Глава XXI. СВЕТОВЫЕ БОЛЕЗНИ КЛЕТОК

В настоящей главе рассматриваются фотобиологические процессы, которые не приводят к гибели клеток, а сопровождаются лишь нарушением их физиологических функций. Данная группа реакций может быть отнесена к патофизиологическим реакциям. УФ-свет влияет практически на все метаболические и физиологические реакции растительных и животных клеток и микроорганизмов, причем рассмотрение колоссального фактического материала наталкивается на большие трудности. Это обусловлено преимущественно феноменологическим характером работ и отсутствием точных сведений о природе акцепторов света, фотофизике и фотохимии процессов.

Ограничимся перечислением некоторых фоточувствительных процессов; хотя в пределе это перечисление должно охватить все известные реакции и свойства живой материи: метаболизм белков и самых

разнообразных ферментов, метаболизм всех видов нуклеиновых кислот, углеводный и липидный обмен, обмен витаминов, гормонов и кофакторов, водно-солевой обмен, дыхание, размножение, развитие организмов, их раздражимость, двигательная активность, нервно-мышечная деятельность, секреторные и выделительные функции и т. д.

В подавляющем большинстве случаев при УФ-облучении клеток угнетается метаболизм и физиологические процессы, хотя приводятся и отдельные примеры эффектов стимуляции. Например, ряд авторов отмечали стимуляцию деления и дыхания клеток микроорганизмов, животных и растений малыми дозами УФ-света. Как показали исследования К. А. Самойловой, митоз-стимулирующее действие УФ-света особенно отчетливо проявлялось у инфузорий, находящихся в угнетенном физиологическом состоянии. УФ-облучение может приводить даже к увеличению числа митохондрий в клетках (например, в листьях гороха). Описаны также случаи стимуляции продуктивности сельскохозяйственных растений и животных (последний эффект связан в значительной степени с фотобиосинтезом витамина D).

Эффективность патофизиологического действия УФ-света в сильной степени зависит от генотипа и фенотипа клетки или организма. При этом играет роль не только тип или вид клеток, но и их возраст и исходное физиологическое состояние. Большое значение имеют и факторы внешней среды: температура, концентрация кислорода, химический состав и pH среды, видимый свет и т. д. Влияние указанных факторов проявляется перед, во время и после УФ-облучения.

Спектры действия самых разнообразных патофизиологических процессов носят как белковый, так и нуклеиновый характер. Белковый максимум спектров действия (280 нм) характерен для следующих процессов: замедления дробления яиц морского ежа, оплодотворенных нормальной спермой; замедления образования цист у Colpoda; иммобилизации парамеций и их сенсибилизации к теплу; замедления развития яиц нематоды; стимуляции размножения Chlorella vulgaris. и Stichococcus bacilloris. Нуклеиновые максимумы в

спектрах действия зарегистрированы при замедлении скорости регенерации Blepharisma и дроблении яиц морского ежа после оплодотворения облученной спермой; подавлении роста тканевой культуры; повышении чувствительности бактерий к трансформирующей ДНК; потере эвгленой хлоропластов.

В ряде случаев акцептором света, обладающего патофизиологической активностью, является т-РНК. Так, спектр действия торможения роста Е. coli В/r, характеризующийся максимумом при близок к спектру поглощения т-РНК, содержащей необычное основание — -тиоурацил. В опытах на изолированной т-РНК было обнаружено фотообразование сшивок между тиоурацилом (в положении 8) и цитидином (в положении 13), приводящее к уменьшению ее функциональной активности. Процессы инактивации т-РНК и торможения роста наблюдаются в одном и том же дозном интервале.

Описаны также спектры действия физиологических реакций, указывающие на то, что в роли хромофоров могут выступать не только белки и нуклеиновые кислоты, но и липиды, витамины, коферменты, пигменты. Например, обратимое ингибирование синим светом митотической активности микроспороцитов Lilium и Trillium обусловлено фотохимическим повреждением цитохрома . Остановимся на некоторых патофизиологических реакциях.