Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Закономерности изменений компонентов соединительной ткани в процессе формирования лучевого пневмосклероза и возможности модификации его развития

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Закономерности изменений компонентов соединительной ткани в процессе формирования лучевого пневмосклероза и возможности модификации его развития"

С А 1 С 7;

-О

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РФ

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РЕНТГЕНО-РАДИОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ДУБРОВСКАЯ Виолетта Федоровна

УДК: 577.391+616.24—004:610—018.2/— 001.28

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИИ КОМПОНЕНТОВ

СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ В ПРОЦЕССЕ ФОРМИРОВАНИЯ ЛУЧЕВОГО ПНЕВМОСКЛЕРОЗА И ВОЗМОЖНОСТИ МОДИФИКАЦИИ ЕГО РАЗВИТИЯ

Специальность: 03.00.01 — Радиобиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

г. САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

1992

Работа выполнена в Центральном научно-исследовательском рентг но-радиологическом институте Министерства здравоохранения РФ.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук В. М. Михел сон; доктор медицинских наук Т. Д. Пожарисская; доктор медицин«« наук А. С. Ягунов.

Ведущая организация — Научно-исследовательский институт мед: цинской радиологии РАМН.

Защита диссертации состоится « » 1992

в часов на заседании Специализированного совета Д 074.23.01 щ

Центральном научно-исследовательском рентгено-радиологическом инст туте Минздрава РФ (189646, г. Санкт-Петербург, п. Песочнын-2, ул. Л нинградская, д. 70/4).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « » 1992 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, доктор медицинских наук

Л. И. Корытов

J Г~вТ:.К, î

— J з.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Разработка наиболее эффективных комп-шксов химиотерапии и схем лучевого лечения онкологических заболе-заний способствовала увеличению продолжительности жизни пациентов. Зместе с тем, возросла вероятность развития отдаленных последствий эадиап^онного воздействия, наиболее частым проявлением которых является склеротический процесс (Гершанович М.А., 1974; Байсоголов ".Д. и др., 1983; Канаев C.B. и др., 1986; Baylac-Domengetray P. et al , 1988). Его формирование усугубляет состояние онкологических больных, приводя (в зависимости от локализации) к возникновении косметических дефектов, выраженному болевому синдрому, нарушениям функциональной деятельности органов, что в особо тяжелых случаях может иметь летальный исход (Бардмчев М.С., Шиукашвили Н.Н.,1974; Вардычев М.С., Цыб А.Ф., Т985; Alexandrov S.N. , 1982).

В связи с гэтим особую актуальность приобретают как вопросы снижения тяжести первичных лучевых повреждений нормальных тканей, так и проблема поиска фармакологических препаратов, ослабляющих ьнраженность родиоиндуггированных склерозов.

С позиций современных представлений, ключевым моментом в патогенезе лучевых склерозов является гибель структурно-функциональных элементов в результате прямого действия ионизирующего излучения и/или вследствие развития патологической внутритканевой ситуаиди, инициированной повреждением кровеносных сосудов, главным образом, нарушением микрон^ркуляции ( Znw М.Р. , 1985; Micha-lowaki А. , I9b6; v/ard W.F.et al. , 1989).

При этом процесс разрастания фиброзной ткани рассматривают как отсрочен!!!.!!! но премгми и направленный, в основном, на замещение дефицита паренхимн и поддержание структурной целостности ор-ГРНОП и ткпне* ( ЛорепчИ J.V/. ,19в';; AlexarHrov S.II. ,1982).

Между тем, и последние годи интенсивно накапливались данные, свидетельствующие о Iозникноиении ради о им ду циро ь ы ш их изменений а функциональных характеристиках ряда компонентов соединительной ткани (СТ) до появления признаков клеточной депопуляции (Иа1к-11п С.Ы. а1;.а1.. ,198?; Рап1моп И.О. е(;.е1. ,1988). Эти факты, а также широкий спектр функций, выполняемых СТ (защитная, трофическая, репарптипная, структурообразовательная и др.), предполагают ее активное участие в становлении всего комплекса патологических сдвигов в облученных тканях. Недостаточность фактического материала о характере и динамике развития лучевых альтераций в компонентах СТ обосновывает целесообразность исследований данного направления.

Согласно результатам клинических наблюдений, одним из наиболее частых и тяжелых последствий радиотерапии злокачественных новообразований внутригрудаой локализации является легочная патология (Байсоголов Г.Д. и др., 1983; Канаеп С.Б. и др., 1986). Поэтому наиболее актуальным представлялось избрать ткань легкого в качестве экспериментальной модели для изучения характера и динамики структурных преобразований СТ в процессе развития лучевого склероза,

• Учитывая настоятельную потребнрсть клинической практики, изучение патогенеза радиогенного пневмосклероза целесообразно проводить параллельно с поиском способов предотвращения, и коррекции его развития. Помимо решения практических задач, такой путь позволил бы уточнить ряд вопросов патогенеза склероза,- использовав тот или иной фармакологический препарат как своеобразный "инструмент"..,воздействия на определенные звенья формирования процесса.

ч. 4

Уменьшение тяжести повреждения нормальных тканей в момент действия ионизирусщих излучений - одно из важнейших направлений ъ решении проблемы снижения частоты возникновения и выраженности

лучепых склерозоп. Использование большинства известных способов защиты и химических протектороп не припало к желпеммм результатам вследствие малой эффективности либо высокой токсичности препаратов (Нургалиев К., 1972; Polnwr F.E. ot. nl., 1905).

Емгств с тем, и ряде экспериментальных и клиннко-физиологи-ческих исследований был продемонстрирован рядиозвщитный эффект применения общей газовой гипоксии по ргашим лучетм реакциям в сочетании с хорошей переносимость!} гипоксических смесей и отсутствием значимого протектигного действия на клетки злокачественных опухолей (Стрелкой Р.Б. и др., 1977; Прмонснко С.П., 1977; Ярмсненко С.П. к др., I9Ö0; Вайнсон A.A., 1901; Чижоп А.П., 1903). Эти дал-hnb послужили основанием для изучения возможности использования гпзоьнх гипоксических смссе.1 с цельп снижения интенсивности раэ-растплня фиброзной ткани п о 1лрением легком.

Вторым патеПпшм направлением в решении задачи ослабления тяжести лучевого пнепиосклероза является фчрмпкокоррекция развивап-щегася или сформированного процесса. Комплбкси лекарственных препа-рптоп, предложенные, как правило, на основе эмпирического подхода к их подберу и используемые в клинической практике для профилакти-<и и терапии лучевых склерозов ряда локализаций (Амосов И.С. и др. [9GI; Бардычеп .4.С., Цыб А.«., 19аг); Бардычео Н.С. и др., 1967; AluxunaroT З.Н. , 19(32), не снимппт остроты данной .проблемы. Ос-юокал причина неудач экспериментальных разработок в области ле-¡арственной терапии склерозов замечается в отсутствии четких предъявлений о сущности процессов, лежащих а основе прогрессирующего швития лучевых повреждений, приводящих к разрастание фиброзной кани. В связи с этим, одним из наиболее оптимальных путей в вьгяс» ении вопроса о возможных направлениях коррекции лучевого пневмо* клероза служит использование веществ,модифицирующих определенные пенья метаболических процессов. Применение каждого, из этих препа-

б.

ратов .в разных фазах развития легочной патологии позволило бы, во-первых, уточнить значимость тех или иных структурно-функциональных повреждений ткани в формировании радиоиндуцированного пневмосклероза к, во-вторых, выяснить рациональность использования отдельных препаратов с целью ослабления выраженности происходящих нарушений.

