.

Стан окисно-антиоксидантної системи головного мозку за умов впливу іонізуючої радіації та його корекція (автореферат)

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 4999
Скачать документ

АКАДЕМІЯ МЕДИЧНИХ НАУК УКРАЇНИ

НАУКОВИЙ ЦЕНТР РАДІАЦІЙНОЇ МЕДИЦИНИ

СУТКОВОЙ Дем’ян Аврамович

УДК: 616.831:614.876:616-092:612.013.1:612.014:578.158

Стан окисно-антиоксидантної системи головного мозку за умов впливу
іонізуючої радіації та його корекція

03.00.01 – Радіобіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора біологічних наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті нейрохірургії ім. акад. А.П. Ромоданова АМН
України

Наукові консультанти д. мед. н., проф., акад. АМН України Зозуля Ю. П.

Інститут нейрохірургії АМН України

ім. акад А .П. Ромоданова АМН України,

директор

д. мед. н. Горбань Є. М.

Інститут геронтології АМН України,

завідувач лабораторії радіології

Офіційні опоненти д. б. н., ст. н. с. Чоботько Г. М.

Науковий центр радіаційної медицини АМН України,

завідувач лабораторії радіаційної цитології

д. б. н., проф. Кутлахмедов Ю. О.

Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України,

завідувач лабораторії радіоекології

д. б. н., проф. Войцицький В. М.

Київський національний університет імені Т.Г.Шевченка,

професор кафедри біохімії

Провідна установа Інститут медичної радіології ім. С.П.Григор’єва АМН
України, (Харків)

Захист відбудеться 13 грудня 2005 р. о 14 год на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 26.562.01 у Науковому центрі радіаційної
медицини АМН України, пр-кт Перемоги, 119-121, Київ, 04115

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Наукового центру
радіаційної медицини АМН України, вул. Мельникова, 53, Київ, 04050

Автореферат розіслано 14 листопада 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради ______________________________________к. б.
н. Ляшенко Л. О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Події, що стались на Чорнобильскій АЕС у
1986 р., продемонстрували світу суттєву загрозу для усіх живих
організмів низькодозового та низькоінтенсивного радіаційного впливу.
Разом з тим, і дотепер механізм біологічної дії “малих” доз іонізуючого
випромінювання на організм вивчено вкрай недостатньо [А. И. Нягу, 1994].
Не стало винятком і вивчення особливостей пострадіаційних ушкоджень
нервової системи. Перші прогностичні повідомлення відносно можливого
інтенсивного розвитку церебральних патологій в післяаварійний період
були зроблені в кінці 80-х років академіком А. П. Ромодановим. В
подальшому ці прогнози підтвердились. Зокрема, великим об’ємом
клініко-діагностичних даних [Ю. П. Зозуля, 1998], в період катастрофи і
майже до сьогодення, в районах, які постраждали внаслідок аварії,
зафіксовано істотне (понад 10%) підвищення частоти нервово-психічних
захворювань, які обумовлені проявом “психоневрологічного стресу”,
“психологічного дискомфорту”[А. К. Гуськова,1995], “психогенно
травмуючих факторів” [Ю. А. Александровский, 1991], “психічної
дезадаптації”, “хронічного психологічного стресу” [В. П. Антонов, А.А.
Пет- риченко, 1995], тобто усією симптоматикою, що формує поняття
“пострадіаційна енцефалопатія”. Це сприяло виділенню даної проблеми як
пріоритетної у вивченні медико-біологічних наслідків аварії на ЧАЕС
[О. Р. Вінницький, 1993]. Оскільки повідомлень про механізм біологічної
дії “малих” доз іонізуючого опромінення було вкрай недостатньо, а ті
дані, що висвітлювали ряд ключових аспектів, мали деякі протиріччя і
розбіжності, це обумовило актуальність та необхідність проведення
спеціальних досліджень. Вони мали не тільки сконцентрувати увагу вчених
на визначенні особливостей впливу низькодозового опромінення на
метаболічні та функціональні можливості ЦНС, тобто на стан біохімічних,
біофізичних, імунологічних та морфологічних змін, але й створити наукову
базу для розробки ефективних засобів профілактики та лікування
пострадіаційних зрушень у мозку, а відтак, і в усьому організмі
[П. П. Чаяло, 2001].

Доведено, що однією з систем організму, які першочергово реагують на дію
стрессорних чинників, та від яких істотно залежить подальший перебіг
адаптаційних реакцій організму є система збалансованого функціонування
про-антиоксидантного гомеостазу [Ю. А. Владимиров,
А.И.Арчаков,1972].Адже вільнорадикальний механізм пошкодження
плазматичних, мітохондріальних та ядерних мембран (розбалансування усіх
мембранозалежних біохімічних реакцій, ушкодження ядерного та
мітохондріального геному, ліпопротеїнів крові, що призводить до
пошкодження судин та гістогематичних бар’єрів, порушень механізмів
нервової та гуморальної регуляції організму) і відіграє вирішальну та
провідну роль у патогенезі майже усіх захворювань, обумовлених впливом
самих різних негативних чинників [В.А. Барабой, Д. А. Сутковой, 1997].
У головному мозку і ЦНС в цілому існують найбільш сприятливі умови для
розвитку вільнорадикальної патології , оскільки високий вміст ліпідів та
води, максимальне споживання кисню (до 20 %), наявність розвинутої
системи біологічних мембран роблять головний мозок особливо уразливим
для окисного пошкодження його церебральних структур. Ось чому прийшли
висновку, що тривале радіаційне навантаження низької інтенсивності на
ЦНС може викликати незворотні пошкодження окисно-антиоксидантної системи
гомеостазу, що лежать в основі певних порушень функціонування не тілки
нервової системи, а і різних систем і органів біооб”єкту.

