АВТОРАДИОГРАФИЯ

Авторадиография (ауторадиография) — способ регистрации альфа- и бета-излучений, основанный на фотохимическом действии ионизирующих излучений. Для обнаружения радиоактивных изотопов фотографическая эмульсия приводится в соприкосновение с исследуемым материалом, в результате чего альфа- и бета-частицы вызывают почернение фотоэмульсии в виде линий (треков) по ходу пробега частицы. Альфа-частицы дают прямые широкие треки, бета-частицы — узкие неравномерные зигзагообразные полоски.

Авторадиографию в биологии впервые применил Е. С. Лондон (1904) для обнаружения радия в тканях животных. В дальнейшем метод использовали для изучения накопления, распределения и выведения малых количеств радиоактивных изотопов в разных органах и тканях организма.

В практике принято различать макроавторадиографию и микроавторадиографию. С помощью макроавторадиографии изучают распределение радиоактивных изотопов во всем организме или в отдельных его органах и тканях (напр., P³² — в злокачественных новообразованиях).

Разновидностью макроавторадиографии является баллонная Авторадиография, в основу которой положен принцип фотохимической регистрации бета-излучения парентерально введенного двузамещенного фосфата натрия, меченного P³².

Авторадиограммы получают со слизистой оболочки желудка, пищевода пли прямой кишки путем введения в эти органы тонкостенных резиновых баллонов, покрытых эмульсией, чувствительной к действию бета-частиц (см. Бета-диагностика). Наличие или отсутствие на авторадиограммах признаков локальной адсорбции изотопа P³² дает цепные дополнительные сведения для дифференцирования воспалительных изменений и злокачественных опухолей пищевода, желудка и прямой кишки.

Более широкое применение получила микроавторадиография, позволяющая при обычной или электронной микроскопии (см.) выявить локализацию радиоактивных изотопов в гистологических или цитологических препаратах. Анализ распределения радиоактивных изотопов в гистологическом срезе ткани производится на основании измерения оптической плотности почернения фотографического слоя (контрастная Авторадиография) или путем подсчета под микроскопом числа следов (треков) альфа- и бета-частиц (следовая Авторадиография).

Гистоавторадиография, являющаяся одним из видов микроавторадиографии, позволяет визуально оценивать различную степень интенсивности биохимических процессов в клетках. Она дает возможность наблюдать динамику процессов, происходящих в ядре и цитоплазме, дифференцированно анализировать каждый из этих процессов, их взаимоотношения, стадийность, различную степень выраженности в разных отделах клетки.

При гистоавторадиографии в организм вводят естественные компоненты биохимических процессов, предварительно пометив их радиоактивными изотопами, что дает возможность наблюдать за течением этих процессов в ядре, мембранах и различных цитоплазматических структурах клетки путем фотографической регистрации излучения радиоактивных изотопов. Особенность этой методики состоит в совмещении возможностей качественного анализа, количественного учета и изучения пространственного распределения в ткани радиоактивных веществ.

Совершенствованию методики гистоавторадиографии способствовало создание специальных ядерных эмульсий, давших возможность наблюдать распределение радиоактивных изотопов внутри клеток.

Принцип химической реакции при гистоавторадиографии сводится к восстановлению бромистого серебра фоточувствительной эмульсии в зерна металлического серебра под воздействием ионизирующего излучения. Эти зерна образуются по ходу движения элементарных частиц в эмульсии и становятся заметными после проявления эмульсии, покрывающей срез пли мазок. Затем срез или мазок красят обычным способом (применяя любую гистологическую окраску или гистохимическую реакцию) вместе с проявленной пленкой или эмульсией. Мягкое бета-излучение при соприкосновении среза с мелкозернистой ядерной эмульсией дает возможность изготовления радиоавтографа.

При помощи гистоавторадиографии можно изучать различные обменные процессы в клетках и их структурах в физиологических и патологических условиях, исследовать обмен нуклеопротеидов, синтез белка, гормонов и ферментов, наблюдать формирование клеточных и внутриклеточных структур, изучать закономерности внутриклеточных биологических ритмов, регенерацию, воспаление, опухолевый рост. Большое значение гистоавторадиография имеет для изучения динамики митотического цикла, его особенностей в клетках разных органов при различных условиях.

Необходимым условием успешного использования этой методики является ясное представление об особенностях изучаемых явлений и правильный подбор соответствующих радиоактивных изотопов. Так, например, H³-тимидин, участвуя в синтезе ДНК, являясь ее предшественником, позволяет радиоавтографически проследить ДНК-синтетические процессы.

После введения H³-тимидина метку воспринимают только клетки, синтезирующие ДНК. Процент меченых клеток в каждом типе клеток сразу после введения радиоактивного изотопа соответствует отношению времени синтеза ДНК (S) к генерационному времени (длине всего клеточного цикла —tg) данного клеточного типа. Чем выше процент метки в популяции, тем большую часть генерационного времени составляет синтетический период. Ряд возможностей открывает анализ числа гранул радиоактивного вещества в клетке, поскольку количество гранул соответствует количеству синтезированной ДНК.

