Анотація до роботи:

Кисіль О.О. Структурні особливості плазматичної та мітохондріальної мембран ентероцитів тонкої кишки щурів за дії іонізуючої радіації та кадмію. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.01-радіобіологія. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2003.

Дисертація присвячена порівняльному дослідженні одноразової (1,0 Гр) та хронічної (в сумарно поглинутих дозах 0,3 Гр, 0,6 Гр і 1,0 Гр, потужність дози 0,72 сГр/добу) дії іонізуючої радіації, окремо чи сумісно з низькими дозами кадмію, на фізико-хімічні властивості плазматичної, а саме апікальної мембрани (АМ), та внутрішньої мітохондріальної мембрани (ММ) ентероцитів тонкої кишки. Показано більш виражену модифікацію фізичних властивостей поверхневого шару АМ на відміну від ММ; порушення структурної впорядкованості ліпідної компоненти та структурної жорсткості білкових молекул обох мембран за умов хронічної дії іонізуючої радіації та кадмію. В умовах експерименту спостерігається перебудова білок-ліпідних комплексів в ММ ентероцитів. Виявлено різноспрямовані кількісні зміни вмісту холестеролу, окремих фосфоліпідів, підвищення рівня лізоформ, перерозподіл в накопиченні продуктів ПОЛ за одноразової та хронічної дії іонізуючої радіації та кадмію. Встановлено порушення трансмембранного переносу Са²⁺ АМ та ММ ентероцитів тонкої кишки за дії досліджуваних чинників. З використанням методу головних компонент підтверджено відмінності в шляхах реалізації порушень структури АМ та ММ ентероцитів, які індуковані одноразовою чи хронічною дією іонізуючої радіації, окремо та сумісно з кадмієм.

1. Результати дослідження дії іонізуючої радіації, окремо чи сумісно з іонами кадмію, одноразово (1,0 Гр; 1,0 мг Сd²⁺/кг) та хронічно протягом 42, 84, 145 діб (0,72 сГр/добу; 0,25 мкг Сd²⁺/добу) свідчать про відмінності в шляхах реалізації впливу досліджуваних чинників на структурно-функціональні властивості плазматичної (апікальної) та мітохондріальної (внутрішньої) мембран ентероцитів тонкої кишки щурів. За умов хронічного досліду не виявлено монотонної залежності радіаційно-індукованого ефекту від величини дози іонізуючої радіації.

2. Встановлено, що одноразове опромінення, окремо чи сумісно з кадмієм, призводить до структурної модифікації апікальної мембрани ентероцитів тонкої кишки щурів, яка полягає в зміні фізичних властивостей поверхневих ділянок мембрани, зменшенні структурної жорсткості білкових молекул та мікров’язкості анулярних ліпідів. Структурні перебудови мітохондріальної мембрани ентероцитів за даних умов дослідження характеризуються, в основному, конформаційними змінами білкових молекул та порушенням білок-ліпідних взаємодій.

3. Хронічна дія іонізуючого випромінювання, окремо чи сумісно з надходженням кадмію, викликає більш виражені різнобічні структурні зміни як ліпідного, так і білкового компонента апікальної та мітохондріальної мембран ентероцитів, в порівнянні з гострим дослідом. Для апікальної мембрани характерними є зміни фізичних властивостей поверхневих ділянок, зменшення структурної впорядкованості як анулярних ліпідів, так і загальної ліпідної фази. Деструктивні зміни мітохондріальної мембрани полягають в зниженні структурної впорядкованості ліпідної фази, порушенні динамічних властивостей білкових молекул та просторової організації білок-ліпідних комплексів.