У зв’язку з вищевикладеним є актуальним подальше вивчення механізмів
пострадіаційного ушкодження головного мозку та пошук патогенетично
обгрунтованих методів попередження, усунення або пом’якшення негативних
наслідків дестабілізації окисно-антиоксидантного гомеостазу в ЦНС.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема
дисертаційної роботи є частиною науково-дослідної роботи “Розробити
комплекс профілактичних, діагностичних та лікувальних заходів для осіб,
які зазнали впливу несприятливих факторів Чорнобильської катастрофи: на
основі впливу радіонуклідів на головний мозок” (1991—1992 рр).,
реєстраційний № 01.9.10036946; “Дослідження структурно-молекулярних та
функціональних змін головного мозку в ранні та віддалені строки
хронічного впливу малих доз радіації” (1993—1994 рр.), № 0194U001864;
“Дослідження наслідків тривалого внутрішнього радіаційного впливу на ЦНС
експериментальних тварин та їх нащадків і розробка методів корекції”
(1997—1998 рр), № 0197U013478; “Дослідження чутливості різних
морфофункціональних утворень головного мозку до тривалого впливу малих
доз іонізуючого випромінювання, механізми ушкодження і
адаптаційно-компенсаторних реакцій (експериментальні та клінічні
дослідження)” (1999—2001 рр.), № 0199U004118, які входили до Зведеного
плану НДР АМН України.

Мета дослідження: виявити особливості про-антиоксидантного статусу у
крові щурів та рівень окисного фосфорилування і електронномікроскопічні
морфологічні зміни у їх мозку при дії сублетальних доз іонізуючої
радіації. На основі отриманих даних обгрунтувати та впровадити в
медичну практику заходи корекції виявлених зрушень у структурі та
функції ЦНС з метою підвищення ефективності лікування нейрорадіаційної
патології та стійкості організму до дії радіаційних чинників.

Задачі дослідження:

Вивчити про-антиоксидантний статус крові і мозку, рівень окисного
фосфорилування і морфо-функціональних зрушень у тканині мозку щурів,
яких піддавали дії зовнішнього фракціонованного та внутрішнього
радіонуклідного опромінення у сублетальних дозах.

Вивчити про-антиоксидантний статус крові і мозку, рівень окисного
фосфорилування у тканині мозку щурів, яких піддавали дії низькодозового
загального та локального (голови) зовнішнього R-опромінення.

Встановити особливості змін про-антиоксидантного статусу крові і мозку
щурів за умов опромінення тварин з різною локомоторною активністю.

Дослідити стан ПОЛ, систему АО-захисту і окисно-фосфорилувальну
активність крові і мозку нащадків 1-го покоління, народжених від щурів,
яких піддавали впливу малих доз радіації до спаровування або в період
вагітності.

Дослідити вплив радіаційного фону на ПОЛ і антиоксидантну стійкість
крові і мозку експериментальних щурів, яких утримували в зоні
відчудження, що утворилась внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС.

Визначити вплив природних антиоксидантів – диметилсульфоксиду та
карнозину на про-антиоксидантний статус в крові і мозку щурів, які
зазнали зовнішнього та внутрішнього радіаційного впливу.

Обгрунтувати доцільність та встановити можливість немедикаментозного –
гіпокситерапевтичного впливу на змінену під дією низькодозового
радіаційного впливу перекисно-окисну та окисно-фосфорилувальну
активність мозку щурів.

Дослідити ефективність гіпокситерапії як фактору нормалізації
антиоксидантного захисту в комплексному лікуванні хворих на
пострадіаційну енцефалопатію.

Дослідити вплив харчових добавок з антиоксидантими властивостями
(екстракти гарбуза та еламіну) на про-АО-активність у крові і мозку, а
також на стан морфо-функціональних зрушень у мозку щурів, яких піддавали
низькодозовому радіонуклідному впливу.

На основі клініко-експериментальних даних впливу фармакологічної та
немедикаментозної гіпокситерапевтичної корекції окисно-відновних та
окисно-фосфорилувальних процесів в крові і мозку опромінених низькими
дозами іонізуючої радіації людей і тварин обгрунтувати доцільність
застосування антиоксидантів в комплексній терапії пострадіаційної
енцефалопатії.

Об’єкт дослідження — система окисно-антиоксидантного гомеостазу крові та
головного мозку щурів за умов впливу іонізуючої радіації.

Предмет дослідження — про-антиоксидантний гомеостаз крові та мозку
щурів, рівень окисного фосфорилування та морфофункціональний стан
головного мозку.

Методи дослідження — фізіологічні, біохімічні, радіонуклідні,
електронномікроскопічні, статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у тому, що вперше:

враховуючи експериментальні дані встановлено, що зміни
окисно-антиоксидантного статусу в крові опромінених щурів мають цілком
односпрямований характер з порушеннями встановленими у їх мозку,
причому, ці зміни мали високо-корелюючу залежність, що дозволило
припустити наявність провідної ролі порушень про-антиоксидантного
статусу в мозку хворих в патогенезі пострадіаційної енцефалопатії;

експериментально доведено, що іонізуюча радіація в малих і сублетальних
дозах інтенсифікує ВР-процеси та гальмує АО-активність у крові та мозку,
при цьому, вираженість та фазність змін залежить від параметрів
опромінення: дози, типу (зовнішнє, внутрішнє), режиму (одноразове,
фракціоноване, постійне);

встановлено, що вираженість реакції системи окисно-антиоксидантного
гомеостазу головного мозку на радіаційний вплив залежить від
типологічних особливостей нервової системи;

встановлено, що активація ВР-процесів та зниження АО-активності у мозку
та крові щурів, опромінених перед спаровуванням або у період вагітності,
спостерігається і у їх нащадків, причому ці зміни більш виражені у
тварин з підвищеною локомоторною активністю;

