Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Актуальные проблемы биологии, медицины и экологии» (2004 год, выпуск 1), под редакцией проф., д.м.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника

При большинстве инфекционных заболеваний наблюдается изменение в числе хромосом. В настоящее время общеприняты критерии отбора метафаз, предложенные Н.П.Бочковым и др. (1966). Авторы уделили большое внимание тому, какие метафазы можно считать пригодными для цитогенетического анализа. При отборе метафаз для изучения уровня анеуплоидии необходимо иметь в виду, что в процессе приготовления препарата хромосом возможно нарушение целостности клетки и, как следствие этого, утеря или добавление лишних хромосом к хромосомному набору другой клетки. Если исключить такой механизм образования анеуплоидных клеток, то можно было бы полагать, что анеуплоидные клетки возникают исключительно в результате нерасхождения хромосом во время митотического деления клеток. В этом случае можно ожидать, что число гипо- и гиперпло-идных клеток должно быть примерно одинаковым. На самом деле встречаемость гипоплоидных клеток, как правило, значительно выше, чем гиперплоидных. Причиной этого могут быть механическая потеря хромосом в процессе приготовления препаратов, элиминация или утеря хромосом при делении клеток. Форд (Ford E.,1964) полагает, что истинными анеуплоидами следует считать только гиперплоидные клетки, а гипоплоидные в большинстве случаев представляют артефакт. Создается впечатление, что при вирусных инфекциях возникают условия, благоприятствующие такому артефакту. Ю.Я. Керкис и др. (1967) показали, что увеличение числа гипоплоидных клеток, наблюдаемое с возрастом, можно объяснить снижением резистентности клеточных мембран у лиц пожилого возраста к гипотоническому раствору при фиксации клеток. Это в свою очередь может приводить к утере хромосом при приготовлении препаратов. Возможно, что аналогичная причина появления гипоплоидных клеток может иметь место и при инфекционных процессах. Однако эти соображения не исключают вероятности появления истинно гипоплоидных клеток. Имеются доказательства, что потеря хромосом при делении клеток должна рассматриваться как существенный источник возникновения гипоплоидных клеток (Sandler L., Braver G., 1954; Patau K., 1963). Мурхед (Moorhead P.S.,1970) полагает, что вирусы, вызывая изменения функции веретена деления клетки, способствуют потере хромосом.
Наши данные свидетельствуют (Ильинских Н.Н. и др., 1972, 1978, 1984, 1990, 2000), что число гипоплоидных клеток в значительной степени преобладает над гиперплоидными. Анализ поведения хромосом во время митоза в инфицированных культурах, а также в клетках костного мозга животных показал, что вирусы кори и полиовирус вызывали резкое нарушение митотического режима клеток. Вирус полиомиелита блокировал также деление на стадии метафазы. Фигуры деления при этом напоминали метафазы после обработки колхицином. Хромосомы выглядели гиперспиралиэованными, укороченными и интенсивно окрашенными с хаотичным разбросом по цитоплазме. Одновременно наблюдалось увеличение числа делящихся клеток с последующим угнетением или с почти полным исчезновением митозов. Как известно, временное увеличение митотической активности культуры клеток при инфицировании вирусом полиомиелита отмечали С.Я.Залкинд и А.Г. Степанова (I960). А.А.Хакимов (1968) в культуре клеток RES, инфицированных вирусом Коксаки В6, наблюдал нарушение заключительных фаз митоза. Некоторые авторы отмечали параллелизм между увеличением митотической активности и К-митотическим действием вирусов (Шубладзе А.К. и др.,1967). Возможно, что повышение митотической активности в подобных случаях происходит в результате накопления К-митозов при блокировании инфекционными агентами аппарата деления клетки. Известно, что под влиянием колхицина возникают отдельные анеуплоидные клетки, передающие эту особенность другим поколениям клеток (Smith Н., 1943). Г.Е.Онищенко (1993) удалось показать причины, приводящие к утрате отдельных хромосом. По ее данным, анеуплоидия является результатом К-митоза. Блокада веретена приводит, в частности, к тому что в метафазе хромосомы не выстраиваются в экваториальной плоскости клетки, как при нормальном митозе, а беспорядочно разбрасываются по всей клетке. Поэтому в К-метафазе образуются клетки со многими ядрами или единым, чаще многолопастным ядром. Во время интерфазы начинается лизис тех хромосом, которые образовали микроядра, не способные дальше проходить весь цикл. В последующем митозе выявляются результаты лизиса в виде утери хромосом или остатков лизированных хромосом. Вирус полиомиелита способен вызывать "колхициноподобное" действие, что приводит к появлению клеток с микроядрами. Аномальные митозы и клетки с микроядрами наблюдались при инфицировании культуры клеток почки обезьян вирусом простого герпеса (Boiron М. et al., 1966). В.Н.Блюмкину (1971) при заражении культуры клеток аденовирусом удалось проследить переход от многогрупповых метафаз к атипичным телофазам, завершающимся формированием микроядер. Появление К—митозов происходит не только в клеточных культурах, но и на организменном уровне. Заражение культуры лимфоцитов вирусом кори тоже способствовало увеличению числа патологических митозов. Однако среди них превалировали деления с отставанием отдельных хромосом или их групп в мета- и анафазе, а также многогрупповые метафазы. Существенных изменений в соотношении фаз митозов не обнаружено. Этот же штамм вируса кори способен вызывать аналогичные изменения в костном мозге  мышей, приводя к возникновению трехгрупповых, трех- и четырехполюсных митозов.