4. Результати порівняльного дослідження якісного та кількісного складу ліпідів апікальної та мітохондріальної мембран ентероцитів вказують на відмінності їх вмісту за одноразової чи хронічної дії досліджуваних чинників. Для апікальної мембрани характерним є зниження вмісту холестеролу, основних фосфоліпідів (фосфатидилхоліну та фосфатидилетаноламіну) та перерозподіл у вмісті мінорного компонента фосфоліпідів в умовах експерименту. Для мітохондріальної мембрани встановлені зміни окремих фосфоліпідів фракцій: зниження вмісту фосфатидилхоліну, фосфатидилетаноламіну та кардіоліпіну поряд із зростанням вмісту мінорних фосфоліпідів за одноразової та хронічної дії випромінювання чи сумісно з кадмієм. Виявлене в досліджуваних мембранах зростання вмісту лізоформ фосфоліпідів та перерозподіл у накопиченні продуктів ПОЛ свідчить про активізацію процесу окиснення ліпідів за одноразової чи хронічної дії випромінювання та кадмію.

5. Виявлено порушення Са²⁺-транспортуючих властивостей апікальної та мітохондріальної мембран в умовах експерименту. Сумісна хронічна дія іонізуючої радіації та кадмію, на відміну від одноразової, призводить до інгібування процесу трансмембранного перенесення Са²⁺ апікальною мембраною та зростання енергозалежного накопичення Са²⁺ мітохондріями ентероцитів.

6. Методом головних компонент виявлено групування ознак структурно-функціонального стану мембран ентероцитів у просторі головних компонент, як за типом мембрани (апікальна чи мітохондріальна), так і за типом впливу досліджуваних чинників (окремому чи сумісному; одноразовому чи хронічному). В хронічному досліді найбільш виражені зміни спостерігаються за сумісної дії іонізуючої радіації та кадмію.

Публікації автора:

1.Хижняк С.В., Бублик А.А., Кисиль Е.А., Войцицкий В.М., Кучеренко Н.Е. Влияние ионизирующей радиации на структуру и функциональные свойства базолатеральной мембраны энтероцитов тонкого кишечника // Радиационная биология. Радиоэкология. – 1999. – Т.39, № 6. – С.644-647. (Здобувачем проаналізовано літературу, особисто отримано препарати базолатеральної мембрани ентероцитів та досліджено їх структурний стан з використанням зонду пірену; проведено математичну обробку та аналіз результатів)

2. Хижняк С.В., Ващенко І.В., Бублик А.А., Кисіль О.О., Войціцький В.М. Вплив сублетальних доз іонізуючої радіації на структурно-динамічні властивості білкових молекул апікальної мембрани ентероцитів // Вісник Київського університету імені Тараса Шевченка. Сер. Біологія. – 1999. – Вип.29. – С.21-23. (Здобувачем проаналізовано літературу, особисто отримано препарати апікальної мембрани ентероцитів та досліджено інтенсивність триптофанової флуоресценції білків мембран у відсутності та присутності акриламіду, здійснено математичну обробку та обговорення результатів, підготовлено матеріали до друку)

3. Клепко А.В., Хижняк С.В., Кисіль О.О., Бабич Л.В., Прохорова А.О., Войціцький В.М. Дослідження хронічної дії малих доз іонізуючої радіації та кадмію на різні тканини щурів // Проблеми радіаційної медицини та радіобіології. – Київ: НЦРМ АМН України, 2003. – Вип. 9. – С.39-45. (Здобувачем проаналізовано літературу, проведено визначення вмісту продуктів ПОЛ, здійснено математичну обробку та обговорення результатів, підготовлено матеріали до друку)

4. Хижняк С.В., Клепко А.В., Кисіль О.О., Бабич Л.В., Міщук Д.О., Войціцький В.М., Кучеренко М.Є. Біологічні ефекти хронічної дії йонізувальної радіації та йонів кадмію // Український радіологічний журнал. - 2003. - Т.11, Вип.3. - С.298-304. (Здобувачем проаналізовано літературу, досліджено вміст ліпідів та продуктів ПОЛ, проведено інтерпретацію отриманих експериментальних даних, їх математичну обробку, підготовлено матеріали до друку)

