Биологи Санкт-Петербургского университета выяснили, что ионизирующая радиация повреждает клаудин-2 — ведущий регулятор барьерных свойств кишечного эпителия, и выявили перспективный метод профилактики таких повреждений.
Ионизирующая радиация при авариях на атомных электростанциях, а также при длительных космических полетах может иметь тяжелые последствия для организма. Однако именно этот тип радиационного воздействия играет важную роль в терапии онкологических заболеваний. При этом при подобных процедурах часто радиация распространяется не только на участки с опухолью, из-за чего страдают органы, расположенные рядом.
Результаты исследования опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.
Одним из последствий действия ионизирующей радиации на здоровые органы является кишечная форма острой лучевой болезни. Для изучения реакции различных участков кишки на радиацию ученые проводят опыты на модельных животных — это позволяет найти общие и специфические молекулярные механизмы дисфункции сначала у животных, а в перспективе и у людей.
В опытах на крысах ученые Санкт-Петербургского университета сосредоточились на изучении ключевых белков, которые обеспечивают механическое соединение клеток кишечного эпителия, а также регулируют межклеточный транспорт в нем. Именно эпителий как совокупность клеток создает барьер, защищающий кишечник от воздействия вредных веществ и патогенов.
Биологи СПбГУ изучили белки клаудины, различное сочетание и изменение уровня которых приводят к изменению барьерных свойств эпителия. Как отмечают исследователи университета, повышение уровня некоторых клаудинов свидетельствует об увеличении проницаемости кишечного барьера, а наличие других может сигнализировать о приспособительных реакциях клеток. Понимание этих зависимостей позволило ученым определить механизм дисфункции кишечника под воздействием ионизирующей радиации, что в перспективе может стать важнейшим фактором для выбора терапии.
«Мы получили приоритетные данные о характере и мозаике изменения этих белков в различных сегментах кишки и смогли показать их реакцию на радиацию. Важнейшим результатом стало выявление повреждающего действия радиации на ведущий регулятор барьерных свойств кишечного эпителия — так называемый клаудин-2», — объяснили профессора СПбГУ (кафедра общей физиологии) Александр Марков и Игорь Кривой.
Данное исследование продолжает ранее начатую работу ученых СПбГУ «Молекулярное разнообразие и функциональное взаимодействие Na, K-АТФазы и клаудинов», которая была отмечена премией Санкт-Петербургского государственного университета за научные труды в категории «За фундаментальные достижения в науке».
Na, K-АТФаза — это транспортный белок плазматической мембраны всех клеток животных, жизненно необходимый для их функционирования. В дополнение к своей «классической» функции транслокации ионов Na, K-АТФаза при взаимодействии с молекулой уабаина — вещества растительного происхождения — может запускать ряд сигнальных путей в нейрональных, мышечных и эпителиальных клетках.
«Изменения уровня уабаина и инициированные сигнальные реакции имеют важное адаптивное значение для тканей и организма в целом в разнообразных физиологических и патофизиологических условиях и проявляются в нейропротекторных, противораковых и противовирусных эффектах. В нашей работе мы впервые в условиях радиационного поражения крыс применили инъекции уабаина для повышения его уровня в крови и выявили защитный эффект этого воздействия в отношении прежде всего клаудина-2 и барьерных свойств кишечного эпителия», — рассказали исследователи.
В этой работе ученые СПбГУ разработали схему молекулярного механизма защитного эффекта уабаина. Полученные результаты в перспективе могут быть использованы при разработке новых способов профилактики и коррекции воспалительных заболеваний и других расстройств кишки, включая проблемы повышенной радиации в клинической практике, а также при длительных космических полетах.
Информация предоставлена пресс-службой СПбГУ
Источник фото: ru.123rf.com