встановлено, що одним з провідних негативних проявів змін
окисно-антиоксидантного гомеостазу головного мозку є пригнічення
енергогенеруючого окисного фосфорилування в тканині мозку;

доведено, що малі, нелетальні дози радіаційного опромінення зумовлюють
істотні морфологічні зміни клітинних та субклітинних фракцій у тканині
мозку;

встановлено, що корекція пострадіаційних змін (фармакологічна,
гіпокситерапевтична, аліментарна) окисно-антиоксидантного гомеостазу
головного мозку сприяє зниженню інтенсивності ПОЛ та стимуляції
АО-активності, активації внутрішньоклітинної регенерації,
білоксинтетичних процесів та процесів окисного фосфорилування в тканині
мозку, нормалізації внутрішньомозкового кровообігу;

експериментально доведено, що активація ВР-переокиснення і зниження
АО-активності при дії іонізуючої радіації відіграють провідну роль в
променевому ураженні головного мозку;

на основі експериментальних досліджень впливу іонізуючої радіації на
окисно-антиоксидантний гомеостаз, на зміну процесів окисного
фосфорилування, на інтенсивність білоксинтетичних процесів у мозку та
його морфофункціональний стан, вперше доведено, що ці зміни лежать в
основі розвитку та становлення патогенезу пострадіаційної енцефалопатії.

Практичне значення одержаних результатів. Теоретичні положення, отримані
як наслідок результатів проведеної роботи, сприяють розширенню уявлень
щодо патогенетичних механізмів розвитку пострадіаційної енцефалопатії,
розкривають роль радіаційно-обумовлених змін окисно-антиоксидантного
гомеостазу у крові, а також у порушеннях білоксинтетичних процесів,
процесів окисного фосфорилування у тканині мозку та його
морфофункціонального стану. Результати досліджень в галузі змін
про-антиоксидантного статусу, обумовлених радіаційним впливом, можуть
бути введені в навчальний курс підготовки медичних фахівців.
Експериментально обгрунтована можливість корекції
окисно-антиоксидантного, окисно-фосфорилувального гомеостазу та
морфофункціональних змін мозку, обумовлених впливом іонізуючої
радіації, за допомогою застосування сполук антиоксидантного ряду ДМСО та
карнозину, а також еламіну та екстракту гарбуза або
гіпокситерапевтично-тренінгового впливу. На цій основі розроблено та
впроваджено у клінічну практику Інституту нейрохірургії АМН України ім.
акад. А.П.Ромоданова методику гіпоксітерапевтичної корекції
пострадіаційних змін окисно-антиоксидантного гомеостазу при лікуванні
хворих на пострадіаційну енцефалопатію, що підтверджено актом
впровадження.

Особистий внесок здобувача полягав у розробці теоретичних основ та
наукового підходу до вирішення питань, пов’язаних з темою дисертації,
організації та проведенні експериментальних клініко-біохімічних,
-біофізичних, морфологічних досліджень з урахуванням та аналізом
клінічних спостережень, у теоретичному та статистичному узагальненні
отриманих даних, а також у розробці методів корекції стану ПОЛ та
АО-системи за умов впливу іонізуючої радіації.

Біохімічні, біофізичні, гістологічні, морфометричні та
електронномікроскопічні дослідження, радіометрія, розрахунки
експозиційних та поглинутих доз радіаційного впливу проводилися на базі
відповідних лабораторій Інституту нейрохірургії ім. акад. А.П.
Ромоданова.

Апробація роботи. Матеріали дисертаційних досліджень обговорювались на
XII з’їзді фізіологів товариства ім.І.П.Павлова (м. Львів, 1986); VII
науково-практичній конференції лікарів Середньоазіатського військового
округу (м.Алма-Ата, 1988 р.); республіканській науковій конференції
„Немедикаментозные методы купирования хронических болевых синдромов”(м.
Київ, 1989 р.); Всесоюзній конференції „Радиобиологические последствия
аварии на Чернобыльской АЭС” (м. Мінськ, 1991 р.); Радіобіологічному
з’їзді (м.Пущино, 1993); Першому з’їзді нейрохірургів України (м. Київ,
1993 р); семінарі 21-26 вересня конференції „Чернобыльская
катастрофа”(м. Мінськ, 1995 р.); науково-практичній конференції НАН
України (м. Київ, 1996 р.); Міжнародній конференції та Приельбруських
Бесідах, присвячених А.З. Колчинській (1998 р.); Всеросійській
конференції “Проблемы противолучевой защиты” (Москва, 16 листопада 1998
р.); ІІ Українській науково-практичній конференції „Ускоренное старение
и пути его профилактики”(2001 р.); 4-й Міжнародній конференції “Гіпоксія
в медицині” (26-28 вересня 2001 р., Женева, Швейцарія);
науково-практичній конференції нейрохірургів України (Житомир, 17—19
вер. 2002 р.); Міжнародній конференції „Астро-Эко”,Терскол (12—16 серпня
2002 р.); VII з’їзді Українського біохімічного товариства (2002 р.); ІІІ
Міжнародному симпозиумі “Механизм действия сверхмалых доз” (Москва, 3-6
грудня 2002 р.); ІІІ з’їзді нейрохірургів України, Алушта, Крим, 23—25
вересня 2003 р.); XI Міжнародній конференції “Экология человека в
постчернобыльский период” (м. Мінськ, 2004 р.).