Цель исследования состояла в установлении закономерностей преобразований в компонентах соединительной ткани в процессе формирования радиоиндуцированного пневмосклероза, а также в изучении путей ослабления интенсивности разрастания фиброзной ткани в облученной легком.

Основные задачи исследования:

- изучить характер и последовательность изменений в клеточных и фибриллярных компонентах СТ в альвеолярных зонах легкого в процессе формирования радиоиндуцированного пневмосклероза;

- установить элементы сходства и различий в структурных преобразованиях компонентов СТ легкого при развитии лучевого пневмосклероза и в ходе естественного старения организма;

- оценить возможность использования газовых гипоксических смесей в момент лучевого воздействия для ослабления тяжести лучевого склероза и определить величину защитного действия гипоксии по показателю накопления коллагеновых волокон (КБ) в облученном легком; .

- с помощью фармакологических препаратов выяснить влияние коррекции определенных звеньев метаболизма коллагена на накопление КВ в ткани облученного легкого;

• изучить влияние коррекции внутриклеточных восстановительных процессов на степень разрастания фиброзной ткани в зоне лучевого воздействия.

Научная новизна.

Впервые проведен системный количественный анализ морфологических сдвигов в клеточных и фибриллярных компонентах СТ в процессе формирования пневмосклероза, индуцированного однократным локальным воздействием ионизирующего излучения. Получены новые данные о нарушениях в относительном содержании и соотношениях между различными типами клеток СТ, а также об изменении размеров колла-геновых фибрилл и их пучков в стенках альвеол облученного ле'гкого.

Сравнительное изучение динамики сдвигов в численных и объемных характеристиках эпителиальных и стромальных элементов межальвеолярных перегородок позволило получить новые сведения о последовательности преобразований в комплексе структурно-функциональных и соединительнотканных компонентов в процессе развития лучевого пневмосклероза.

Выяснены ранее неизвестные факты о наличии сходства и различий в изменениях компонентов СТ легкого при формировании лучевого пневмосклероза и при естественном старении организма.

Впервые экспериментально обоснована целесообразность использования газовых гипоксических смесей в момент облучения для.снижения частоты возникновения и степени выраженности органных склерозов и определена величина защитного эффекта гипоксии на интенсивность развития лучевого пневмосклероза.

Впервые установлены выраженность и продолжительность корректирующего действия препаратов, модифицирующих определенные звенья метаболизма коллагена, на течение лучевого пневмосклероза.

С целью коррекции лучевого повреждения ткани и ослабления тяжести развития лучевого склероза впервые использойан нуклеозид

рурина ~ - рибоксин и установлена различная эффективность действия препарата на формирование радиоинду цированной патологии, включая склеротический процесс, в миокарде и ткани легкого.

Результаты проведенного исследования и анализ данных литературы позволили сформулировать представление о причинах прогрессирующего разрастания СТ в облученном легком.

Теоретическая и практическая значимость

Сравнительный анализ сущности изменений, происходящих в компонентах СТ альвеолярных зон легкого при развитии лучевого пневмо-склероза и при естественном старении организма,позволил отвергнуть представление об аналогичном характере, но разной интенсивности структурных преобразований при формировании лучевого и "сенильно-го" склероза.

Полученные данные о корректирующем действии ряда фармакологических препаратов на выраженность поздней лучевой патологии в ткани легкого (колхицин, Д-пеницилламин) ^ щорарде (рибоксин) могут быть использованы при организации клин^ о ~э к с п ерим ен т ал ьных исследований, направленных на разработку конкретных рекомендаций по их применению в комплексной терадии с целью снижения интенсивности развития лучевого пневмо- и кардиосклероза.

Установление радиомодифицирурЩего действия общей газовой гипоксии на частоту развития и степень омраженнрсти лучевых органных, склерозов с оценкой величины защитного эффекта гипоксии обосновывает целесообразность практического использования данного метода при радиотерапии злокачественных новообразований для ослабления тяжести склероза в нормальных тканях, попавших в зону лучевого воздействие. Эти сведения используются в лекционном курсе кафедры клинической радиологии Санэт-Петербургского ГИДУВ'а и включены в учебное пособие для медицинских и биологических ВУЗов: С П.Ярмо-ненко "Радиобиология человека и животных", М., Высшая школа, 1988 !

Положения, выносимые на защиту:

1. Развитие радиоиндуцированного пневмосклероза сопровождается сдвигами в количестве и относительном содержании различных типов клеток в интерстиции стенок альвеол, что приводит к выраженным нарушениям в соотношениях меяду популяциями клеточных элементов по сравнению с интактными животными всех возрастных групп.

2. Преобразования, происходящие в компонентах СТ легкого при формировании лучевого,пневмосклероза и при естественном старении организма,"имеют черты сходства и различий. Последние заключаются не только в иной степени интенсивности, но и разной направленности изменений ряда характеристик клеточных и фибриллярных элементов СТ.

3. Препараты, воздействующие на метаболизм коллагена, могут использоваться в комплексной лекарственной терапии лучевого пнев-

I

москлероза с учетом конкретной стадии развития процесса.

4. Использование газовой гипоксии в момент облучения уменьшает частоту возникновения и выраженность радиоиндуцированных органных склерозов.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены На УШ и IX Всесоюзных научных конференциях "Восстановительные и компенсаторные процессы при лучевых поражениях" (Ленинград, 1982,1966), на XI Всесоюзном съезде рентгенологов и радиологов (Таллинн, 1984), на УН съезде онкологов УССР (Симферополь, 1964), на рабочем совещании "Модификация радиочувствительности животных в естественных и экспериментальных условиях*(Фрунзе, 1986), на Всесоюзной научной конференции "Актуальные вопросы' экспериментальной и клинической рентгено-радиологии"(Ленинград, 1988), на I Всесоюзном радиобиологическом съезде (Москва, 1989),

ю.

а так^е на заседаниях Ленинградского научного общества рентгенологов и радиологов (1983, 1984, 1986).

Диссертационная работа апробирована на заседании межотдельческой научной конференции Центрального научно-исследовательского рентгено-радиологического института Минздрава РФ 19 июня 1992 г.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, аналитического обзора литературы, описания материала и методов исследования, четырех глав результатов собственных экспериментов й их обсуждения, заключения, выводов, указателя цитированной литературы.

Диссертационная работа изложена на 266 страницах машинописного текста, содержит 16 таблиц и 48 рисунков, в том числе фотографий, полученных с электронограмм и микропрепаратов - .20 . Библиографический указатель включает 311 наименований печатных работ ( 138 отечественных и 173 иностранных авторов).

МАТЕРИАЛ И ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Лабораторные животные

Объектами исследования служили следующие лабораторные животные (возраст и масса указаны к началу эксперимента):

- самцы нелинейных белых крыс в возрасте 4 мес, массой 200220 г разводки вивария ДОИРН! Минздрава РФ (1462 животных);

- самки мышей гибридов 1-го поколения (СБА х С57 BL ) в "воз-' расте 3 мес, массой 18-23 г разводки московского питомника "Столбовая" (528 животных).

Облучение животных

Воздействие рентгеновыми лучами проводили на аппарате РУМ-17 при следующих условиях: напряжение 200 кВ, сила "тока 15 мА, фильтры 0,5 мм Си + 1,0 мм Al . Правую половину грудной клетки крыс охлократий облучали в диапазоне доз от 10 до 30 Гр; ко*но-ф>окус-

нов расстояние (КФР) - 25 см, мощность дозы (МД) в различных экспериментах составляла от 31,7 до 36,7 мГр/с.

