Установлено, что эпителий тонкого кишечника можно защитить от повреждающего
воздействия ионизирующего излучения посредством торможения активности фермента
CDK4/6.
Двенадцатиперстная, тощая и подвздошная кишка образуют важный отдел
пищеварительного тракта - тонкий кишечник, который выполняет несколько крайне
необходимых для жизнедеятельности организма функций. Среди них основными
являются: 1) ферментативное расщепление белков, липидов, углеводов и других
сложных органических веществ на простые компоненты; 2) всасывание этих
компонентов в кровь; 3) регулирование поступления воды и микроэлементов в
систему кровообращения; 4) выделение многочисленных метаболитов и токсичных
веществ из организма; 5) синтез важных биорегуляторов; 6) участие в
деятельности иммунных механизмов и защите от болезнетворных микробов [1,2] и
т.д.
Внутренняя поверхность (слизистая оболочка) тонкого кишечника покрыта
специфичным эпителием. Он образован клетками нескольких видов, таких как:
столбчатые (каёмчатые), бокаловидные, Клетки Панета, недифференцированные (в
том числе стволовые) энтероциты. Все они отличаются друг от друга не только
строением, но и функциональными особенностями. На слизистой оболочке есть
многочисленные ворсинки и крипты, многократно увеличивающие её поверхность.
Длина тонкого кишечника человека - более 4 метров.
На кишечную стенку постоянно действуют различные неблагоприятные факторы,
в том числе связанные с механическим воздействием частичек пищи и агрессивным
влиянием пищеварительных ферментов. Поэтому в ней активно функционируют
механизмы восстановления, связанные, прежде всего с её регенерацией [3].
Например, полное обновление клеток эпителия слизистой оболочки кишечника
происходит в течение 4-5 суток. Это позволяет ему постоянно поддерживать
свои структурно-функциональные возможности в нормальном состоянии.
Иногда на кишечник могут воздействовать высокие дозы ионизирующего
излучения; например, это происходит из-за нарушения техники безопасности при
работе с установками для гамма-терапии или рентгенодиагностики, при авариях на
ядерных объектах и т.п. Однако наиболее часто кишечник страдает во время
проведения лучевой терапии онкологических заболеваний, в частности, при
локализации неоперабельных опухолей в области брюшной полости и таза [4].
Побочным эффектом лечения ионизирующим излучением всегда является резкое
усиление процессов формирования свободных радикалов и образования иных
токсичных веществ, провоцирующих осложнения в виде поражения стенки кишечника.
Как правило, они протекают длительно, и до настоящего времени не предложено
препаратов для их эффективной профилактики.
Чувствительность клеток разных видов эпителия слизистой оболочки тонкого
кишечника к радиации неодинакова. В частности, существуют клетки, которые
условно обозначаются как LGR5; они способны противостоять лучевым факторам,
быстро проводить регенерацию повреждённых участков посредством своего
интенсивного деления. Однако до настоящего времени неизвестно, почему подобные
клетки обладают большей устойчивостью к радиации по сравнению с другими
структурами кишечного эпителия.
Группой учёных из США под руководством Liang Wei [5] было проведено сложное
экспериментальное исследование с целью изыскания новых эффективных способов
защиты эпителия тонкого кишечника от повреждения ионизирующим излучением. Для
этого лабораторным животным перед воздействием гамма-лучами вводили препараты,
влияющие на скорость деления клеток и активность ферментов.
В результате проведенного исследования было установлено, что после введения
в организм вещества PD 0332991, тормозящего активность фермента CDK4/6
(cyclin-dependent kinase 4/6), не наблюдается повреждений эпителия тонкого
кишечника у лабораторных животных даже при облучении смертельной дозой
радиации. Тщательный анализ показал, что блокирование фермента CDK4/6
значительно снижает вероятность структурных нарушений в молекулах ДНК и
предотвращает возникновение апоптоза (разрушения) клеток стенки тонкого
кишечника после попадания на них гамма-лучей.
Таким образом, доказано, что фармакологическое торможение активности
фермента CDK4/6 значительно увеличивает устойчивость клеток эпителия
тонкого кишечника к разрушающему действию ионизирующей радиации. Данный факт
позволит разработать новые препараты, обладающие эффективным радиопротекторным
действием.
[1] PNAS. 132: (31) E4264-E4271 (2015)
[2] J. Clin. Invest. 126: (10) 3680-3688 (2016)
[3] PNAS. 133: (43) 12192-12197 (2016)
[4] Gut. 64: (Suppl 1) A370-A371 (2015)
