986. - V. 46. - P. 324-327

154. Leenhouts H.P., Chadwick K.H. An analysis of synergistic sensitization // Brit. J. Cancer. - 1978. - V. 37, Suppl. III. - P. 198-201

155. Lemcke R.M., White H.R. The heat resistance of Escherichia coli cells from cultures of different ages // J. Appl. Bacteriol. - 1959. - V. 22, № 2. - P. 193-201

156. Leyko W., Bartosz G. Membrane effects of ionizing radiation and hyperthermia // Int. J. of Radiat. Biol. - 1986. - V. 49. - P. 743-770

157. Li G.C., Evans R.G., Hahn G.M. Modification and inhibition of repair of potentially lethal X-ray damage by hyperthermia // Radiat. Res. - 1976. - V. 67, № 3. - P. 491501

158. Lin P.-S., Hefter K., Ho K.-C. Modification of membrane function protein synthesis, and heat killing effect in culture of Chinese Hamster cells by glycerol and D20 // Cancer Res. - 1984. - V. 44, № 12. - P. 5776-5784

159. Low P.S. Molecular basis of the biological compatibility of natures osmolytes // In: Transport Processes, Iono- and Osmoregulation / Eds. by R. Gilles., M. Gilles-Baillen. - Springer - Verlag - Berlin, 1985. - P. 469-477

160. Lunec J., Parker R. The influence of pH on the enhancement of radiation damage by hyperthermia // Int. J. Radiat. Biol. - 1980. - V. 38, № 5. - P. 567-574

161. Mackey B.M., Derrick C.M. A comparison of solid and liquid media for measurring the sensitivity of heat-injured Salmonella typhimurium to selenite and tetrathionate media and the time needed for recover resistance // J. Appl. Bacteriol. - 1982. - V. 53, № 2. - P. 233-242

162. Martin S.E., Flowers R.S., Ordal Z.J. Catalase: its effect on microbial enumeration // Appl. Environ. Microbiol. -1976. - V. 32, № 5. - P. 731-734

163. McCormick W.S., Penman S.H. Regulation of protein synthesis in Hela cells: translation at elevated temperatures // J. Mol. Biol. - 1969. - V. 39. - P. 315-333

164. McLaggan D., Logan T.M., Lynn D.G., Epstein W. The involment of gamma-glutamyl pentides in osmoadaptation of

Escherichia coli // J. Bacteriol. - 1990. - V. 172. - P. 36313636

165. Minton K.W., Karmin P., Hahn G.M., Minton A.P. Nonspecific stabilization of stress-susceptible proteins by stress-resistant proteins: a model for the biological role of heat shock proteins // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. - 1982. -V. 79. - P. 7107-7111

166. Mitchel R.E.J., Morrison D.P. Heat-shock induction of ionizing radiation resistance in Saccharomyces cerevisiae. Transient chages in growth cycle distribution and recombinational ability // Rad. Res. - 1982 . - V. 92, № 1. -P. 182-187

167. Mukherjee P., Bhattacharjee S.B. Recovery of bacteria from damages induced by heat // J. Gen. Microbiol. - 1970. -V. 60, № 2. - P. 233-238

168. Mulks M.H., Souza K.A., Boylen C.W. Effect of restrictive temperature on cell wall synthesis in a temperature-sensitive mutant of Bacillus stearothermophilus II J. Bacteriol. - 1980. - V. 144, № 1. - P. 413-421

169. Novitsky T.J., Kushner D.I. Influence of temperature and salt concentration on the growth of a facultatively halophilic "Micrococcus" sp. // Can. J. Microbiology. - 1975. - V. 21, № 1. - P. 107-110

170. Overgaard J. The effect of local hyperthermia alone, and in combination with radiation, on solid tumors // In: Cancer Therapy by Hyperthermia and Radiation / Ed. by C. Streffer et al. - Baltimore - Munich: Urban and Schwarzenberg. - 1978. - P. 49-61

171. Overgaard J. Effect of loucal hyperthermia on the acute toxicity of misonidazole in mice // Brit. J. Cancer. -1979. - V. 39, № 1. - P. 96-98

172. Overgaard K., Overgaard J. Investigations on the possibility of thermic tumour therapy. II. Action of combined heat-roentgen treatment on transplanted mouse mammary carcinoma // Europ. J. Cancer. - 1972. - V. 8, № 5. - P. 573575

173. Petin V.G., Berdnikova I.P. Effect of elevated temperatures on the radiation sensitivity of yeast cells of different species // Radiat. Environm. Biophys. - 1979.