Публікації. За результатами дисертаційної роботи видано 80 наукових
робіт, у тому числі три монографії загальним обсягом 53,3 друкованих
аркушів, 21 стаття у фахових наукових виданнях; 56 публікацій у
збірниках та в матеріалах міжнародних і вітчизняних наукових з’їздів,
конгресів, симпозиумів, конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Робота викладена на 311 сторінках
друкованого тексту; складається з вступу, 5 розділів, висновків і
додатку. В роботі використано 390 літературних джерел, з них 283
вітчизняних та 107 іноземних авторів. Матеріали досліджень ілюстровані
65 рисунками і 87 таблицями.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи дослідження. Клініко-біохімічні дослідження
проводили, використовуючи кров хворих на пострадіаційну енцефалопатію –
ліквідаторів наслідків аварії на Чорнобильській АЕС у1986-1987 р.р., які
після цього продовжували працювати або жити в зоні жорсткого
радіаційного контролю. Хворі отримали як зовнішнє, так і тривале
внутрішнє (комбіноване) опромінення. Дослідження проводили впродовж
1991—1995 років. Обстежено 167 осіб віком 30—52 роки, які отримали дозу
радіаційного опромінення (згідно наведеної, несвоєчасної документації)
0,25—0,8 Гр. У хворих в обстежуваній групі відхилень психоемоційного
стану до аварії не відмічалось; в період до 1986 р. всі пацієнти були
практично здорові. В якості контроля використовували кров груп умовно
здорових людей (донори) — 47 осіб віком 20-45 років. Лабораторні
біохімічні дослідження проводили з ранку, натще, у стані спокою, до
застосування медикаментозних засобів. В біохімічних та біофізичних
дослідженнях використовували гепаринізовану венозну кров. Дослідження
стану ПОЛ проводили до лікування та в кінці реабілітаційного курсу.

Експериментальні спостереження проведено на 1150 безпородних білих щурах
вагою 180 – 200 гр — самцях та самицях, а також на 25 кролях породи
шиншила.

Загальне рентгенівське опромінення тварин здійснювали на рентгенівському
апараті РУМ-17 за таких умов: напруга —180 кВ, сила струму —10 мА,
відстань —40 см, фільтри —0,5 мм Сu++ 1,0 мм Al, потужність
експозиційної дози — 2,08?10-4 Кл/кг?с. При локальному опроміненні
голови або тулуба решту поверхні тіла захищали свинцевим екраном. Ефект
внутрішнього радіаційного опромінення досягали додаванням до раціону
харчування щурів радіонукліду цезію (137Cs) щоденно у дозі 600 Бк.
Радіонуклід згодовували щурам на початку годування, натще, разом з
невеликою порцією корму, яка повністю з”їдалась твариною. Утримання
щурів в зоні радіаційного забруднення проводили у м. Чорнобилі.

Розрахунки поглинутих доз рентгенівського опромінення проводили за
методикою М.Ш.Вайнберга [1984]; внутрішнього — за методиками
В. В. Борисової [1988] та B. Amiro [1992].

В дисертаційній роботі наведено результати експериментальних досліджень,
отриманих при використані 42 груп тварин, підібраних з урахуванням
гомогенності за віком та статтю. На першому етапі досліджень
використовували наступні групи тварин:

1– 4 група щурів піддавалась разовому R-опроміненню у дозі 13
мКл/кг; 26 мКл/кг; 52 мКл/кг; 103 мКл/кг. Дослідження проводили через 5
та 15 хвилин, 24 год., 3, 7, 14 і 30 діб, 6 та 9 місяців після
іонізуючого опромінення тварин;

5 групу формували з щурів першого покоління, отриманих від тварин, яких
піддавали загальному разовому R-опроміненню у дозі 52 мКл/кг перед
спаровуванням;

6, 7 групи щурів піддавались фракціонованому загальному R-опроміненню
щоденно в продовж 30 та 45 діб дозою 0,194 мКл/кг, сумарна доза
відповідно = 5,8 мКл/кг та 8,7 мКл/кг;

8, 9 групи щурів піддавали локальному разовому R-опроміненню голови
або тулуба у дозі 52 мКл/кг;

10 – 13 групи піддавали внутрішньому радіаційному впливу радіонуклідами
137Cs протягом 1-го, 3-х, 6-и та 9-и місяців. З метою диференціації
ефекту радіаційного впливу від хімічного впливу солі цезію була
проведена додаткова серія досліджень, де активність ВРП визначали у
тканинах щурів, які отримували лише стабільний ізотоп цезію;

14, 15 групи формували з щурів, поділених за типами нервової системи,
зокрема з високою (ВЛА) та низькою (НЛА) локомоторною активністю.
Дослідних тварин піддавали внутрішньому опроміненню радіонуклідами 137Сs
протягом 3 міс.;

16 групу формували з тварин першого покоління, народжених від щурів,
яких перед спаровуванням піддавали щоденному внутрішньому опроміненню
радіонуклідами 137Cs на протязі 3 міс.;

17 групу формували з тварин першого покоління, народжених від щурів,
яких перед спаровуванням піддавали внутрішньому опроміненню
радіонуклідами 137Cs на протязі 6 (самиці) та 9 (самці) міс.;

18 групу щурів формували з тварин першого покоління, отриманих від
самиць, опромінених радіонуклідами 137Cs під час вагітності;

19, 20 групу щурі формували з тварин першого покоління, отриманих від
самиць, опромінених радіонуклідами 137Cs у продовж 3 міс. перед
спаровуванням, та які було поділено за типами нервової системи з ВЛА і
НЛА;

21 групу формували з тварин другого покоління, отриманих від щурів,
опромінених радіонуклідами 137Cs у продовж 3 міс. перед спаровуванням;

22 – 24 групи тварин, які зазнали внутрішнього опромінення
комплексом радіонуклідів 137Cs + 85Sr у дозі 600 Бк та 1200 Бк на добу
(відповідно) у продовж 30, 56 та 90 діб;

25 – 27 групи щурів утримували у зоні Чорнобильської АЕС на протязі 3,
12 та 24 міс., тобто в умовах максимально наближених до реальних
післяаварійних радіаційних обставин на ЧАЕС. При цьому розрахункові
поглинуті дози опромінення становили відповідно 4; 34 та 66 мГр.