Область сердца у крыс однократно облучали в диапазоне доз от 14 до 40 Гр; КФР - 25 см, ВД - 45 мГр/с,

Тотальное гамма-облучение мышей проводили на-установке "Стебель" (^7Са , ЦЦ - 108,3 мГр/с) в диапазоне доз от 2,5 до 7,5 Гр.

Для дозиметрии использовали ионизационный клинический дозиметр " Robotron ." модель М 2300 (Германия) и термолюминесцентный дозиметр "TOLEDO " модель-640 фирмы " pitman" (Великобритания).

• Общая газовая гипоксия Тотальное гамма-облучение мышей проводили при дыхании проточной газовой гипоксической смесью, содержащей б,0-6,6% кислорода и азот (ГГС - 6-6,6).

При рентгеновском облучении правой половины грудной клетки крысы дьпаали проточной ГТС-1О через специально сконструированную маску. Газовую смесь готовили из азота и атмосферного воздуха в наркозном аппарате НАПП-2 (СССР). Облучение начинали через I мин от начала подачи ГГС; скорость подачи - 4 л/мин. Фармакологические препараты

Из группы препаратов, воздействующих на различные звенья метаболизма коллагена, в работе были использованы:

серна-кислый цинк (.ZnSO^ .7 HgO); колхицин и Д-пеницилламин (купренил).

Пуриновый нуклеоэид-рибоксин (инозин) применяли в качестве препарата, корректирующего внутриклеточные восстановительные процессы. Использование рибоксина с целью ослабления тяжести радиоин-дуцироЕанного склероза предложено лабораторией радиационной фармакологии ЩИРРИ Минздрава PS (заведующий - к.м.н. Вартанян Л.П.).

' Основные методы исследования

Материал для гистологического исследования фиксировали в 10% формалине. Парафиновые срезы толщиной 7-10 мкм окрашивали гематоксилин-эозином, по Ван Гиэону или азур-эозином по Лилли при ' рН 4.

f

Для изучения ультраструктурной организации тканей фиксацию проводили в смеси альдегидов (по Карновскому) на колидиновом буфере при рН 7,4, Ультратонкие срезы серебристого цвета контрастировали уранилацетатом, цитратом свинца и исследовали на микроскопах JEM -100' В и JEM -1200 (Япония)

Объектами стереологических исследований являлись: средняя доля правого легкого и стенка левого желудочка сердца крыс. Использованные методы количественного анализа основывались на принципах, изложенных'в работах Автандилова Г.Т. (1980,1984), ВеЙ-бель Э. (1970), Непомнящих I.M. и др., (1989).

Подсчет структурных элементов проводили на гистологических препаратах или экране электронного микроскопа.

Линейные и объемные измерения на светооптическом уровне проводили с помощью точечной окулярной сетки, на ультратонких срезах ткани - методом точечного счета с использованием. сетки Хеннига, на которую проецировали увеличенные изображения с негативов элект-•, ронограмм. Плотность точек во всех измерениях была достаточной для снижения ошибки доуровня менее 5$.(Вейбель Э.,> 1970).

Величину каждого показателя определяли на основании анализа данных, полученных при изучении материала от 5-14 животных.

Оценку тяжести и распространенности патологических изменений в структуре ткани легкого после воздействия облучения и фармакологической коррекции проводили на гистологических препаратах в соответствии с принципами Travis X. (1980).

Стереологические исследования различных показателей в ткани легкого и в миокарде проводили в период соответственно от 0,5 до 12- мес и от 4 до 13,5 мес после лучевого воздействия.

В опытах с тотальным облучением мышей срок наблюдений определялся продолжительностью жизни животных.

Статистическая обработка результатов исследования

Для сравнения средних величин использовался t -критерий Стью-цента, а также статистические таблицы для экспресс-обработки' экспериментального и клинического материала (Обнинск, 1980).

Наличие или отсутствие связи между показателями устанавливалось с помощью вычисления коэффициента корреляции по критерию Зпирмена.

Достоверность различий между вариационными распределениями юказателей оценивали с использованием критериев Хи-квадрат и чаи. б да.

Корреляционный анализ динамики изменений относительного со-;ержания и соотношений различных популяций интерстициальних клеток в легком с возрастом у интактных и облученных крыс выполнен 1а ЭВМ " ЕС -1840" по. программе " Microstat

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ХАРАКТЕР И ДИНАМИКА СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В ТКАНИ ОБЛУЧЕННОГО ЛЕГКОГО В ПРОЦЕССЕ ФОРМИРОВАНИЯ ПНЕВМ0СКЛЕР03А

Изучена сущность и последовательность преобразований в струк-"урной организации ткани легкого, предшествующих и сопутствующих >азвитию лучевого пневмосклероза. Исследование гистологических [репаратов и ультратонких срезов легкого проводили в период от >,5 до 12 мес после однократного облучения правой половины грудей клетки крыс в диапазоне доз 10-30 Гр. Основное внимание било

сосредоточено на процессах, происходящих в альвеолярных зонах облученного легкого.

Через 0,5 мес после воздействия в дозах, превышающих 14 Гр, доминирующим фактором в развитии структурных нарушений являлось нарастающее с дозой увеличение проницаемости стенки кровеносных микрососудов, приводящее к выхода жидкости в окружающие ткани. Внутрилегочный отек отягощал комплекс лучевых повреждений тонкой организации основных функциональных элементов аэрогематического барьера - альвеолоцитов и зндотелиоцитов. Вслед за экссудацией усиливалась инфильтрация: интерстиция межальвеолярных перегородок различными типами клеток, среди которых через I wee после облучения преобладали лимфоциты и макрофаги. У ряда животных резко увеличивалась численность тучных клеток. Признаки существенной активизации клеток фибробластического ряда отсутствовали. Среди обычных ho размеру коллагеновых фибрилл (КФ) с четкой периодической исчер-кенностью встречались укороченные и утолщенные элементы с признаками дезагрегации,

Ь более поздние сроки пострадиационного периода выраженность альтераций и компенсаторно-приспособительных изменений в структур-йых компонентах ткани облученного легкого, а также характер процессов, сопутствующих развитию пневмосклероза, определялись дозой воздействия.

После облучения в дозе 10 Гр лишь к 6 мес'пострадиационного периода инфильтрация межальвеолдрных перегородок гематогенными и гисгиогенными клетками сочеталась с началом формирования интерсти-циального фиброза. Слабая выраженность экссудативного процесса и отсутствие значительных нарушений бронхиального дренажа обусловили диффузное интралобу лярное, интеральвеолярное разрастание СТ.

Напротив, в течение 1-го мес после облучения в дозе 30 Гр нарушения со стороны сосудистой системы носили распространенный характер, сопровождались отеком стенок альвеол, повреждением структуры альвеолярюго эпителия, а нередко и экссудацией в полость альвеол. Длительно персистирующие альтерации в тонкой организации эндотелиоцитови альвеолоцитов в последующие сроки пострадиационного периода сочетались с развитием бронхита, бронхиолита, что способствовало появлению участков дистелектаза, ателектаза с усиленным разрастанием в них фиброзной ткаш. Помимо увеличения количества коллагеновых волокон в интерстиции стенок альвеол, наблюдались зоны организации внутриальвеолярного экссудата с образованием очагов склероза по типу карнификации.

Характерным для всего спектра использованных доз являлся тот факт, что формирование пневмосклероза происходило на фюне хронического воспалительного процесса с выраженной инфильтрацией интер-стиция стенок альвеол гематогенными и гистиогенными клеточными элементами.

