Ультразвуковое воздействие на деление клеток

Временное ингибирование некоторых функций организма и отдаление периодов наибольшей активности важнейших из них является общей реакцией организма и отдельных его систем на внешнее повреждающее воздействие. Особенно часто этот феномен проявляется в задержке клеточного деления в некоторых тканях в ответ на повреждающие, активирующие или сигнальные воздействия. Действие ультразвука также временно уменьшает скорость деления клеток.

На клетках мерисистемы корней гороха показано, что непрерывный ультразвук (2 МГц; 0,5…20 Вт/см²; 1 мин), как и импульсный сходных параметров, вызывает уменьшение скорости роста корня, уменьшение митотического индекса, снижение скорости синтеза белка, ДНК и РНК. Интересно отметить, что, в основном, эффект возникает в первые секунды облучения, а затем лишь незначительно увеличивается.

Животные ткани более чувствительны к ультразвуку, и скорость деления клеток в них уменьшается при весьма малых интенсивностях ультразвука. Так, пятиминутное облучение ультразвуком интенсивностью 60 мВт/см² (1 МГц) заметно снижает митотический индекс в тканях печени крыс. Облучение ультразвуком (2 МГц; 0,1 Вт/см²; 5 мин) клеток аденокарциномы Эрлиха приводит к торможению роста опухоли, возникшей при перевивании этих клеток. Патогенность облученных ультразвуком клеток карциномы имеет тенденцию к восстановлению и во втором пассаже мало отличается от контрольных образцов. Снижается скорость деления и при воздействии ультразвуком на клетки в культуре фибробластов человека.

Наиболее существенна задержка в скорости деления клеток культуры лейкомичных мышей при действии ультразвука (1 МГц; длительность импульса — 1 мс; частота следования импульсов 1 кГц; 5 Вт/см²) на «покоящуюся» клетку. Задержка практически незаметна, если клетка находится в стадии митотического деления, хотя ее механическая прочность уменьшается, что, по-видимому, обусловлено значительными изменениями в структуре клетки, предшествующими ее делению. Так, фибриллярная структура митотического веретена может разрушаться при воздействии ультразвуком относительно невысоких интенсивностей (0,8 МГц; 0,2…0,5 Вт/см²).

В настоящее время есть очень мало данных, характеризующих чувствительность клеток к ультразвуку в разные фазы митотического цикла. Представляются бесспорными лишь факты задержки клеточного деления в интерфазе и меньшей чувствительности митотического индекса к ультразвуку в период митоза.

Задержка клеточного деления под влиянием различных воздействий относится не к патологическим проявлениям, а к физиологическим защитным реакциям, направленным на увеличение длительности интерфазы до значений, достаточных для репарации нарушений, накопившихся в клетке. Повреждения, не отрепарированные в интерфазе, могут во время митоза проявиться в виде серьезных дефектов, приводящих клетку к гибели.

В период митоза многие функции клетки весьма напряжены, что ослабляет работу репарационных механизмов. Поэтому задержка клеточного деления на стадии митоза не имеет биологического смысла. Внешнее воздействие именно в этот промежуток митотического цикла, возможно, приводит к хромосомным аберрациям и другим тяжелым для клетки последствиям.