Другий етап роботи було спрямовано на вивчення шляхів та можливостей
фармакологічної, харчової (аліментарної) та немедикаментозної (НПГ)
антиоксидантної корекції післярадіаційних порушень перекисно-окисних ,
енергогенеруючих процесів та морфофункціонального стану головного мозку.
Дослідження впливу фармакологічних, з антиоксидантними властивостями
корегуючих факторів – диметилсульфоксиду (ДМСО) і карнозину було
проведено через 7, 14 та 36 діб після зовнішнього рентгенівського або
внутрішнього радіонуклідного 137Cs опромінення щурів.

на 28—30 групах тварин вивчали вплив разового зовнішнього R-опромінення
у дозі 52 мКл/кг та антиоксидантні властивості ДМСО (50 мг/кг *),
карнозину (10 мг/кг *) або комбіновану дію обох цих препаратів * у
відповідних дозах;

31, 32 групи щурів складали тварини, піддані внутрішньому опроміненню
137Cs з активністю 600 Бк на добу, які отримували ДМСО (10 мг/кг**) або
карнозин (5 мг/кг**) у продовж 30 діб;

33 групу складали щури, піддані внутрішньому опроміненню 137Cs з
активністю 600 Бк на добу і впливу комбінованої дії ДМСО (10 мг/кг**)
та карнозину (5 мг/кг**);

Антистресова (адаптогенна) активність ДМСО [Н. В. Гуляева, 1992]
обгрунтовує використання цього препарату поряд з токоферолом та іншими
АО як ад’юванта в терапії різних нейрохірургічних захворювань, які
супроводжуються порушенням психоемоціонального статусу хворих. Цікавою
особливістю цього препарату є те, що окисно-відновні реакції за участю
ДМСО можуть проходити не тільки в умовах in vitro, але й in vivo,
оскільки він синтезується в біологічних системах в реакціях дегідратації
сірковмістних амінокислот, тобто, ця сполука є природньою. Застосування
карнозину з метою антиоксидантної корекції ПОЛ мозку в післярадіаційному
періоді також диктувалося тією обставиною, що це природня сполука [А.А.
Болдырев, 1991; Н. В. Гуляева, 1992]. Карнозин, як і ДМСО, в разі
біологічної дії не порушує мембранного бішару клітин, навіть при
використанні його у високих концентраціях. Ця його дія відрізняється від
дії ?-токоферолу щонайменше у двох відношеннях: з одного боку,
карнозин не тільки гальмує вільнорадикальні процеси, але й активно
нейтралізує вже утворені продукти ПОЛ (чого ?-токоферол робити
невзмозі); з іншого боку, стабілізуючи гідрофобний шар клітинної
мембрани, він захищає її від негативного впливу перекисного окислення.

На 34–36 групах тварин проведено дослідження антиоксидантного впливу
адаптації до гіпоксії середньогір’я на активність вільнорадикальних і
окисно-фосфорилуючих процесів при дії імобілізаційного стресу (34
група), довготривалої гіпербаричної оксигенації – утримування тварин
протягом 3 год під тиском 81,04 кПа (35 група) та загального
рентгенівського опромінення у дозі 77 мКл/кг (36 група);

37, 38 групу тварин формували з кролів та щурів, підданих декомпресії
при тиску 38,2 кПа в продовж 4 діб по 6 год. на добу;

39 група складалась з щурів, підданих зовнішньому R-опроміненню у дозі
0,194 мКл/кг та які у продовж 45 діб проходили реабілітаційний курс НПГ
(1 год щоденно впродовж 25 діб, починаючи з 15-ї доби після
опромінення);

40 групу щурів піддавали внутрішньому радіонуклідному опроміненню
137Cs з активністю 600 Бк щодобово у продовж 30 діб та які проходили
реабілітаційний курс НПГ (1 год щоденно впродовж 25 діб, починаючи з
15-ї доби після опромінення);

41, 42 групу щурів піддавали внутрішньому опроміненню 137Cs з активністю
600 Бк на добу у продовж 30 діб та які щоденно отримували з їжею
екстракт еламіну у концентрації 1,28 г / кг (41 група) або екстракту
гарбуза у концентрації 1,28 г / кг (42 група).

Примітки: * – введення препаратів на 4, 6 и 7 добу після R-опромінення;
** – щоденне введення препаратів починаючи з 15-ї доби від початку
внутрішнього опромінення 137Cs.

При застусуванні еламіну та екстракту гарбуза враховували, що ці
харчові добавки з високими антиоксидантними властивостями крім
мінеральних компонентів та біологічно активних вуглеводів містять значну
кількість аскорбінової кіслоти, тіміну, рибофлавіну, азотних ї
пектинових речовин, жиророзчинних вітамінів, а саме — токоферолів і
каротиноїдів.

В дисертації наведено також результати, які характеризують
адаптаційний вплив гіпоксії середньогір’я (78,7 кПа) на антиоксидантний
статус людини. При проведені біохімічних спостережень використовували
кров добровольців, які в до- та в післяадаптаційний до гіпоксії період
піддавались фізичним навантаженням, різним температурним (від -15?С до
-50?С, а також від 0?С до +100?С) та гострим гіпоксичним впливам
(“підйом” у барокамері до 38,2 кПа).

В роботі приведено дані спостережень антиоксидант-нормалізуючої дії НПГ
(дихання пацієнтів протягом 5 хв. гіпоксічною газовою сумішшю, яка
містила 12 % кисню, а потім 5 хв. – з нормальним вмістом кисню 21%;
тривалість сеансу 1 год) при лікуванні хворих на пострадіаційну
енцефалопатію (32 особи). Порівнювали вплив загального курсу лікування,
або 12 сеансів НПГ на показники про-антиоксидантного статусу в крові
хворих; також вивчали антиоксидантну дію НПГ без застосування
традиційних методів лікування. У контролі використовували кров донорів —
17 осіб.