V. 16, № 1. - P. 49-61

174. Petin V.G., Berdnikova I.P. Responses of yeast cells to heat applied alone or combined with gamma-rays // Int. J. Radiat. Biol. - 1981. - V. 39, № 3. - P. 281-290

175. Phelan A.M., Neubauer C.F., Timm R., Neirenberg J. et al. Athermal alterations in the structure of the canalicular membrane and ATPase activity induced by thermal levels of microwave radiation // Radiat. Res. - 1994. - V. 137, № 1. -P. 52-58

176. Prescott D.M., Hoopes P.J., Thrall D.E. Modification of radiation damage in Canine kidney by hyperthermia: a histologic and functional study // Radiat. Res. - 1990.

V. 124, № 3. - P. 317-325

177. Roberts T.A. Recovering spores damaged by heat, ionizing radiations or ethylene oxide // J. Appl. Bacteriol. -1970. - V. 33, № 1. - P. 74-94

178. Roberts T.A., Ingram M. The resistance of spores of Clostridium botulinum type E to heat and radiation // J. Appl. Bacteriol. - 1965. - V. 28. - P. 125-138

179. Robinson J.E., Wizenberg M.J., McCready W.A. Radiation and hyperthermal response of normal tissue in situ // Radiology. - 1974. - V. 113, № 1. - P. 195-198

180. Rose A.H. Osmotic stress and microbial survival // In: 26th Symp. Soc. Gen. Microbiol. - Cambridge, 1976.

P. 155-182

181. Rosenberg B., Kemeny G., Switzer R.C., Hamilton T.C. Quantitative evidence for protein denaturation as the cause of thermal death // Nature. - 1971. - V. 232, № 5311. - P. 471473

182. Roti-Roti J.L. Heat-induced cell death and radiosensitization: molecular mechanism. - Nat. Cancer Inst. Monogr., 1982. - V. 61. P. 3-10

183. Roti-Roti J.L., Laszlo A. The effects of hyperthermia on cellular macromolecules // In: Hyperthermia and Oncology / Eds. by M. Urano, E. Douple. - Zeist, the Netherlands: VSP BV, 1988. - V. 1. - P. 13-56

184. Sanches-Reyes A. A simple model radiation action in cells based a repair saturation mechanism // Radiat. Res. -1992. - V. 130, № 2. - P. 139-147

185. Santarius K. The protective effect of sugars on chloroplast membranes during temperature and its relationship to frost, desiccation and heat resistance // Planta. - 1973. -V. 113. - P. 105-114

186. Sapareto S.A., Hopwood L.E., Dewey W.C. Combined effects of X-irradiation and hyperthermia on CHO cells for

various temperatures and orders of application // Radiat. Res.

- 1978. - V. 73, № 2. - P. 221-233

187. Sato T., Fujii T., Kojima K. Change in electrophoretic mobility of human erythrocyte as the result of membrane shape change in vitro // Physiol. Chem. Phys. - 1975.

- V. 7. - P. 523-527

188. Schenberg-Frascino A. Lethal and mutagenic effects of elevated temperature on haploid yeast. II. Recovery from thermolesions // Molec. and Gen. Genet. - 1972. - V. 117. -P. 239-253

18 9. Schenberg-Frascino A., Moustacchi E. Lethal and mutagenic effects of elevated temperature on haploid yeast. I. Variations in sensitivity during the cell cycle // Molec. Gen. Genet. - 1972. - V. 115, № 3. - P. 243-257

190. Scherrer R., Gerhardt P. Influence of magnesium ions on porosity of the Bacillus megaterium cell wall and membrane // J. Bacterid. - 1973. - V. 114. - P. 888

191. Schlesinger M.J. Heat shock proteins: the research for function // J. of Cell Biology. - 1986. - V. 103. -P. 321-325

192. Slusser H., Hopwood L.E., Kapiszewska M. Inhibition of membrane transport by hyperthermia // In: Third Int. Symp. / Cancer Therapy by Hyperthermia, Drugs, and Radiation. 1982. - P. 85-87