Среди клеток инфильтрата присутствовали макрофаги, тучные, плазматические клетки, лимфоциты, лейкоциты (в основном эозинофмль-ные и сегментоядерные формы). Однако, большинство соединительнотканных клеток было представлено фибробластами. Увеличение фракции активно функционирующих фибробластов совпадало с периодом нарастания количества фибриллярных элементов, главным образом, КФ, Образуемые ими пучки становились значительно крупнее тех, которые наблюдались в интерстиции легкого необлученных крыс. Причем, в пределах одного пучка толщина фибрилл варьировала в широких пределах - от утолщенных до очень тонких.

После воздействия высоких доз излучения формировались обширные фиброзные поля.с включенными в них очагами воспаления. В зонах

фиброателектаза полости альвеол бши резко сужены и на отдельных участках выстланы кубическим эпителием. В бронхах, расположенных в фиброзных полях, иногда отмечались зоны метаплазии призматичес-. кого эпителия б многослойный плоский. / В течение 6 месяцев после облучения в дозах от 10 до 20 Гр

аденомы легкого развивались у 5-20$ .животных.

Таким образом, формирование склероза в альвеолярных зонах облученного легкого происходило на фоне хронического воспалитель-

I

ного процесса с инфильтрацией интерстиция стенок.альвеол гематогенными и гистиогенными клетками, длительного сохранения альтераций в структурно-функциональных компонентах ткани и появления признаков тканевой атипии. В облученном легком нарастало содержание фибриллярных элементов, основная доля которых была представ, лена КВ. • -

Для получения количественных' данных о зависимости степени накопления КВ от дозы воздействия и времени пострадиационного периода было проведено морфометрическое изучение ткани легкого.

После облучения в дозе 10 Гр увеличение процентного содержания КВ по отношению к контроле отмечено лишь через 6 мес пострадиационного периода (рис, I). Воздействие в дозах 14,3 и 20 Гр приводило к идентичному нарастаниа исследованного показателя через 3 и б мес и только при увеличении дозной нагрузки до 30 Гр доля ткани легкого, приходящаяся на КВ, еще более возрастала в указанный период времени. При воздействии радиации в высоких дозах (20 и 30 Гр) резко увеличивалась частота возникновения гнойных воспалительных процессов в поздние сроки пострадиационного периода. (,7-9 мес), что искажало картину радиоиндуцированного накопления КВ в ткани облученного легкого. Данный факт явился причиной ограничения срока исследования шестью месяцаыи после облучения.

Рис. I. Динамика накопления ' KB в ткани легкого у облученных и интактных крыс. По оси абсцисс - время после облучения (мес) По оси ординат - относительный объем ткани, занимаемый KB {%)

I - необлученные одновоз-растные животные; 2 - облученные в дозе 10 Гр; 3 - облученные в дозе 14,3 Гр;

4 - облученные в дозе 20 Гр;

5 - облученные в дозе 30 Гр.

Снижение дозы до 14,3 Гр позволило проследить динамику изменений количества KB при формировании пневмосклероза на протяжении 12 мес после воздействия. Период нарастания объема ткани, занятого KB, в облученном легком в первые б мес сменялся статистически достоверный (Р< 0,05) снижением количества волокон к 9 мес по сравнению с предццущим (6 мес) сроком исследования. К 12 мес после облучения доля ткани, приходящаяся на KB, вновь возрастала, однако не превышала значений, зарегистрированных к 6-месячному сроду после воздействия.

Отмеченное уменьшение объема ткани легкого, занятого KB, к 9 мое после облучения согласуется с данными ряда авторов о наличии периодов падения в содержании коллагена ( fort C.D. et. al.,1980; Murray J.С., Parkins С.S. , 1987), динамика изменения коли-

чества которого имеет, по-видимому, сложный многофазный характер.

18.

.СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ СТРУКТУРНЫХ КОМПОНЕНТОВ ИНТЕРСТИЦИЯ АЛЬВЕОЛЯРНЫХ ЗШ ЛЕГКОГО В ПРОЦЕССЕ ФОИЛИРОВА-НИЯ ЛУЧЕВОГО ПНЕВМОСКЛЕРОЗА И ПРИ ЕСТЕСТВЕННОМ СТАРЕНИИ.

ОРГАНИЗМА

С помощью методов стереометрии изучены преобразования, происходящие в численной плотности и относительном объеме клеточных и фибриллярных элементов интерстиция межальвеолярных перегородок в течение 6 или 12 мес после локального облучения в дозах от 10 до 30 Гр, а также.у интактных животных в процессе старения (от 5 до 30 мес возраста). Одновременно предметом исследования являлись: альвеолярный эпителий, эндотелий капилляров, а также объем внутри-капиллярной крови в стенках альвеол.

При старении наблюдалась лишь слабая тенденция к уменьшению количества клеточных элементов аэфогематического барьера - альвео-лоцитов и зндотелиоцитов, тогда как облучение приводило к значительному снижению их числа.в единице объема ткани легкого. Выраженность этих изменений зависела от дозы и времени пострадиационного периода.

' Так, падение численной плотности зндотелиоцитов в 1,5 раза после локального облучения в дозе 10 Гр происходило к 12 мес пострадиационного периода (Р< 0,01). При увеличении дозы до 14,3 Гр и 30 Гр снижение данного показателя соответственно в 1,8 и 2,7 раза по отношению к одновозрастным интактным животным отмечено уже через 6 мес после воздействия (Р< 0,01). Статистически значимый дефицит альвеолоцитов зарегистрирован лишь через 6 мес после облучения в дозе 30 Гр (Р< 0,01).

' Объем Бнутрикапиллярной крови с возрастом постепенно уменьшался и становился достоверно меньшим у старых (30 мес) крыс по сравнению с молодыми (5 мес) животными. После воздействия радиации

объем циркулирующей крови в межальвеолярных перегородках' резко снижался за счет сужения либо облитерации просвета капилляров. Реакция капиллярной сети нарастала с увеличением дозы и во времени. Если после облучения в дозе 10 Гр через б мес число нефункцио-нирующих микрососудов не превышало значений у старых интактных крыс (9 + 1,2%), то воздействие в дозах 14,3 и 30 Гр приводило в этот период к закрытию соответственно 19 + 1,7% и 34 + 2,4% капилляров.

Облучение инициировало усиление клеточной инфильтрации интер-стиция межальвеолярных перегородок (рис. 2), сопровождавшееся в дальнейшем накоплением фибриллярных элементов в ткани легкого.

Рис. 2. Возрастные изменения численной плотности клеток интерстиция стенок альвеол в легком интактных и облученных крыс. По оси абсцисс - возраст животных (мес); в скобках - время после облучения (мес).

■ По оси ординат - численная плотность клеток ( х Ю^см3 ткани). I - необлученные; 2 - облученные в дозе 10 Гр; 3 - облученные в дозе 14,3 Гр; 4 - облученные в дойе 30 Гр.

№

А <?,

"Й"" "То

В группе интактных крыс количество клеток в интерстиции на протяжении жизни не изменялось. Лишь в сенильном периоде (30 мес) оно превышало показатели молодых (5 мес) крыс (Р< 0,05). После облучения в дозах 14,3 и 30 Гр в течение месяца количество клеток интер-

2

стицця нарастало, в основном, за счет клеток крови, а в более поздние сроки (3 и б мес)-и вследствие пролиферации тканевых клеточных элементов.