Отставание хромосом в зараженных клеточных культурах индуцируют вирусы осповакцины и оспы кур, что вызывает проявление микроядер с гипоплоидизацией клеток (Хакимов А.А., 1968; Петерсон О.П. и др., 1968). Многие микроядра элиминируются в цитоплазме (Алов И.А. , Казаньев В.В., 1969) и как следствие этого, клетка теряет одну или несколько хромосом и становится гипоплоидной.
Одной из причин гипоплоидизации клеток могут быть структурные аберрации хромосом (Мезия Д.,1963). Чем больше частота структурных нарушений, тем выше вероятность элиминации поврежденных хромосом или же неправильного расхождения их в последующем делении, что непосредственно может привести к анеуплоидии. Отставание хромосом в аберрантных митозах описано при изучении деления клетки при помощи микрокиносъемки (Bajer А., 1964). При этом мосты, образуемые дицентрическими хромосомами, задерживали расхождение соседних с ними хромосом.
По нашим данным (Ильинских Н.Н. и др., 1972, 1978, 1984, 1990, 2000), в большинстве случаев у больных и вакцинированных доноров реже, чем ожидалось, наблюдались метафазы с потерей крупных хромосом из групп А, В и С. Однако, если потеря хромосом является следствием хромосомных аберраций, то частота индуцированных инфекционными агентами потерь для крупных хромосом должна быть выше, что связано с большей вероятностью образования разрыва такой хромосомы (Тихомирова М.М.,1965). Как видно из полученных данных, мелкие хромосомы генома поражались очень редко, а крупные - гораздо чаще и, несмотря на это, гипоплоидные клетки образовывались в основном за счет утраты мелких и средних хромосом. Некоторые авторы индуцированное нерасхождение хромосом объясняют процессами, не связанными с нарушениями структуры хромосом, а обусловленными коллоидными свойствами цитоплазмы (Лобашов М.Е.,1937) или нарушениями синаптических свойств хромосом, что приводит к их слипанию (Рапопорт И.А., 1938). Все эти гипотезы не противоречат друг другу, однако до сих пор нет четкого представления о механизмах нерасхождения хромосом при спонтанном и индуцированном мутагенезе.
   Как правило, в гипоплоидных клетках отсутствовали некоторые хромосомы генома. Наблюдалась преимущественная потеря хромосом групп D и G. Дефицит числа нарушений наблюдался в основном по хромосомам групп А, В и С. Известно, что анеуплоидия в соматических клетках, человека обусловлена определенными хромосомами генома (Керкис Ю.Я. и др., 1967). Некоторые авторы связывают это с предпочтительным расположением определенных хромосом по периферии ядра (Hens L.,Kirsch-Volders M.,1982). Они установили общую закономерность, не зависимую от пола,времени культивирования и числа пластинок в данном образце: меньшие по размеру, плотно спирализованные хромосомы ( рано реплицирующиеся в S-фазе) занимают более центральное положение в метафазной пластинке, чем крупные (поздно реплицирующиеся). Однако в настоящее время нет данных, неопровержимо доказывающих периферическое расположение определенных хромосом генома, как не известно ни одного примера аномалий человека, связанных с отклонениями от диплоидного набора по крупным хромосомам. Такое нарушение карио-типа обычно летально на ранних стадиях эмбриогенеза (Фогель Ф.,Мотульски А.,1989). Это подтверждается также тем, что количество хромосомных аномалий у спонтанно абортированных плодов составляет от 20 до 65% (Дубинин Н.П.,1986).
Основной вклад в хромосомные нарушения вносит анеуплоидия, а не структурные нарушения хромосом. Поэтому при анализе цитоге-нетических последствий инфекционного мутагенеза необходимо уделять этому виду аномалий особое внимание. Анализ последствий инфекционного мутагенеза также свидетельствует, что под влиянием инфекционных агентов моносомии по хромосомам групп А, В, С наблюдаются гораздо реже, чем ожидалось.