193. Sogin S.J., Ordal Z.J. Regeneration of ribosomes ribonucleic acid during repair of thermal injury to Staphylococcus aureus // J. Bacterid. - 1967. - V. 94, № 4. -P. 1082-1087

194. Stevenson K.E., Graumlish T.R. Injury and recovery of yeasts and molds // Adv. Appl. Microbiol. - 1978. - V. 23. -P. 203-217

195. Streffer C., Van Beuningen D., Dietzel F., Rottinger E. et al. Cancer Therapy by Hyperthermia and Radiation. - Baltimor - Munich: Urban and Schwarzenberg, 1978. - 344 p

196. Streffer C., Vaupel P., Hahn G. Biological Basis of Oncologic Thermotherapy. - Berlin, Heidelberg, New York et al.: Springer Verlag, 1990. - 160 p

197. Suit H.D., Shwayder M. Hyperthermia - Potential as an antitumor agent // Cancer - 1974. - V. 34, № 1. - P. 122-129

198. Teicher B.A., Kowal C.D., Kennedy K.A., Sartorelli A.C. Enhancement by hyperthermia of the in vitro cytotoxicity of mitomycin C toward hypoxic tumor cells // Cancer Res. - 1981. - V. 41, № 3. - P. 1096-1099

199. Tomlins R.I., Ordal Z.J. Precursor ribosomal ribonucleic acid and ribosome accumulation in vivo during the recovery of Salmonella typhimurium from thermal injury // J. Bacteriol. - 1971. - V. 107, № 1. - P. 134-142

200. Tomlins R.T., Peerson M.D., Ordal Z.J. Effect of thermal injury on the TCA cycle enzymes of Staphylococcus aureus MF-31 and Salmonella typhimurium 7136 // Canad. J. Microbiol. - 1971. - V. 17, № 6. - P. 759-765

201. Tomlins R.I., Vaaler G.L., Ordal Z.J. Lipid biosynthesis during the recovery of Salmonella typhimurium from thermal injury // Canad. J. Microbiol. - 1972. - V. 18, № 7. - P. 1015

202. Urano M. Kinetics of thermotolerance in normal and tumor tissues: a review // Cancer Res. - 1986. - V. 46, № 2. -P. 474-482

203. Urano M., Kim M.S., Kahn J., Kenton L.A., Li M.L. Effect of thermochemotherapy (combined cyclophosphamide and Hyperthermia) giken at various temperatures with or without glucose administration on a murine fibrosarcoma // Cancer Res. - 1985. - V. 45, № 9. - P. 4162-4166

204. Wallach D.F.H. Action of hyperthermia and ionizing radiation on plasma membranes // In: Cancer Therapy by Hyperthermia and Radiation. - 1978. - P. 19-28

205. Warters R.L., Roti Roti J.L. Hyperthermia and the cell nucleus // Rad. Res. - 1982. - V. 92, № 3. - P. 458-462

206. Wu A., Lin P.-S. Peak temperatures influence on heating rate effect in hyperthermia cytotoxicity // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. - 1985. - V. 11, № 5. - P. 983-986

207. Yancey P.H., Clark M.E., Hand S.C., Bowlus R.D. et al. Living with water stress: evolution of osmolyte systems // Science. - 1982. - V. 217. - P. 1214-1222

208. Yatvin M.B. The influence of membrane lipid composition and procain on hyperthermic death of cells // Int. J. Radiat. Biol. - 1977. - V. 32. - P. 513-521

209. Yatvin M.B., Gipp J.J., Rusy E.F., Dennis W.H. Correlation of bacterial hyperthermic survival with anaesthetic potency // Int. J. Radiat. Biol. - 1982. - V. 42, № 2. - 141-149

210. Yatvin M.B., Gipp J.J., Rusy B.F., Dennis W.H. Hyperthermic sensitivity and growth stage in Escherichia coli // Radiat. Res. - 1986. - V. 106, № 1. - P. 78-88

211. Zamenhof S. Effects of heating dry bacteria and spores on their phenotype and genotype // USA: Proc. Nat. Acad. Sci. - 1960. - V. 46, № 1. - P. 101-105