АДАПТИВНЫЙ ОТВЕТ

 

Адаптивный ответ (АО) – защитная реакция биологических объектов при воздействии на них повреждающего фактора в незначительных дозах или концентрациях. Понятие адаптивного ответа характеризует способность клеток отвечать на облучение в малых дозах снижением уровня радиационно-индуцированных повреждений. В случае двукратного облучения адаптивный ответ проявляется в том, что предварительное воздействие облучения в малой дозе (обычно ниже 30 сГр) может снизить эффект последующей радиационной обработки в высокой дозе.

В этом случае возникает резистентность к повторному воздействию, но уже в высокой повреждающей дозе.

Адаптивная реакция прослеживается по всем общепринятым критериям оценки повреждаемости генетического аппарата клеток, таким как образование хромосомных аберраций, генных мутаций, микроядер и т. д. По сложившейся к настоящему времени терминологии первую незначительную дозу, стимулирующую развитие адаптивного ответа, принято называть адаптирующей. Высокую дозу, используемую при повторном воздействии, называют повреждающей, выявляющей или разрешающей. В англоязычной литературе принято обозначать адаптирующее воздействие «conditiong or priming dose», а повреждающее «challenging dose».

Специфической особенностью радиационно индуцированного адаптивного ответа (АО) является значительная, порой более чем на несколько порядков, разница в величинах адаптирующего и повреждающего воздействия. Обычно первая доза не вызывает регистрируемых нарушений, но при дополнительном облучении в высокой дозе наблюдается значительное снижение выхода радиогенетических повреждений, по сравнению с однократным острым облучением в суммарной дозе.

Еще одной характерной особенностью является неспецифичность в отношении характера адаптирующего воздействия. Реакция АО может развиваться как под действием малых доз радиации, так и в результате теплового шока, действия химических мутагенов и др. Причем, защитный эффект прослеживается и при использовании в адаптирующем и повреждающем качестве разнородных факторов.

Таким образом, можно сделать вывод, что адаптивный ответ это специфическая общая реакция клеток, возникающая в ответ на незначительное повреждающее воздействие стресорного типа.

Впервые адаптивный ответ был показан в 1977 году в экспериментах Сэмсона и Кэрнса по изучению влияния алкилирующих соединений на клетки E. coli. Произведя оценку по критериям выживаемости и выхода мутаций, авторы показали, что инкубация бактерий в среде с внесенным в концентрации 1 мкг./мл. N-метил-N-нитро-N-нитрозогуанидином формирует резистентность к повторному воздействию этого мутагена в концентрации 100 мкг./мл. При пересадке обработанных малой дозой мутагена бактерий на чистую среду, устойчивость к большой концентрации сохранялась на протяжении четырех часов культивирования.

Адаптивный ответ при действии ионизирующей радиации был показан Оливьери с соавторами в 1984 году. Адаптирующее воздействие производили путем инкубации лимфоцитов в присутствии 3Н-тимидина (0,01-0,1 мк Ки/мл.). Повреждающая доза составила 1,5 Гр. Анализ проводился по частоте выхода хромосомных аберраций. В случае фракционированного облучения эффект оказался гораздо ниже, чем однократное облучение соответствующей суммарной дозой.]. Полученный эффект был аналогичен адаптивному ответу, выявленному ранее при помощи химических мутагенов.

Существование радиоадаптивного ответа было подтверждено на лимфоцитах человека по частоте возникновения различных перестроек хромосом. Как правило, при одновременной оценке радиоадаптивного ответа по нескольким критериям на одном объекте, эффекты корелировали.

Помимо лимфоцитов человека радиоадаптивный ответ был обнаружен и на других клетках животных: на сперматоцитах и костном мозге мышей, в клетках китайского хомячка, на лимфоцитах кролика. а также на многих других объектах по всем биологическим критериям.

Для возникновения адаптивного ответа необходимым условием является наличие между предварительным и последующим облучением временного интервала длиной в 4—6 ч.

В зависимости от индивидуальных показателей экспериментального объекта адаптивный ответ может быть зафиксирован во временном интервале от 4—24 ч до нескольких недель после предварительного облучения (

Например, проведено исследование адаптивной реакции в сперматоцитах мышей при увеличении интервала между облучениями адаптирующей и повреждающей дозами от одних до пяти суток (рис. 3.2).

Рисунок 3.2 Исследование радиоадаптивного ответа в сперматоцитах мышей при различных интервалах между адаптирующей и выявляющей дозами.

Полученные результаты свидетельствуют о проявлении адаптивного ответа в сперматоцитах мышей в отдаленные от первичного воздействия сроки. Так, выраженный эффект снижения выхода реципрокных транслокаций по сравнению с облучением в однократной дозе с 1,73% до 0,29%, регистрировался даже спустя 120 часов после облучения в адаптирующей дозе. В то же время при интервале между облучениями менее четырех часов адаптивный ответ в сперматоцитах мышей не наблюдался.

Степень проявления адаптивного ответа существенно зависит от величины адаптирующей дозы – эта зависимость может быть описана кривой, приближающейся к точке максимума и затем убывающей. Наличие оптимальной адаптирующей дозы, превышение которой уменьшает проявление радиоадаптивного ответа, отмечено во многих работах [

Наиболее оптимальный промежуток времени между двумя облучениями составляет 5-6 часов. При уменьшении времени между облучениями происходит снижение выраженности радиоадаптивного ответа. Что касается сдвига в сторону увеличения времени между облучениями, то здесь показано сохранение способности клеток к радиоадаптивному ответу в течение десятков часов и даже суток.