Обращало на себя внимание различие в клеточном составе интер-стиция в легком облученных и интактных крыс всех возрастных групп. Наиболее резкие отличия касались численности популяции тучных клеток (ТК). У необлученных животных возрастные колебания их количества в единице объема ткани легкого находились в диапазоне величин 1,8+0,1 - 2,3 + 0,2. После облучения в дозах 14,3 и 20 Гр у некоторых крыс количество ТК резко увеличивалось в первый месяц после воздействия. Через 3 мес их численность возрастала у всех подопытных .животных, превышая контрольные показатели в 25-32 раза и продолжала оставаться увеличенной в течение всего срока наблюдения (до 12 мес после облучения в дозах 10 и 14,3 Гр). Причем, количество дегранулированных форм ТК коррелировало с нарастанием объема ткани облученного легкого, приходящегося на КВ ( г = 0,811; Р<0,01). Анализ полученных результатов и данных литературы ( Atkina P.II. et.al, 1981; Claman H.H. ,1985) позволяет расценивать зарегистрированный феномен как свидетельство участия этих клеток в процессах, обусловливающих или сопутствующих накоплению. КВ при формировании лучевого склероза.

Воздействие радиации приводило к сдвигам в численности и других типов клеток в интерстиции межальвеолярных перегородок (плазматические клетки, макрофаги, лимфоциты, лейкоциты) по сравнению с картиной, наблюдаемой в легком интактных крыс всех возрастных групп. Доля клеток фибробластического ряда в течение 12 мес после облучения в дозе 14,3 Гр существенно не изменялась либо даже уменьшалась (через 3 и 12 мес, Р<0,01) по отношению к показателям одновозрастных необлученных животных, хотя количество этих клеток в единице объема ткани легкого превышало контрольные значения.

Для выяснения характера преобразований, происходящих в клеточном составе интерстиция легкого при формировании лучевого пнев-мо'склероза и при естественном старении, был проведен сравнительный корреляционный анализ динамики изменений относительного содержания и соотношений популяций соединительнотканных клеток с возрастом у интактных и облученных крыс.

Установлено, что старение сопровождается нарастанием относительного содержания макрофагов и лимфоцитов ( г = 0,571 и г = = 0,656; Р<0,05), а также увеличением значений их соотношений с ф:ибробластами ( г = 0,565 и ге 0,657; Р< 0,05), тогда как у животных, облученных в дозе 14,3 Гр, на протяжении 12 мес после воздействия такая закономерность отсутствовала. Вместе с тем, наблюдался разнонаправленный характер изменений в относительном содержании популяции плазматических клеток:- тенденция к уменьшению с возрастом у интактных крыс и увеличение ( г = 0,717; Р<0,05) у облученных.

Направленность сдвигов в относительном содержании и соотношениях отдельных типов клеток в течение б мес после облучения в дозе 14,3 Гр, т.е. в период интенсивного накопления фиброзной ткани, были также сопоставлены с динамикой показателей у одаовозрастных животных за аналогичный период времени и со значениями у старых интактных крыс (таблица I). Анализ представленных данных показал, что изменения, происходящие в клеточном составе интерстиция легкого при формировании лучевого пневмосклероза, не идентичны возрастным преобразованиям, наблюдаемым в группах как молодых (5-10-месячного возраста), так и старых (22, 30-месячных) необлученных крыс. Разная выраженность либо противоположная направленность изменений зарегистрированы в относительном'содержании плазматических Клеток, макрофагов, лимфоцитов и в величинах соотношений этих кле-

точных элементов с фибробластами. Следует учитывать и тот факт, что (как было показано выше) развитие лучевого пневмосклероза протекает на фоне резкого (в несколько десятков раз) увеличения.численности ТК в интерстиции межальвеолярных перегородок.

Таблица I.

Корреляция содержания (%) различных типов интерстициальных клеток и их соотношений с возрастом у интактных и облученных в дозе 14,3 Гр крыс.

• Вариант опыта

Тип клеток. Соотношение. Возраст 5-10 мес необлученные Возраст 22,30 мес необлученные Возраст 5-Ю мес; через 1-6 мес после облучения

Фибробласты (ФБ) ,093Гб -.38195 .03186

Плазматические клетки (ПК) ,07360 -.31800 ' .67401 *

Тучные клетки (ТК) ,02294 ,00000 .28633

Макрофаги (ЫФ) -.18861 .71443 * ; -.73310 *

Лимфоциты (Л) ,31112 .79858 * , -.67967 *

Лейкоциты (ЛЦ) -,06983 ,00000 -.32499

ПЛ/ФВ ,07915 -.28228 .52850 *

ТК/ФБ ,02406 • -.00287 .15778

МФ/ФБ -.16436 .73496 * -.62500

Л/ФБ ,33699 .77892 * -.64421,*

ЛЦ/ФБ -.04434 .01445 ■ -.34119

Примечание: * - достоверность показателя при Р<0,05

Аналогичное изучение состава клеток СТ было проведено в легкомЛ<рыс через б мес после облучения в дозах 10; 14,3 или 30 Гр, т.е. при разной степени выраженности радиоиндуцированного пневмосклероза. •

Анализ всей совокупности полученных данных свидетельствовал о том, что сдвиги в относительном содержании клеточных популяций и их соотношениях между собой в процессе формирования лучевого пневмосклероза отличны от преобразований, которые происходят при ' старении интактных животных.

Достоверное увеличение количества и относительного содержания плазматических, тучных клеток, эозинофильных лейкоцитов, изменения в численности макрофагов в интерстиции облученного легкого могут рассматриваться в качестве признаков активизации иммунных реакций на фоне хронического воспалительного процесса, сопровождающего формирование лучевого пневмосклероза.

Помимо клеточных элементов предметом исследований являлись . и неклеточные компоненты интерстиция, представленные; главным образом, коллагеновыми волокнами.

Проведено сравнительное изучение возрастных изменений диаметра КФ и толщины их пучков у необлученных крыс и при развитии ра-диоиндуцированного пневмосклероза.

Анализ кривых распределений КФ по их диаметру подтвердил данные о незначительных, флуктуациях сре^цних величин показателя у половозрелых животных и уменьшении его" значений (Р<0,01) в сениль-ном- периоде жизни ( рис. ЗА).

■ Через 0,5 и I мес после облучения в дозах 10, ил^ 30 Гр наблюдался сдвиг распределений в сторону больших величин грвазатедя с последующим (к б мес) их смещением влево по отношению к кривым распределений соответствующего контроля (Р< 0,05).

Через 12 мес после облучения в дозах 10 и 14,3 Гр средня толщина КФ в межальвеолярных перегородках оказалась резко уменьшенной не только по сравнению с показателями одаовозрастных, но И 30-месячшхинтактных животных (рис. 3 Б).

а , б

КОНТРОЛЬ б ИСС ПОСЛЕ ОЫЧ1НМ

Рис. 3. Распределения коллагенопых фибрилл по толщине в легких интактных (А) и облученных (Б) животных.

По оси абсцисс - толщина фибрилл (нм); По оси ординат - количество фибрилл (%).

А - возраст крыс - 0,5 мес (I); 5 мес (2); 10 мес (3);

16 мес (4); 22 мес (5); 30 мес (6).

Б - крысы облученные в дозе: 10 Гр (I); 30 Гр (2);

14,3 Гр (3); К - одноноэрастные интактные животные.

В динамике формирования коллагеновых пучков наблюдалась иная тенденция. При старении интактных животных в ткани легкого происходило укрупнение пучков, размер которых к 30-месячному возрасту превосходил значения молодых (5 мес) крыс (Р<0,05). В облученном легком толщина их увеличивалась в поздние срони (через 6 или 12 мес) после облучения в дозах 14,3 и 30 Гр. Появлялись "сверхтолстые" пучки, отсутствовавшие в легком как одновозрастных, так и старых интактных животных.

