отдел кинетики химических и биологических процессов

Лаборатория физико-химических проблем радиобиологии и экологии

Лаборатория физико-химических проблем радиобиологии и экологии
Заведующий - Шишкина Людмила Николаевна
Телефон: 939-71-86

Лаборатория физико-химических проблем радиобиологии и экологии создана в сентябре 2008 года на базе группы физико-химической экологии, которая многие годы работала в составе лаборатории физико-химических основ регуляции биологических систем, руководимой доктором биологических наук, профессором. Е.Б. Бурлаковой. В составе лаборатории работают такие высококвалифицированные сотрудники, как с.н.с., к.х.н. В.А. Меньшов, н.с., к.ф.-м.н. Н.В. Хрустова, м.н.с., к.б.н. М.В. Козлов, а также н.с. Н.И. Шелудченко, В.В. Снимщиков, аспирант М.А. Климович.

Основным направлением ранее проводимых исследований являлось изучение роли процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) при действии повреждающих факторов (острое радиационное поражение, термические ожоги) на организм, а затем исследование взаимосвязей между параметрами физико-химической системы регуляции ПОЛ в зависимости от антиоксидантного статуса и интенсивности ПОЛ в биологических системах разной степени сложности. В настоящее время целью проводимых в лаборатории исследований является выявление общности и различий механизмов и эффектов действия повреждающих факторов окружающей среды (химические агенты разной степени токсичности, ионизирующая радиация в широком диапазоне доз и мощности дозы, биологически активные вещества) на регуляцию окислительных процессов в системах разной степени сложности (модельные системы, микроорганизмы, ткани и органы лабораторных животных и грызунов природных популяций).

Среди наиболее важных результатов исследований необходимо отметить следующие: предложен новый подход к оценке биологических последствий воздействия факторов разной мощности и природы (ионизирующие излучения и химические токсиканты в малых дозах) для групп животных по изменению выраженности взаимосвязей между скоординированными в норме параметрами антиоксидантного статуса, обобщенными показателями состава фосфолипидов, функциональными тестами. Экспериментально доказана взаимосвязь гидрофобности клеточных оболочек дрожжей с кинетическими свойствами их липидов в реакциях автоокисления. Экспериментально установлено, что степень ненасыщенности липидов, их способность разлагать пероксиды, обеспеченность липидов антиоксидантами, интенсивность процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в тканях оказывают существенное влияние как на процессы деградации и биосинтеза фосфолипидов, так и на функциональную активность печени. Однократное воздействие малотоксичных твин-80 и ацетона в малых дозах снижает интенсивность процессов ПОЛ, изменяет физико-химические характеристики липидов, нарушает взаимосвязь между скоординированными в норме показателями, что вызывает дисбаланс биохимических функций в печени.

Обнаружено, что состав липидов печени играет важную роль в формировании ответа организма мышей линии Balb/c на совместное действие малотоксичных ПАВ (твин-80 как модель) и ацетона в малых дозах и рентгеновского излучения в сублетальных дозах (4 и 5 Гр). Используя разработанные модули для многофакторного анализа, выявили прямую корреляцию между выживаемостью мышей при совместном действии указанных факторов разной природы и соотношением основных фракций фосфолипидов (фосфатидилхолин/фосфатидилэтаноламин) печени в группах возрастного контроля. Показано, что азотсодержащий фрагмент фосфатидилхолина снижает ингибирующее действие природного (a-токоферол) и синтетических антиоксидантов в модельной системе инициированного окисления метилолеата, вследствие образования неактивного в ингибировании комплекса, находящегося в равновесии с исходными компонентами смеси. Обнаружено увеличение скорости окисления смесей на начальных стадиях реакции с ростом исходных концентраций их компонентов и степени окисленности субстрата (совместно с лабораторией окисления органических соединений, к.х.н. Мазалецкая Л.И.).

Выявлено сохранение изменений показателей системы регуляции ПОЛ (АОА липидов, степень окисленности липидов, состав фосфолипидов, активность ферментов антиоксидантной защиты, интенсивность процессов перекисного окисления липидов) в тканях потомков полевок-экономок, родители которых длительное время обитали на территориях с разным радиационным фоном. Обнаружено, что направленность и степень выраженности ответной реакции антиоксидантного статуса тканей потомков на дополнительное низкоинтенсивное облучение в малых дозах (5,8 и 21 сГр) определяется величиной показателя у необлученной группы зверьков (совместно с Институтом биологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар).

В течение многих лет проводятся совместные исследования и оказывается научно-консультационная помощь сотрудникам Института биологии Коми НЦ УрО РАН (г. Сыктывкар), Московского университета пищевых производств (г. Москва), Казанского государственного технологического университета (г. Казань). Основными направлениями экспериментальных и теоретических работ лаборатории в настоящие время являются:
- изучение детального механизма участия природных компонентов клетки в регуляции процессов окисления в системах разной степени сложности; разработка модели для оценки вклада физико-химических свойств и состава липидов на разных стадиях процессов низкотемпературного автоокисления;
- поиск и разработка новых методов оценки воздействия экзогенных и эндогенных токсикантов на регуляцию окислительных процессов, протекающих при физиологических температурах и обеспечивающих взаимодействие клеток со средой;
- разработка компьютерной модели и пакета программ на основе полученных экспериментальных данных для выявления информативных тестов, обусловливающих как формирование биологических последствий воздействия факторов химической и физической природы, так и переход физико-химической системы регуляции перекисного окисления липидов на отличный от нормы уровень функционирования.

За последние 15 лет сотрудниками лаборатории опубликованы 2 монографии, 1 учебное пособие, 74 статьи в российских и зарубежных изданиях; подготовлены и успешно защищены 13 дипломных работ; защищены 1 докторская и 4 кандидатских диссертации.

Лаборатория физико-химических проблем радиобиологии и экологии
Яндекс.Метрика