Возможно, что клетки, утратившие крупные хромосомы генома, прекращают делиться или элиминируются, выпадая из поля зрения исследователя, а клетки с моносомией или трисомией по малым хромосомам способны к дальнейшему размножению. Кроме того, по полученным нами данным, анеуплоидные клетки могут быть в условиях организма элиминированы Т-лимфоцитами вследствие возможного изменения их антигенности. Вполне возможно, что такая защита постоянства организма связана только с мутациями, индуцируемыми вирусами.
   При воздействии инфекционных агентов более 50% всех анеуплоидных клеток формируется за счет акроцентрических хромосом групп D и G .В настоящее время большое значение придается феномену ассоциации акроцентрических хромосом. Некоторые авторы считают, что ассоциация акроцентрических хромосом может быть причиной появления хромосомных аберраций и нерасхождения хромосом (Ohno S. et  al.,1961). Установлено, что акроцентрические хромосомы своими спутничными районами принимают участие в формировании ядрышка (Прокофьева-Бельговская А.А., 1986). Как известно, инактивация ядрышка отражается на метаболизме всей клетки. Повреждение ядрышка в интерфазном ядре останавливает митоз, а потерявшая ядрышко клетка лишается способности делиться (Gaulder, I960). Микроядра, возникающие из фрагментов, способны вступать в митоз, если в них присутствует ядрышковый организатор, а в его отсутствие микроядра элиминируются (Das, 1962). Как полагает Эванс (Evans,1967), некоторые инфекционные агенты способны воздействовать на ядрышко клетки, вследствие чего оно не резорбируется в митозе. Это вызывает аномальное сцепленное отхождение гомологичных акроцентрических хромосом к одному из полюсов. Возможно, по этой же причине наблюдается преимущественная утеря акроцентрических хромосом при делении клетки.
Кроме анеуплоидии, инфицирование во многих случаях индуцирует увеличение числа полиплоидных клеток. У больных корью и при заражении культур вирусом кори обнаружено увеличение числа полиплоидных клеток, хотя в костном мозге и сперматогониях инфицированных мышей такой закономерности не обнаружено. Известно, что многие патогены способны индуцировать полиплои-дизацию клетки (Михайлова Г.П., Горшунова Л.П., 1969; Авакова А.Н.,Рапопорт Р.И.,1971; Manna G.K.,1986). Полиплоидные клетки возникают при аномалиях деления или в результате отсутствия цитотомии. К полиплоидии приводит также эндомитоз. Полиплоидизация может наступать при слиянии соседних клеток с образованием многоядерной клетки (Онищенко Г.Е.,1993). Хорошо известно, что полиплоидизацию вызывают колхицин и некоторые его аналоги, разрушающие аппарат деления клеток (Stublefield E., 1964). По мнению Поликара и Бесси (1970), колхицин способен в течение нескольких минут повредить веретено деления, не действуя на хромосомы. В то же время показано, что колхицин способен также индуцировать хромосомные и хроматидные  аберрации (Панченко Н.А., 1973). Известно, что вирус кори способен вызывать симпластообразование в культуре ткани (Nichols W.W., 1966; Heneen W.K. еt al., 1970). Такая же особенность вируса кори зарегистрирована и нами. При этом возникает значительное число клеток, имеющих много ядер. Известно, что в симпластных клетках ядра зачастую делятся синхронно и метафазы в этих клетках будут содержать полиплоидный набор хромосом (Мэзия Д., 1963). Иногда полиплоидия возможна за счет явления эндоредупликации. Полиплоидные клетки с диплохромосомами наблюдались у больных скарлатиной, корью. Известно, что путем эндоредупликации отдельных хромосом возникают гиперплоидные клетки(Воробьев А.И., 1968).Некоторая часть гиперплоидных клеток при вирусных инфекциях образуется за счет эндоредупликации отдельных хромосом
(Grippenberg U., 1965).
   Гиперплоидизация и полиплоидизация возможны также при захвате клетками ядерного материала разрушенных соседних клеток. В некоторых работах показана возможность захвата клетками в культуре гомологичных и гетерологичных ядер (Мосолов А.Н., Ершов Ф.И., 1965), а также искусственно изолированных хромосом (Голуб Е.И., Батурина М.В., 1969). Однако частота захвата ядрами "чужих" хромосом невелика и составляет всего 0,001%. Следовательно, конкретные механизмы образования анеуплоидных и полиплоидных клеток могут иметь при действии инфекционных факторов различную природу. Большую роль играет вид инфекционного агента, тяжесть инфекционного процесса, ряд других обстоятельств, обусловленных как эндо- так и экзогенными причинами.