БИОФИЗИКА, 2012, том 57, вып. 6, с. 1068-1072
=ХРОНИКА
МАХБУБА КАЮМОВНА ПУЛАТОВА: ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ РАДИАЦИОННОЙ БИОФИЗИКИ
Махбуба (Любовь) Каюмовна Пулатова (13.08.1936-03.02.2011) - замечательный человек и выдающийся ученый, была одним из ведущих специалистов в области радиационной биофизики в нашей стране. М .К. Пулатова родилась в 1936 г. в г. Коканде (Узбекская ССР). После окончания средней школы в г. Ташкенте в 1954 г. она поступила на физический факультет Московского государственного университета имени М .В. Ломоносова. После окончания университета в 1960 г. М .К. Пулатова поступила в аспирантуру Института биофизики АН СССР, где под руководством проф. Л .С. Каюшина началась ее активная научная деятельность в области биофизики, радиобиологии и ЭПР-спектр оскопии биологических систем. В 1964 г. М.К. Пулатова успешно защитила кандидатскую диссертацию, а в 1973 г. докторскую диссертацию. В 1975 г. она пер ешла из Института биофизики АН СССР в Институт химической физики, в котор ом работала до последнего дня своей жизни. В Институте химической физики М .К. Пулатова прошла путь от старшего научного сотрудника до заведующей лабораторией химической физики экстремальных воздействий и средств защиты, которую она возглавила в 1986 г.
О сновные направления научной деятельности М .К. Пулатовой были связаны с р адиаци-
онной биофизикой и применением методов магнитного резонанса для изучения радиобиологических процессов на различных уровнях структурной организации биологических систем - от молекулярного до организменного. М.К. Пулатова выполнила большой цикл фундаментальных исследований, в результате которых были выявлены ключевые стадии повр е-ждающего действия р адиации и выяснены механизмы защитного действия радиопротекторов на молекулярном, клеточном и организменном уровнях. Вместе со своими сотрудниками М .К. Пулатова разработала унифицированные принципы отбора перспективных радиозащитных средств широкого назначения. Эти исследования создали основу для разработки высокоэффективных отечественных радиопротекторов экстренного и пролонгированного действия, способных повышать неспецифическую резистентность организма к облучению. Совместно с сотрудниками своей лаборатории М .К. Пулатова разработала и экспериментально обосновала концепцию о существенной роли дисбаланса предшественников ДНК в возникновении повреждений ДНК и защитной роли радиопротекторов за счет активации синтеза де-зоксирибонуклеотидов. Было обнаружено явление «БОБ-ответа» - ответа жизненно важных
МАXБУБА КАЮМОВНА ПУЛАТОВА
1069
оpганов на воздействие ДНК-повpеждающиx фактоpов.
Пионеpcкие p аботы М .К. Пулатовой в области pадиобиологии, cвязанные c диагностикой заболеваний пpи pадиационном облучении, а также ее активное участие в pаботаx по cозданию и испытанию лекаpcтвенныx пpепа-pатов, обладающиx pадиопpотектоpным действием, пpотивоопуxолевой, антиокcидантной и антиcтpеccоpной активноcтью, нашли пр имене-ние в медицинской пpактике. В лабоpатоpии М .К. Пулатовой были заложены фундаментальные основы и изучены пpикладные аспекты cоздания pадиопpотектоp ов, эффективные в ус-ловияx о стр ыx облучений в летальныx дозаx и в уcловияx пpолонгиpованного облучения c низкой мощноcтью дозы. Были изучены меxанизмы фоpмиpования p езиcтентноcти о pганизма к ДНК-повpеждающим фактоp ам, найдены мар-кеpы пеpифеp ичеcкой кpови, позволяющие оценить изменения pезиcтентноcти о pганизма в экс-пеpименте и контpолиpовать повышение p ези-cтентноcти оpганизма человека пpи пpоведении клиничеcкиx испытаний. Вcе эти иccледования cтали особенно актуальными поcле Чернобыль-cкой тpагедии 1986 года.
Отметим некотоpые наиболее интеpеcные, на наш взгляд, и пpактичеcки важные научные доcтижения М .К. Пулатовой в области радиационной биофизики (см. пpиведенный ниже cпиcок ее избpанныx публикаций). Одним из важнейшиx напpавлений ее научной деятельности было иccледование фактоpов pегуляции синтеза дезокcиpибонуклеотидов на уpовне целого оpганизма. За pубежом подобного pода исследования обычно пpоводятcя на культуpаx клеток или на клеточные экcтpактаx. М .К. Пула-това c cотpудниками показала, что в оpганаx животныx в pаннем поcтpадиационном пеp иоде значительно уменьшается внутpиклеточное cо-деpжание АТФ, являющегоcя эффектоpом pи-бонуклеотидредуктазы - ключевого фермента, катализирующего синтез дезоксирибонуклеоти-дов. Было также обнаружено, что радиопро-текторы индралин и индометафен способствуют синтезу АТФ и гликогена в органах животных, ослабляют ингибирующий эффект облучения на синтез дезоксирибонуклеотидов, ДНК и белков в раннем пострадиационном периоде. В результате этого активируются энергоемкие процессы, необходимые для развития компенсаторно-восстановительных р еакций о рганизма. Показано, что ингибирование биосинтеза белков циклогексимидом приводит к подавлению синтеза дезоксирибонуклеотидов и ДНК. Это связано с деградацией короткоживущих субъединиц М 2 и М1 р ибонуклеотидредуктазы. По-
давление синтеза ДНК, в свою очередь, обусловлено уменьшением внутриклеточных пулов четырех типов дезоксирибонуклеотидов и нарушением их соотношения. Так, было доказано, что механизм действия радиопротектор ов связан с активацией репарационного и реплика-тивного синтеза дезоксирибонуклеотидов.
