ЭЛЕКТРОННАЯ АВТОРАДИОГРАФИЯ

ЭЛЕКТРОННАЯ АВТОРАДИОГРАФИЯ (синоним электронно-микроскопическая авторадиография) — метод, позволяющий определять местонахождение и количественное содержание радиоактивного вещества при электронно-микроскопическом исследовании биологического объекта. Электронная авторадиография применяют для изучения биологии клетки и патогенеза болезней.

Принцип метода заключается в том, что вещество, один из атомов которого заменен соответствующим радиоактивным изотопом (меченое вещество), вводят в организм, орган, ткань или культуру клеток. Затем исследуемый материал фиксируют и подвергают дальнейшей обработке с целью получения ультратонких срезов для электронно-микроскопического изучения. Ультратонкие срезы покрывают слоем специальной фотоэмульсии и оставляют в темноте на срок от нескольких недель до нескольких месяцев. При этом радиоактивные атомы, подвергаясь распаду, воздействуют на эмульсию и тем самым обнаруживают себя, оставляя «автограф» (отсюда название метода), то есть в проявленном препарате зерна металлического серебра располагаются в тех местах, где исходящее из среза излучение подействовало на бромистое серебро фотоэмульсии. Число зерен соответствует количеству радиоактивных распадов, произошедших за время экспонирования в темноте. Электронную авторадиографию широко использует многие приемы гистохимии (см.), например обработку ферментами и ингибиторами. Возможно сочетанное применение методов гистохимии и электронной авторадиографии.

Методы авторадиографии (см.) и электронной авторадиографии принципиально едины, однако последний технически сложнее. Для просмотра в электронном микроскопе ультратонких срезов через покрывающий их фотослой и повышения разрешающей способности по сравнению с авторадиографией необходимо наносить очень тонкую (толщиной в величину одного микрокристалла бромистого серебра) пленку эмульсии (моно-слой), удалять оставшуюся после проявления желатину, использовать эмульсии и способы проявления, создающие минимальные по размеру зерна серебра. Первые попытки применения электронной авторадиографии оказались безуспешными, так как не были учтены эти особенности, а для просмотра в электронном микроскопе применяли препараты, сделанные по методикам авторадиографии. С разработкой соответствующих методик и эмульсий с 1961 года стал использоваться метод электронной авторадиографии, отражающий топографию исследуемых процессов более точно, чем авторадиография.

Вначале с помощью электронной авторадиографии изучали, главным образом, ультраструктуры нормальной клетки. Были установлены многие важные особенности функционирования генома и внутриклеточных органелл. В этих экспериментах очень четко проявилась связь структуры и функции клетки и внутриклеточных образований. Например, был определен способ сосредоточения в сравнительно маленьком ядре огромного объема информации, содержащейся в ДНК. Электронная авторадиография показала, что синтез РНК происходит только в эухроматине, а большая часть генетического материала клетки, не используемого ею вообще или в данной фазе се развития, укладывается плотно и превращается в недеятельный гетерохроматин. С помощью электронной авторадиографии удалось проследить топографию и последовательность образования в клетке белкового секретаг установить роль различных органелл в процессах метаболизма, определить участки синтеза жиров, углеводов, обнаружить участки, где углеводы соединяются с белками в белково-полисахаридные комплексы, а также участки и структуры, на которых фиксируются медиаторы (адреналин, гистамин) и иммунные комплексы. Метод электронной авторадиографии также позволил определить подвижность биосинтетических процессов и описать временные особенности функционирования клеток и внутриклеточных структур в норме и при действии патогенных факторов. Выяснилось, что интенсивность процессов биосинтеза постоянно колеблется. При этом в отдельной клетке максимумы функционально связанных процессов, например синтеза РНК и белка, могут наступать не одновременно, а последовательно, сменяя друг друга. При повреждающих воздействиях в сохранившихся структурах нарушаются ритм и амплитуда колебаний биосинтетической активности, увеличивается число структур, находящихся в фазе максимума синтеза, что обеспечивает компенсацию повреждения на начальном этапе; однако в дальнейшем возможно развитие дистрофических изменений этих структур. Было показано, что внутриклеточная регенерация наиболее быстро и резко проявляется в интенсификации функции ядрышек (см.). При длительном действии повреждающего фактора ядрышки подвергаются дистрофии, что выражается, в частности, в увеличении объема связанного с ядрышками гетерохрома тина и превращении ядрышек во внутриядерные вакуоли. Выявлена возможность репаративного ускорения репликации митохондриальной ДНК в кардиомиоцитах после интенсивной физической нагрузки.

Метод электронной авторадиографии оказался наиболее эффективным для изучения информационных процессов, так как в отличие от других методов он не только отражает состояние макроорганизма, но и позволяет определить многие особенности микроорганизмов — скорость размноження, уровень жизнеспособности, интенсивность различных биосинтетических процессов. Имеется опыт успешного применения электронной авторадиографии для определения участков клетки, в которых происходит репликация вирусных нуклеиновых кислот.

Библиогр.: Саркисов Д. С., Пальцын А. А. и Втюрин Б. В. Приспособительная перестройка биоритмов, М., 1975; они же, Электронно-микроскопическая радиоавтография клетки. М., 1980, библиогр.; Principles and techniques of electron microscopy, ed. by M. A. Hayat, v. 2, p. 219, N. Y. a. o., 1972; Puviоn-Dutilleul F. a. Puviоn E. New aspects of intranuclear structures following partial decondensation of chromatin: a cytochernical and highresolution autoradiographical study, J. Cell Sci., v. 42, p. 305, 1980.

А. А. Пальцын.