При оцінці критеріїв активності вільнорадикальних реакцій переокиснення
та антиоксидантної стійкості організму проводили визначення:

ліпідних гідропероксидів— початкових продуктів ПОЛ [Л. А. Романова,
И. Д. Стальная, 1977];

рівня малонового діальдегіду (МДА за ТБК-активними речовинами) — одного
з ключових продуктів ПОЛ [И. Д. Стальная, Т. Г. Гаришвили, 1977];

перекисної резистентності еритроцитів (ПРЕ – % гемолізованих
еритроцитів) [А. А. Покровский, А. А.
Абраров, 1972], основополагаючі принципи цієї методики було також
використано при визначенні рівня вмісту ендогених перекисів (ЕП) тканини
мозку;

шиффових основ — кінцевих продуктів ПОЛ [C. S. Chio, A. H. Tappel,
1969];

активності ключових ферментів антиоксидантного захисту —
супероксиддисмутази (СОД) [Б. Н. Матюшин, А. С. Логинов, В. Д. Ткачев,
1991] та каталази [М. А. Королюк, Л.И Иванова, И.Г. Майорова, 1988];

спонтанної хемілюмінесценції (СХЛ), яка характеризує співвідношення
про- та антиоксидантних складових перекисно-окисних процесів [Я. И.
Серкиз, Е. Е. Чеботарев, В. А. Барабой, 1984] та індукованої
хемілюмінесценції (ІХЛ) [А. К. Закарян, Ю. В. Бабок, 1974];

триболюмінесцентного світіння [В. Э. Орел, В. А. Барабой, 1983];

рівня ?-токоферолу [И. В. Кузьменко, Н. И. Куница, Г. В. Петрова, 1983];

параметрів глютатіонової захисної системи, насамперед вмісту
відновленого глютатіону, активності глютатіонредуктази та
глютатіонпероксидази [Г. О. Кругликова, Ц. М. Штутман, 1976];

Енергогенеруючу функцію органів та тканин досліджували, застосовуючи
полярографічний метод визначення інтенсивності окисного фосфорилування
за інтенсивністю споживання кисню гомогенатом або мітохондріями мозку
[Е. Н. Виноградова и др., 1963].

Визначення типу нервової системи тварин проводили за методикою
відкритого поля [Я. Буреш и соавт., 1991], відбираючи щурів з високою
(ВЛА) та низькою (НЛА) локомоторною активністю.

Морфометричні та електронномікроскопічні дослідження головного мозку
проводили, як описано [А. Т. Носов, 1985].

При статистичному опрацюванні результатів досліджень використовували
критерій Ст’юдента-Фішера, як описано [О. П. Минцер и др., 1991].

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Прооксидантно-антиоксидантний статус у крові ліквідаторів аварії на
ЧАЕС. Метою досліджень на першому етапі було визначення активності ВРП
та ФАОС у крові людей хворих (відповідно діагнозу медичного закладу) на
пострадіаційну енцефалопатію, обумовлену радіоактивним опроміненням, що
сталося наслідком аварії на ЧАЕС. Наведені на рис.1 дані вмісту
ТБК-активних продуктів, перекисної резистентності еритроцитів, а на
рис.2 показники інтенсивності спонтанної хемілюмінесценції у крові
хворих на пострадіаційну енцефалопатію свідчать про виразне активування
перекисно окисних процесів у їх організмі.

Рис. 1. Рівень ТБК-активних продуктів та перекисної резистентності
еритроцитів у крові хворих на пострадіаційну енцефалопатію, % від норми
(дослідження 1992—1995 р.р.)

Рис. 2. Активність спонтанної хемілюмінесценції в крові хворих на
пострадіаційну енцефалопатію, % від норми (дослідження 1992—1995 р.р.)

Резюмуючи дані, викладені рис. 1 і 2, дійшли висновку, що радіаційний
вплив у (відносно) невисоких дозах обумовив розвиток виразного,
довготривалого підвищення активності ВРП та зниження активності ФАОС в
організмі ліквідаторів аварії на ЧАЕС, що в подальшому, безперечно,
сприяло формуванню та розвитку симптомів пострадіаційної енцефалопатії,
відповідно, за механізмом ПОЛ-індукованого радіотоксикозу. Характерно,
аналогічна спрямованість змін відмічена нами і при біохімічних
дослідженнях активності ВРП в крові опромінених щурів.
Прооксидантно-антиоксидантний гомеостаз, окисно-фосфорилувальна функція
та морфо-функціональний стан ЦНС при зовнішньому та внутрішньому
радіаційному опроміненні щурів. Аналізуючи результати досліджень, які
наведено на рис.3 слід відмітити, що одноразове загальне R-опромінення
щурів у дозах 13 або 52 мКл/кг обумовило суттєве підвищення у крові
вмісту малонового діальдегіду (за ТБК- продуктами). У крові опромінених
тварин спостерігалось також значне пригнічення перекисної резистентності
еритроцитів (рис. 4); причому, за дози опрмінення 13 мКл/кг відмічено
більш виразні зміни, а ніж за опромінення 52 мКл/кг. Наведене констатує
відсутність дозозалежного ефекту.

Рис. 3. Динаміка змін вмісту ТБК-активних продуктів у плазмі крові щурів
після одноразового загального рентгенівського опромінення, % відносно
контролю.

Рис 4. Динаміка змін перекисної резистентності еритроцитів крові щурів
після одноразового загального рентгенівського опромінення ( відсоток
зруйнованих еритроцитів).