М .К. Пулатова с сотрудниками показали, что в клетках с высокой пролиферативной активностью (селезенка, костный мозг, тимус) функционирует Бе-содержащая рибонуклеотид-редуктаза, а в клетках с низкой пролифератив-ной активностью (печень, почки, надпочечники) - Мп-содержащая рибонуклеотидредуктаза. Обнаружение Мп-содержащей рибонуклеотид-редуктазы в тканях животных - приоритетный результат. Была установлена зависимость между пулом Ре3+-тр ансферрина в периферической крови и активностью Бе-содержащей рибонук-леотидредуктазы в тканях органов животных. Показано, что Бе-содержащая рибонуклеотид-редуктаза контролирует скоростьлимитирую-щую железо зависимую стадию в синтезе ДНК, а именно синтез дезоксирибонуклеотидов в кро -ветвор ных ор ганах животных. Установлен сиг-моидальный характер зависимости скорости синтеза ДНК в органах животных от активности рибонуклеотидредуктазы. Показано, что индукторами синтеза дезоксирибонуклеотидов могут быть вещества, являющиеся бэта-блокато-рами адреналиновых рецепторов, а также вещества, обладающие эстрогеноподобным действием. Было обнаружено также, что вещества, известные как антиоксиданты, могут служить индуктор ами синтеза дезоксир ибонуклеотидов, ДНК и белков в различных органах животных (костный мозг, селезенка, тимус, печень). Ранее радиопротекторное действие этих веществ обычно связывали только с их антиокислитель -ными и антирадикальными свойствами. Все эти результаты могут иметь эвристическое значение при поиске эффективных модификаторов про -лиферативной активности клеток, направленных на защиту здоровья человека.
Исследование динамики пострадиационных изменений пула Ре3+-трансферрина в периферической крови и активности Бе-содержащей ри-бонуклеотидредуктазы в тканях различных органов животных, проведенное М .К. Пулатовой с сотрудниками, позволило выделить три характерные стадии пострадиационных изменений:
1) быстрое увеличение рибонуклеотидредук-тазной активности тканей ор ганов и пула Ре3+-трансферрина в крови, что можно р ассматри-вать как часть интегрального молекулярно-кле-точного БОБ-ответа на появление повр еждений
1070
МАХБУБА КАЮМОВНА ПУЛАТОВА
ДНК, направленного на защиту генетического аппарата клетки;
2) пострадиационное подавление синтеза де-зоксирибонуклеотидов, ДНК и белков, уменьшение пулов Ре3+-трансферрина и других белков плазмы кр ови, усиливающее радиационно-индуцированное поражение в первые сутки после облучения, что критично для развития лучевой болезни;
3) развитие компенсаторно-восстановительных реакций, ключевым событием в которых является повышение мощности всего белоксин-тезир ующего аппарата, активация синтезов де-зоксирибонуклеотидов и ДНК.
Установлено, что общий характер развития пострадиационных реакций практически не зависит дозы облучения. Однако интенсивность компенсаторно-восстановительных реакций в период их максимальной выраженности усиливается пропорционально дозе облучения. П ри летальной дозе облучения возникает состояние «биохимического и физиологического напряжения» организма, когда увеличивается риск срыва этих р еакций и гибели животного. Показано также, что интенсивность ответа на облучение в «малых» дозах зависит от исходного состояния организма. Например, у собак, которые до облучения по биохимическим показателям и радиоспектроскопическому контролю крови имели «угнетенное» или «активированное» со -стояние, интенсивность ответной реакции на облучение в малых дозах была различной. Эти результаты позволяют предположить, что «пороговые» дозы облучения для людей, проживающих на загрязненных р адионуклидами территориях и имеющих разные исходные показатели крови, в том числе величины пулов ре3+-трансферрина и Си2+-церулоплазмина, могут заметно различаться.
На основании результатов этих исследований были предложены принципиально новые подходы к отбору радиопротекторов разного назначения - радиопротекторов, эффективных при остром облучении в сублетальных и летальной дозах или при пролонгированном облучении с малой мощностью дозы. В основе действия этих радиопротекторов лежит их способность обеспечивать клетки для нужд репа-рации повреждений ДНК и предотвращения метаболического образования повреждений ДНК высокими сбалансированными внутриклеточными пулами дезоксирибонуклеотидов в момент облучения и в течение первых суток пострадиационного периода, кр итичных для развития лучевой патологии. Эффективные противолучевые средства должны обладать способностью индуцировать синтез дезоксирибонук-
леотидов в радиочувствительных ор ганах к моменту облучения и поддерживать высокие пулы дезоксирибонуклеотидов в течение первых-вторых суток после облучения. Эти сроки важны для защиты генетического аппарата клеток органов, так как именно в эти ср оки возникают радиационно-индуцированные и образующиеся в результате метаболиче
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.