Зарегистрированные изменения в толщине КФ не являются специфической особенностью фибрилл альвеолярных зон легкого. Было показано, что и' л рыхлой СТ миокарда крыс диаметр КФ уменьшается в

процессе старения организма (от 5 до 30 мес возраста). Направленность изменений толщины КФ в миокарде пбсле однократного локального облучения области'сердца в дозах 14 и 20 Гр сходна с преобразованиями, отмеченными в ткани облученного легкого, хотя выраженность и диапазон колебаний показателя имели некоторые особенности.

Помимо КВ объектом исследований служили и эластические волокна. Относительный объем матрикса в интерстиции межальвео'лярных перегородок, занятый фибриллами данного типа, у молодых живьтных не превышал Ь% и уменьшался у старых (30 мес) крыс по сравнению с младшими (5 и 10 мес) возрастными группами (Р<0,05). Облучение в дозе 10 Гр приводило к увеличению относительного объема матрикса, приходящегося на эластические волокна, через 12 мес пострадиационного периода (рис. 4).. 'При повышении дозы до 14,3 и 30 Гр увеличение показателя в 1,7 раза наблюдалось уже через б мес, а через 12 мес после облучения в дозе 14,3 Гр он превышал в 3,6 раза соответствующие значения у одновозрастных интактных животных.

Рис, 4. Динамика изменений объема интерстициального матрикса, занятого эластическими волокнами, в легком интактных и облученных крыс.

По оси абсцисс - возраст животных (мес); в скобках-время после облучения (мес) По оси ординат - объем матрикса, занятый эластическими волокнами (%)

I - интактные крысы; 2 - облученные в дозе 10 Гр; 3 - облученные в дозе 14,3 Гр; 4 - облученные в дозе'30 Гр.

м

ю ■

/

/

/Т

^и-Ч-

.....

5

(1)

10 16~ (И (12)

гъ зо

Таким образом, если при старении организма доля матрикса в стенках альвеол, приходящаяся на эластические волокна, уменьшается, то развитие лучевого пневмосклероза сопровождается их накоплением, степень которого нарастает с дозой воздействия и временем пострадиационного периода.

Результаты сравнительной оценки структурных перестроек в компонентах альвеолярных зон легкого при формировании радиоинду-цированного пневмосклероза и при естественном старении организма приводят к выводу о наличии сходства и различий между этими про. цессами. С одной стороны, существует однонаправленный характер изменений в численной плотности, относительном объеме, размерных параметрах большинства структурных элементов ткани легкого, хотя степень выраженности этих сдвигов в облученном органе достигает значений, не наблюдаемых у интактных животных. Вместе с тем, имеют место и значительные различия. Главное из них - нарушение в относительном содержании и соотношениях отдельных типов клеток СТ, совместная четко скоординированная деятельность которых в существенной мере определяет характер и течение тканевых реакций в физиологических и патологических условиях (Серов В.В., 1984; Серов В.В.» Шбхтер А.Б., 1981).

Вся совокупность полученных данных и анализ литературы позволили сформулировать представление о причинах прогрессирующего разрастания СТ в ткани легкого после локального лучевого воздействия. Суть их заключается в искажении адекватности и сопряженности между ' отдельными этапами воспалительно-репаративной тканевой реакции на повреждение, в формировании которой активная роль принадлежит компонентам СТ. Воспалительный процесс приобретает хроническое течение с активизацией иммунных реакций. Происходят существенные сдвиги в кооперативном взаимодействии клеток СТ и крови между собой, с неклеточными компонентами интерстиция и со структурно-функцио-

нальными элементами аэро-гематического барьера на основе обратных связей. Индукция пролиферации соединительнотканных клеток и синтез коллагена начинают преобладать над ингибицией, что приводит к прогрессировали*) склероза, сопровождающегося структурной перестройкой органа. Нарушается ауторегуляция роста СТ, которая становится как бы автономной по отношению к "паренхиме".

В целом, вся совокупность сдвигов, происходящих в ткани лег. кого в пострадиационный период, может быть определена понятием "дисрегенерация", предложенным А.Б.Шехтером и В.В.Серовым (1991) и включающим в себя не только патологическую регенерацию, но и появление нового качества - тканевой атипии.

Срыв адаптивной воспалительно-репаративной реакции ткани может быть следствием- поражающего действия различных патогенных агентов, В отличие от других факторов, для которых важное значение имеет не только величина, но и перманентность воздействия, облучение в дозах, вызывающих развитие склероза, индуцирует повреждения во всех или в большинстве тканей, в том числе и в медленно обновляющихся, с нарушением всех сторон регенераторного процесса (Стрелян Г.С., 1978; Ярмоненко С.П., 1988) и формированием патологической самоподдерживающейся внутритканевой ситуации.

. Величина дозы ионизирующего излучения определяет некоторые особенности в процессах, приводящих к разрастанию фиброзной ткани в зоне лучевого воздействия. После облучения в высоких дозах (30 Гр в наших экспериментах), индуцирующих интенсивную гибель клеток аэрогематического барьера (альвеолоцитов, эндотелиоцитов), вероятно возрастание значимости заместительной роли СТ, компоненты которой менее радиочувствительны по сравнению со структурно-функциональными элементами ткани легкого.

, ВЛИЯНИЕ ФАРМАШЮГИЧЬСКОЙ КОРРЕКЦИИ РЯДА МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА. РАЗВИТИЕ ЛУЧЕВОГО ПНЕВМОСКЛЕРОЗА

Коррекция процессов, связанных с синтезом коллагена и формированием коллагеновых структур

Сернокислый цинк животные получали с питьевой водой на протяжении 9 мес пострадиационного периода. Доза препарата (114 мг/л) и продолжительность курса лечения соответствовали рекомендациям авторов, наблюдавших уменьшение выраженности пневмосклероза, индуцированного воздействием на крыс четыреххлористого углерода •(' АпШпеп Н. еив1. ,1985). Введение глЯО^ .7 Н£0 после однократного облучения правой половины грудной клетки крыс в дозе 13 Гр не модифицировало патологические структурные изменения и степень накопления КВ в ткани легкого в течение 9 мес после радиационного воздействия по сравнению с облученными в той же дозе, но нелечеными животными.

Следовательно, ингибируюшое действие катионов 2п++ на окисление пролина не ослабляло тяжесть развития лучевого пневмосклероза. Различия полученных данных с результатами Апи1шт Н. е1;.а1. позволяет предположить неоднозначный характер процессов, лежащих в основа формирования пневмосклероза, индуцированного воздействием четьфеххлористого углерода и ионизирующей радиации.

Колхицин (КХ) применяли в концентрации (0,15 мг/кг, ежедневно) , при которой основным направлением действия препарата является торможение синтеза фибробластами тропоколлагена ( ВиЬгатеяку С.

е1;.а1. , 1978). КХ вводили внутриперитонеально с 76 по 89 сутки или с 166 по 179 сутки после однократного облучения правой, половины Грудной клетки в дозах Ю, 14 или 25 Гр.

Через 3 мес после воздействия в дозе 10 Гр в ткани легкого крыс, прошедших курс лечения КХ с 76 по 89 сутки, наблюдалась лишь

некоторая тенденция к снижению содержания коллагена, тогда как после облучения в дозах 14 и 25 Гр степень накопления КВ была меньшей по сравнению с животными, облученными в той же дозе, но но получавшими препарата (рис. 5 А), Эти изменения сочетались с уменьшением выраженности и распространенности нарушений в структуре ткани легкого у леченых крыс.