Вивчення змін активності ВРП у крові опромінених щурів проводили
паралельно з дослідженням стану перекисно-окисних процесів у їх мозку
(рис. 5, 6).

Рис 5. Динаміка змін рівня ТБК-активних продуктів в тканині мозку щурів
після загального рентгенівського опромінення, % відносно контролю.

Рис. 6. Динаміка змін рівня ендогенних перекисів у мозку щурів після
загального рентгенівського опромінення (у % гемолізованих еритроцитів),
% відносно контролю.

Характер наведених на рис. 5 даних свідчить, що загальне разове
R-опромінення у різних дозах викликає досить схожі зміни вмісту
ТБК-активних продуктів. Спостерігається максимально високий підьом
малонового діальдегіду в перші години та сутки і, дещо меньший, але
вірогідно підвищений у віддалений період спостережень. Слід відзначити,
що у цьому випадку зафіксовано ідентичний, суттєво-підвищений вміст
ендогених перекисів у перші години та сутки досліджень, який дещо
видозмінювався через 6,5 міс. за дози 52 мКл/кг, але через 9 міс. він
був вірогідно забагато вищим від рівня контрольних величин. Аналогічний
характер відслідковувся при вивченні стану змін рівня ендогених
перекисів мозку (рис.6). Отримані дані також свідчать, що дія
іонізуючого опромінення пов’язана не тільки з безпосередньою активацією
ВРП, але й зі значним пригніченням системи АО-захисту мозку, що
характеризує його високу чутливість до впливів іонізуючої радіації у
“малих” дозах. З наведеного видно, що мозок реагує на опромінення
виразніше ніж кров. Це особливо добре демонструють отримані достовірні
показники ІХЛ (контроль: кровь -1842±143, мозг – 422±36 імп/сек) після
рентгенівського опромінення у дозі 13 мКл/кг (кровь – 2072±99, мозг —
529±50 імп/сек) що відповідає 113% та 125% відносно контролю.
Характерно, із збільшенням дози до 52 мКл/кг особливості дії опромінення
на ВРП інтенсивніше проявлялись в крові (показник ІХЛ відносно контролю
становив 135 % для крові та 129% для мозку).

При вивченні ПОЛ та енергогенеруючих процесів в мозку щурів за умов
впливу зовнішного фракціонованого рентгенівського (табл. 1, 2) та
внутрішнього радіонуклідного опромінення (рис.7, 8, табл. 3)
встановлено, що за цих умов відбувається активація ВРП та пригнічення
системи АО-захисту. Зокрема, спостерігали істотне підвищення
ТБК-активних продуктів, ендогенних перекисів у мозку та кількості
гемолізованих еритроцитів при визначенні ПРЕ у крові.

Таблиця 1

Активність перекисного окиснення ліпідів в крові та мозку щурів після
зовнішнього фракціонованого рентгенівського опромінення (0,194 мКл/кг на
фракцію протягом 30 діб; сумарна доза 5,8 мКл/кг); М±m; n = 16

Група ТБК-активні продукти в плазмі крові, мкмоль/мл Перекисна ре-
зистентність еритроцитів,

% гемоліз. еритроцитів ТБК-активні продукти в мозку,

мкмоль /г тканини Ендогенні перекиси у

мозку, % зруйнов. клітин Рівень шиффових основ у тканині мозку, відн.од.
флюоресценції