5. Войцицкий В.М., Хижняк С.В., Курашов А.В., Кисиль Е.А., Бездробна Л.К. Использование метода главных компонент при оценке сочетанного действия на организм антропогенных факторов окружающей среды // Екологічний вісник. - 2003. - Спец. вип. - С.176-185. (Здобувачем проаналізовано літературу, здійснено експериментальну частину, обговорено і написано статтю, участь у математичній обробці та узагальненні результатів)

6. Войціцький В.М., Хижняк С.В., Гаврилей В.І., Кисіль О.О. Фізичні властивості плазматичної мембрани ентероцитів тонкої кишки при дії іонізуючої радіації // Тези доп. ІІ з’їзду Укр. біофіз. товариства. - Харків: Вид-во ХДУ, 1998.-С. 251.

7. Войцицький В.М., Кисиль Е.А., Клепко А.В., Хижняк С.В., Кучеренко Н.Е. Сочетанное влияние ионов кадмия и ионизирующей радиации на функциональные свойства тонкого кишечника // Тез. Междунар. конф. Биорад-2001 "Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды".– Сыктывкар: Коми научный центр УКОРАН, 2001.– С.5-6.

8. Hizhnyak S.V., Klepko A.V., Kysil O.O., Stepanov U.V., Voitsitskiy V.M. Influence of ionizing radiation on microviscosity of the small intestine enterocyte plasma membrane // Abstr. International Conference “Physics of liquid matter: modern problems”. – Kyiv: Ed. L.Bulavin, 2001. – 10-3P. – P.181.

9. Кисиль Е.А., Быць Н.В. Структурное состояние клеточных мембран энтероцитов тонкого кишечника при сочетанном действии ионизирующего излучения и кадмия// Сб.тез. 6-й Пущинской школы-конф. молод. ученых "Биология - наука XXI века".–Тула: Изд-во ТГПУ им. Л.Н.Толстого, 2002.– Т.1.– С.14.

10. Клепко А.В., Бабич Л.В., Кисіль О.О. Біологічні ефекти сумісної хронічної дії малих доз іонізуючої радіації та іонів кадмію // Матеріали ІІ всеукраїнської конференції студентів та аспірантів “Біологічні дослідження молодих вчених на Україні”. – Київ: Укр.фітосоц.центр, 2002. – Вип.1. – С.21-23.

11. Хижняк С.В., Кисіль О.О., Вечеря О.О. Функціональний стан мітохондрій ентероцитів тонкого кишечника щурів за сумісної дії іонізуючого випромінювання та кадмію // Укр.біохім.журнал. - 2002. – Т.74, №4б(додаток2) Мат. VIII Укр. біохім. з’їзду. – С.237.

12. Хижняк С.В., Клепко А.В., Кисіль О.О., Бабич Л.В., Рудич В.В., Войціцький В.М. Окислювально-антиоксидантний гомеостаз організму щурів при хронічній дії іонізуючої радіації та кадмію // Тези доп. Всеукр. наук. конф. “Психофізіологічні та вісцеральні функції в нормі та патології”. – Київ: Укр.фітосоц.центр, 2002. – С.115.

13. Хижняк С.В., Кисіль О.О., Биць Н.В., Клепко А.В., Войціцький В.М. Модифікація клітинних мембран тонкої кишки при сумісній дії іонізуючого опромінення та кадмію // Тези доп. III з’їзду Укр. біофіз. товариства. – Львів: СП "Євросвіт", 2002. – С.82.

14. Клепко А.В., Кисиль О.О., Левченко Л.В. Вплив іонізуючої радіації та кадмію на стан мітохондрій ентероцитів // Тез. Всеукр. конф. молод. ученых “Актуальные вопросы современного естествознания - 2003” – Симферополь: Новая эра, 2003. – С.43-44.

15. Войціцький В.М., Хижняк С.В., Кисіль О.О., Клепко А.В., Кучеренко М.Є. Структурний стан мітохондріальних мембран ентероцитів за дії іонізуючої радіації // Тези III з’їзду з радіаційних досліджень (радіобіологія і радіоекологія). – Київ: Укр.фітосоц.центр, 2003. – С.24.