30-

Ж

Ь

-К ЮГр 14 Гр ¿5 Гр

гй

А

'А

ЮГр .

Ш

Л}Гр

Рис. 5. Содержание КВ в легком крыс после облучения и введения КХ.

Ро оси абсцисс - варианты опыта: ^ - одновозрастные необлу-ченные крысы; Кд - введение КХ необлученным животным в течение 14 суток. I - облучение; 2 - введение КХ с 76 по 89 сутки'после облучения;^ - введение КХ с 166 по 179 сутки после облучения.

• По оси ординат - относительный объем ткани, занимаемый КВ (%) А - 3 мес после облучения; В - 6 мес после облучения.

* -отличия от показателя у животных, облученных в той же дозе, но не получавших КХ, достоверны при Р< 0,05.

При ограничении курса терапии КХ указанным временным периодом (76-89 сутки) и продлении срока наблюдений до 6 мес оказалось, что после отмены препарата продолжалось интенсивное накопление КВ в облученной ткани легкого (рис. 5 Б; вариант 2). Это приводило к ликвидации имевшихся различий по данному показателю мецду группами животных, получаЕяшх и не получавших КХ. Следовательно, коррек-

5

ция с помощью КХ метаболизма коллагена на стадии активизации его синтеза временно замедляет накопление KB в ткани облученного легкого, но не устраняет причин, обусловливающих развитие лучевого пневмосклероза.

Аналогичный по продолжительности курс терапии КХ, проведенный в более поздние сроки (с 166 по 17Э сутки) после облучения в диапазоне доз 10-25 Гр, не влиял на содержание КБ и не ослаблял тяжесть патологических изменений в ткани облученного легкого (рис.5 Б; вариант 3).

Таким образом, КХ уменьшает степень накопления KB в облученном легком при его введении в период активизации фибриллогенеза, тогда как применение препарата с целью коррекции сформированного пневмосклероза является нецелесообразным.

Д-пенипиллямин (ДП) скармливали крысам через день в составе расчетного суточного рациона пищи по 50 мг/кг ( Ward W.P. et.al, 1983).

Введение ДП в течение 6 мес после однократного облучения правой половины грудной клетки крыс в дозах 14 или 25 Гр приводило к ■' достоверному уменьшению относительного объема ткани пораженного легкого, занятого КБ, по сравнению со значениями у животных, облученных в соответствующих дозах, но не получавших препарат (Рис. 6 Б; вариант 4).

Изучение выраженности и распространенности радиоиндуцирован-ных нарушений d структуре ткани легкого с оценкой показателей на основе принципов Traris E.L.(I980) также свидетельствовало об ослаблении тяжести патологических изменений в легком крыс после лечения ДП по сравнению с облученными, но нелечеными животными.

Для определения наиболее оптимального срока использования ДП в зависимости от дозы лучевого воздействия (а, следовательно, и степени выраженности склеротического процесса) и возможности сок-

ращения длительности лекарственной терапии препарат вводили в течение 3-х мес в различные временные периоды после облучения животных в дозах 10, 14 или 25 Гр. '

Рис. 6. Содержание КВ в легком крыс после облучения и -введения ДП

По оси абсцисс - варианты опыта: К^ - одновозрастные необлу-ченные крысы; К^ - введение ДП необлученным крысам в течение 3 мес; Кщ - введение ДП необлученным крысам в течение 6 мес.

I - облучение; 2 - введение ДП с I по 3 мес после облучения; • 3 - введение ДП с 4 по б мес после облучения; 4 - введение ДП в течение б мес после облучения.

По оси ординат - относительный объем ткани, занимаемый КВ (%) А - 3 мес после облучения; Б - б мес после облучения.

*- отличия от показателя у тавотных, облученных в той же дозе, но не получавших ДП, достоверны при Р<0,05.

Через 3 мес после радиационного воздействия в указанных дозах и проведения в течение этого времени курса лечения ДП степень уменьшения накопления КВ в ткани легкого по сравнения с облученными, но нелечеными крысами была неоднозначной (рис. б А; вариант 2). Препарат не изменял величину исследуемого показателя в группе животных, облученных в дозе 10 Гр. При увеличении дозы до 14 Гр наблюдалась тенденция к подавлению накопления КВ в легком леченых

крыс. Лишь у животных, облученных в дозе 25 Гр и получавших ДП, объем ткани, занятый КБ, был достоверно меньше соответствующих значений у облученных в той же дозе, но нелеченых крыс.

Проведение курса лекарственной терапии уменьшало также выраженность нарушений в структурной организации ткани легкого у животных, подвергнутых лучевому воздействию в дозах 14 и 25 Гр.

Ограничение продолжительности введения ДП первыми тремя месяцами после облучения в диапазоне доз 10-25 Гр не предотвращало, последующего накопления KB в ткани облученного легкого после отмены препарата (рис. б Б; вариант 2).

Иная связь между эффективностью корректирующего влияния ДП на радиоиндуцироианную пульмональную патологию и величиной дозы луче^ вого воздействия наблюдалась при введении ДП в течение 4-6-го мес пострадиационного периода, т.е. в период интенсификации развития склеротического процесса (10 Гр) либо гистологически диагностированного пневмосклероза (14 и 25 Гр). Оказалось, что по завершении курса терапии доля (%) ткани, приходящаяся на KB в легком животных,. облученных в дозах 10 и 14 Гр, снижалась по сравнению с облученными, но нелечеными животными (рис. 6 Б; вариант 3). При увеличении досы до 25 Гр введение ДП в данный временной период не приводило к существенному уменьшению накопления KB в ткани легкого.

Совокупность представленных данных не противоречит представ-^ лениям ряда авторов о корректирующем плиянии ДП на процессы формирования фибриллярных элементов во внеклеточной среде (Port C.D. ,

et.al., 1980). Время пострадиационного периода, связанное с активизацией этих процессов, различно при разных дозах лучевого воздействия. Это обстоятельство долгао учитываться при использовании ДП в качестве лекарственного препарата для ослабления тяжести радио-индуцированного пневмосклероза.

Изучение влияния коррекции внутриклеточных метаболических

процессов на ослабление тякести лучевого склероза

В качестве фармакологического препарата, воздействующего на метаболические процессы клеток, был использован пуриновый нуклео-зид - рибоксин СРБ>. Препарат вводили внутрибргашинно (50 мг/кг) в течение 10 суток после однократного облучения правой половины грудной клетки крыс (дозы 12; 13 Гр) или однократного лучевого воздействия на область сердца (дозы 14; 25 Гр).

ГС не изменял частоту возникновения и распространенность патологических процессов в облученном легком. Морфометрическио исследования установили отсутствие корректирующего влияния препарата на степень накопления КБ в ткани легкого на протяжении б меб пострадиационного периода по сравнению с животными, облученными в соответствующей дозе, но не получавшими препарат. >

Введение № после радиационного воздействия на область сердца ослабляло тяжесть кардиальной патологии. Гибель животных (%) в течение 4-х мес после облучения в дозе 25 Гр и проведения лекарственной терапии была в 2-2,5 раза ниже, чем в группах подопытных крыс, не получавших РБ. Отмечено также уменьшение выраженности дистрофических изменений и частоты развития очагов некроза в миокарде облученных животных, прошедших курс лечения препаратом. Сте-реологические исследования с определением соотношения объема стро-мы и паренхимы (кардиомиоциты) в ниокарде сравниваемых групп животных свидетельствовали о снижении степени разрастания фиброзной ткани к 4 мес пострадиационного периода в сердце крыс, получавших РБ.