Контроль 1,33±0,01 6,76±0,16 3,37±0,09 7,68±0,49 43,0±7,0

Дослід 1,56±0,05* 10,82±0,79* 3,69±0,07* 13,40±1,88* 26,60±1,3*

% 117,3 160 109,5 174,5 62

Примітка: * — різниця з контролем достовірна; Р O ue …oac ?$?O Oe O ue @ AE) ?? N P ` OJPJQJ h6I1/2 @ @ @ $ @ @ @ @ @ OJPJQJ CJ Y @ j @ / @ / @ ` @ ?? ?F???? @ e @ @ @ @ o O @ j R J @ ?чних досліджень гамма-активності тканини. Результати радіометрії мозку та інтенсивності про- антиоксидантної активності крові та мозку тварин при дії комплексу радіонуклідів 137Cs та 85Sr наведено в дисертації. Дані свідчать про виразну аналогічну дію внутрішнього опромінення лише одним 137Cs з щодобовою активністю 600 Бк. Дуже схожі результати отримані нами при утриманні щурів в умовах Чорнобильської зони (1990 р.) (рис. 12). Цей цикл досліджень виконано на тваринах, які безперервно перебували в м. Чорнобилі впродовж 3, 12 і 24 місяців, тобто в умовах, максимально наближених до реальних радіаційних обставин. При цьому розрахункові поглинуті дози опромінення становили відповідно 4, 34 та 66 мГр. Рис. 12. Активність ПОЛ в крові та мозку щурів, яких утримували в умовах Чорнобиля; % відносно контролю Після 3-місячної експозиції спостерігалося збільшення концентрації ТБК-активних продуктів у крові на 142 %. Після 12 місяців утримання тварин в цих умовах також спостерігалося збільшення ТБК-активних продуктів, але в дещо меншому ступені — на 49%. Після 24-місячної експозиції активність ПОЛ за цим показником збільшилась у 8 разів (див. рис. 12), що можливо обумовлено виснаженням ендогенних АО-механізмів. У мозку тварин тримісячне утримування в зоні Чорнобиля істотних змін не виявило, але після 12 і 24 місяців експозиції відмічено достовірне підвищення активності ВРП (за ТБК-активними продуктами). Отримані дані можна розглядати як підтвердження припущення про високу чутливість про-антиоксидантної системи мозку до дії радіаційного чинника. Резюмуючи отримані дані, стверджуємо, що тривале перебування тварин у радіаційно шкідливих умовах є фактором, який обумовлює закономірну активацію ПОЛ в крові тварин з максимумом через 3 і 24 місяці. Деяка нормалізація показників ПОЛ, що спостерігається у 12-місячний термін, вочевидь відбувається за рахунок мобілізації систем АО-захисту організму. Така тимчасова нормалізація не відмічається у мозку, що і є особливістю його реакції на дію радіаційного чинника. Враховуючи наведене, слід відмітити: Зі збільшенням тривалості дії радіаційного чинника відповідно зростає час розгортання коливальної реакції-відповіді, навіть якщо сумарна доза радіації зменшується. Найбільш тривалою виявилася реакція на безперервне внутрішнє опромінення радіонуклідом 137Cs або його комбінацією з 85Sr. Наслідки тривалого внутрішнього опромінення виявилися більш значними, ніж одноразового зовнішнього радіаційного впливу, хоч сумарна доза внутрішнього опромінення була істотно меншою. Отже, сам фактор тривалості дії радіації, а відтак безперервної індукції вільних радикалів та пероксидів відіграє, безперечно, головну роль. Одним з наслідків тривалого внутрішнього опромінення тварин є, скоріше за все, передача нащадкам певної генної інформації відносно розрегульованості окисно-антиоксидантної рівноваги, що і веде до підвищення у них інтенсивності ПОЛ. Поряд з дозою та тривалістю дії радіаційного чинника, значну роль у реакції-відповіді відіграють також типологічні особливості реактивності організму (яку тестували за локомоторною активністю щурів). Корекція пострадіаційних змін окисно-антиоксидантного гомеостазу головного мозку. Важливою причиною відносної недостатності ФАОС є стрес, у даному випадку обумовлений іонізуючою радіацією. Взагалі засоби корекції ФАОС повинні мати високу антиоксидантну активність та стабілізуючу дію на мембранні комплекси клітин; повинні вільно проникати через ГЕБ, а також мати антисептичні та протинабрякові властивості. Керуючись цим, для корекції змін ПОЛ в пострадіаційному періоді, нами було застосовано три досить різні методичні підходи з метою розширення арсеналу застосовуваних протекторів: 1) антиоксидантна корекція введенням диметилсульфоксиду, карнозину або їх комбінації; 2) фізіотерапевтичний — застосовуючи нормобаричну переривчасту гіпоксію та 3) аліментарний — введення до раціону харчування продуктів природнього походження – екстракту гарбуза та морської капусти (еламіну). І. Першу серію, присвячену обгрунтуванню застосування засобів антиоксидантного захисту було присвячено вивченню дії сполук з антиоксидантними властивостями - ДМСО та карнозину. З наведених у таблицях 11 і 12 даних видно, що рентгенівське опромінення обумовило активацію ПОЛ через 7 та 14 діб як у крові, так і у мозку тварин. Про це свідчить підвищення рівня ТБК-активних продуктів, гідро- та ендогенних перекисів, а також інтенсивності ІХЛ. При цьому спостерігали досить помітне зниження антиоксидантної активності. Введення ДМСО зумовило помітне зменшення пострадіаційних порушень ПОЛ. Радіопротекторна дія карнозину була ще більш вираженою. Аналіз цих даних безперечно свідчить, що цей препарат має унікальну властивість нормалізувати зміни активності ВРП, обумовлені впливом радіаційного фактору. Таблиця 11 Показники активності перекисного окиснення ліпідів та антиоксидантного захисту в крові та мозку щурів через 7 діб після рентгенівського опромінення дозою 52 мКл/кг і введення ДМСО (50 мг/кг) та карнозину (10 мг/кг); M? m; n = 30 Показники Контроль Опромінення ДМСО Карнозин ДМСО + карнозин Кров ТБК, мкмоль/мл плазми 1,03?0,08 2,06?0,08* 1,34?0,14* ** 1,17?0,16 ** 1,09?0,10 ** % 200 130 114 106 ПРЕ, % гемолізов. еритроцитів 20,78?3,76 59,77?1,55* 33,55?3,7* ** 31,58?4,80** 25,08?5,90** % 288 161 152 121 ІХЛ, імп/с 1095?93 1780?37,5* 1441?180** 1410?176** 1200?164** % 163 132 129 110 Гідроперекиси, відн.од. 0,0997?0,015 0,131?0,005* 0,126?0,006* 0,123?0,002* 0,121?0,006* % 131 126 123 124 СОД, ум.од./мг білка 8,43?1,0 4,72?0,11* 8,26?0,97** 8,49?0,58** 8,29?1,09** % 56 98 100 98 Каталаза мкат/л. 10,78?0,71 6,04?0,35* 6,65?0,75* 7,43?0,60* 7,50?0,29* ** % 56 62 69 70 Мозок ТБК, мкмоль/г тканини 2,39?0,53 6,58?0,28* 5,76?0,32* 5,15?0,32* ** 4,76?0,49* ** % 275 241 215 199 Ендогенні перекиси, % зруйн. клітин 5,80?0,31 9,93?0,99* 9,01?0,59* 6,89?0,19* ** 6,78?0,70** % 172 155 119 117 ІХЛ, імп/с 162?15 350?17* 291?24* 286?31* 258?31,5* ** % 216 180 176,5 159 СОД, ум.од./мг білка 9,36?0,76 5,08?0,60* 6,05?0,49* 8,89?1,2** 6,62?0,99* % 54 65 95 71 Каталаза, ммоль/хв на мг білка 8,10?0,80 11,44?0,17* 8,96?0,94** 11,02?0,56* 9,69?0,55** % 141 110 136 120 Примітки. У табл. 11—14: *—результат статистично достовірно відрізняється від контрольных величин; **—результат статистично достовірно відрізняється від показників при опроміненні; Р

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020