Гистоавторадиография и электронная Авторадиография, дающие возможность коррелировать метаболическую активность с морфологией отдельных клеток и изучать субклеточную локализацию инкорпорированного радиоактивного изотопа, в сочетании с современными способами математического анализа представляют собой перспективные методы исследования.

Микроавторадиография в вирусологии нашла широкое применение для изучения начальных этапов взаимодействия вирусов и клеток (адсорбция, проникновение вирусов В клетки и т. д.) и процессов синтеза вирусных компонентов. В первом случае используется меченый вирус, который получают главным образом в результате инфицирования вирусом культуры ткани в присутствии меченых предшественников — нуклеотидов или аминокислот. В этих условиях вновь образующиеся дочерние вирионы содержат в своем составе радиоактивный изотоп. Используя микроавторадиографию, можно проследить судьбу этого изотопа, а отсюда и вируса в процессе его взаимодействия с клеткой. Применение этой методики для определения синтеза вирусных компонентов — нуклеиновых кислот и белков — заключается в том, что в различные сроки после инфицирования культуры ткани вирусами в культуральную среду вносят меченые предшественники указанных компонентов (наиболее часто употребляют: H³-тимидин для изучения синтеза ДНК, H³-уридин — для РНК и H³-лейцин или H³-валин — для белка).

После определенного периода инкубации клетки культуры тщательно отмывают от не внедрившихся в них молекул предшественника, фиксируют, наносят топкий слой ядерной эмульсии (типа Р, М или П), выдерживают в темноте (время экспозиции колеблется В зависимости от дозы и типа применяемого изотопа) и затем проявляют.

При использовании микроавторадиографии для определения синтеза вирусных компонентов можно получить сведения не только о локализации изучаемого процесса (при сочетании с гистологическим окрашиванием клеток), но и о его интенсивности (количественная Авторадиография), подсчитывая суммарную площадь клеток и их компонентов и число проявленных зерен серебра в определенном количестве клеток. Существует прямая зависимость между количеством зерен и интенсивностью процесса синтеза.

При Авторадиографии в вирусологии используют органические соединения, содержащие следующие радиоактивные изотопы: C¹⁴, P³², S³⁵ и H³. Наиболее широкое применение находят соединения, содержащие тритий. Используя предшественники, в состав которых входят изотопы, обладающие различными энергиями распада, можно одновременно метить нуклеиновые кислоты (напр., C¹⁴) и белки (напр., H³) вирионов. В этом случае названные компоненты можно различить по разной величине зерен (более крупные характерны для С¹⁴, мелкие для H³). Одновременное применение метода флуоресцирующих антител позволяет определить в одних и тех же препаратах появление специфических вирусных белков.

См. также Радиоизотопная диагностика.

Библиография: Абелев Г. И. и Бакиров Р. Д. Иммуноавторадиография, в кн.: Иммунохимический анализ, под ред. Л. А. Зильбера, с. 271, М., 1968, библиогр.; Бережнов И. П. К методике прижизненной авторадиографии при раке желудка, в кн.: Вопр. клин, и эксперим. онкол., под ред. А. И. Саенко, т. 3, с. 89, Фрунзе, 1967: Богомолов К. С. и др Авторадиографическая методика в электронномикроскопических исследованиях, Лаборат. дело, № 6, с. 359, 1971; Бойд Д. А. Авторадиография в биологии и медицине, пер. с англ.. М., 1957, библиогр.; Грачева Н. Д. и др. Пособие по гистоавторадиографии, Л., 1960, библиогр.; Гущин Б. В. и Клименко С. М. Элсктронномикроскопическая авторадиография, Вопр. вирусол., № 4, с. 387, 1965, библиогр.; Иванов И. И. и др. Радиоактивные изотопы в медицине и биологии, с. 136, М., 1955; Крымский Л. Д. и Боцманов К. В. Авторадиография как метод современной функциональной морфологии, Арх. патол., т. 33, № 1, с. 74, 1971, библиогр.; Петерсон О. П. и Березина О. Н. Методы применения изотопов в вирусологических исследованиях, Руководство но лаборат. диагностике вирусных и риккетсиозных болезней, под ред. П. Ф. Здродовского и М. и. Соколова, с. 178, М., 1965; Роджерс Э. Авторадиография, пер. с англ., М., 1972, библиогр.; Autoradiographie, hrsg. v. Н. Zimmermann u. J. Fautrez, Jena, 1968, Bibliogr.; Caro L. Progres in high-resolution autoradiography, Progr Biophys. molec. Biol., v. 16, p. 173, 196C bibliogr.; Kemp C. L. Electron microscope autoradiographic, studies of HSa metabolism in Trillium erectum microspores, Chromosoma (Berl.), Bd 19, S. 137. 1966, Bibliogr.; SalpeterM. M. a_ Вaсhinann L. Assessment of technical steps in electron microscopic autoradiography, в кн.: The use radioautography in invest, protein synthesis, ed. by C. P. Leblond а. К. B. Warren, v. 4, p. 3 N. Y.— L., 1965, bibliogr.

А, И. Ишмухаметов; Л. Д. Крымский (гист.), И. Г. Баландин (вир.).