Снижение дозы воздействия до 14 Гр позволило изучить характер действия препарата на формирование склеротического процесса на протяжении 13,5 мес пострадиационного периода. Через 9 мес после облучения стромальные компонента в сердечной мышце у леченых живот-

ных занимали меньший объем по сравнению с группой животных, не получавших №. Коэффициент соотношения строма/пяренхима в сравниваемых вариантах был соответственно равен: 0,158 + 0,007 и 0,195 + + 0,008 (Р< 0,05). К 13,5 мес группы подопытных животных не различались между собой по данному показателю. Однако, если величина относительного объема стромм в сердечной мышце облученных и получавших FB крыс не отличалась от значений необлученного одиовозраст-ного контроля, то в группе облученных, но нелеченых животных указанные различии продолжали сохраняться.

Основная причина неоднозначности влияния iE на степень развитие лучевого кардиосклероза и пневмосклероза заключается, вероятно, в механизме до.Пстбия препарата, связанного, главным образом, с коррекцией оноргетических и пластических ресурсов миокарда (Николаева Л.Ф. и др., 1975).

Полученные) донные обращают внимание исследователей на тот факт, что при разработке направлений фармакологической профилактики и • • терапии отдаленных последствий лучевого воздействия, наряду с общими принципами, необходимо учитывать и структурно функциональные особенности отдельных органов и тканей.

ОЦШКА РАДИОЗАЩШОГО ДЕЙСТВИЯ ОЩШ ГАЗОВОЙ ГИПОКСИИ НА РАЗВИТИЕ ЛУЧЕВОГО СКЛЕРОЗА

Задачей проведенных исследований явилось выяснение вопроса о возможности использования газовых гипоксических смесей (ГГС) в момент лучевого воздействия для уменьшения частоты развития и тяжести лучевого склероза, а также установление величины защитного эффекта гипоксии по данным критериям.

Мышей подвергали однократному общему у -облучению в диапазоне доз 2,5-7,5 Гр в воздухе или в газовой смеси, содержавшей 6,06,6% кислорода и азот. В экспериментах, длительность которых опре-

делялась временем естественной гибели всех животных подопытных и контрольных групп, гистологически подтвержденный диагноз склероза был зарегистрирован лишь в сердце и почках мыией, подвергнутых / радиационному воздействию. У животных, облученных в 1ТС, кардио-и нефросклерозы развивались в более поздние сроки пострадиационного периода и степень выраженности их была значительно меньшей по сравнению с мышами, облученными в соответствующей дозе в воздухе. Нарастание процента животных со склерозами при увеличении дозы излучения в полулогарифмической системе координат описывалась линейной зависимостью при облучении в воздухе и в гипоксии. <ШД (фактор изменения дозы) гипоксии, определенный по соотношению наклонов соответствующих кривых, был равен 1,5.

Для решения вопроса о наличии эффекта и величине радиозашит-ного действия гипоксии на формирование лучевого .пневмосклзроза были проведены опыты с однократным рентгеновским облучением правой половины грудной клетки крыс в дозах 10; 14,3; 20 Гр в воздухе или в' условиях дыхания проточной ГГС с 10% кислорода. Патолого-анатоыическое (макро- и микро-) исследование легких ¡животных через 3, 6 и 12 ыее после радиационного воздействия выявило меньшую частоту возникновения и распространенность патологических процессов в легком крыо, облученных в ГГС, по сравнению с облученными в той же дозе в воздухе.

Сравнительный анализ динамики накопления КВ в ткани легкого животных, облученных в соответствующих дозах в воздухе или.гипоксии (табл. 2), свидетельствовал о защитной действии ГГС-Ю на степень выраженности пневмосклероза. И1Д (коэффициент изменения дозы) гипоксии по данному критерию составил 1,44 + 0,07.

Таблица 2.

Содержание коллагеновых волокон (Ж) в ткани легкого у животных, облученных в воздухе или в гипоксии..

Группы животных Доза (Гр) Время после облучения (мес)

3 6 12

Контроль 9±0,8 (10) 9±0,8 (10) 10±1,4 (10)

10 в воздухе 18±3,1 (10) 27*1,1 (11)

14,3 в ITC 18±1,9 (11) 22*1 ,7 (16) 25*3,9 (10)

14,3 в воздухе 29*3,Г(11 ) 3612,2** (10) 37*3,6 (10)

20 в ITC 25*3,0 (10) 30±3,3 (10) 35±4,3 (11)

20 в воздухе 25t2,2 (10) 35t2,9 (10) -

Примечания: в скобках - число животных; •

*; ** - отличия от показателя у животных, облученных в той же дозе в ГТС, достоверны при Р,соответственно, - <0,05 и < 0,01.

ВЫВОДЫ:

1. Зормирование лучевого пневмосклероза происходит на фоне хронического воспалительного процесса с преобладанием продуктивного компонента и признаками активизации иммунных реакций.

2. Содержание коллагеновых волокон в ткани легкого' возрастет при повышении дозы лучевого воздействия, а его изменений' в пострадиационный период имеют фазный характер.

Развитие лучевого пневмосклероза сопровождается увеличениеи числа крупных пучков коллагеновых фибрилл с нарастанием в них* доли тонких фибриллярных элементов.

3. Рост численной плотности клеток в интерстиции межальвео-

лярных перегородок облученного легкого сочетается с длительно персистирующими сдвигами в относительном содержании различных клеточных популяций и соотношениях между ними, что приводит к изменениям в составе соединительнотканных клеток по сравнению с интактными животными всех возрастных групп.

4. Тучные клетки участвуют .в процессах, связанных с прогрессирующим накоплением фиброзной ткани в облученном легком. Нарастание количества их дегранулированкых форм в ткани легкого коррелирует с повышением процентного содержания коллагеновьгх волокон после лучевого воздействия.

5. Структурные преобразования в ткани легкого при развитии лучевого пневмосклероза и при естественном старении организма нб являются идентичными. Степень выраженности изменений в численной плотности, размерах или относительном объеме большинства структурных компонентов в облученном легком достигают величин, не характерных для естественных возрастных сдвигов. Кроме того, при формировании лучевого склероза и в процессе геронтогенеза имеют место разнонаправленные сдвиги в относительном содержании ряда клеточных популяций интерстиция и их соотношениях» а также в динамике изменения•содержания эластических волокон.

6. Общая газовая гипоксия, создаваемая на время лучевого воздействия, уменьшает частоту возникновения и выраженность органных склерозов. Коэффициент изменения дозы (ЩЦ) при использовании гипоксической смест с 10$ кислорода и азотом (ГГС-Ю) пс показателю степени разрастания фиброзной ткани в облученном легком составляет 1,44 + 0,07.

7. Корректирующее влияние ряда лекарственных средств на течение лучевого пневмосклероза зависит от сроков их применения и стадии развития процесса. К их числу относятся препараты (колхи-

цин, Д-пеницилламин), модифицирующие метаболизм коллагена и ослабляющие степень накопления фиброзной ткани в облученном легком.

8. Терапевтическое действие пуринового нуклеозида - рибоксина на тяжесть развития лучевого склероза имеет органную специфичность. Стимуляция внутриклеточных восстановительных процессов с помощью данного препарата уменьшает выраженность радиоиндуцирован-ной кардиальной патологии, в том числе кардиосклероза, но не эффективна в отношении лучевого пневмосклероза.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. (Александров СГН7|. Дубровская В.Ф., Вайнсон A.A., Геер Л.И., Шишко Т.Т. О защитном эффекте гипоксии при общем лучевом воздей- . ствии.// Восстановительные и компенсаторные процессы при лучевых поражениях: У111 Всес.научн.конф. Ленинград., ноябрь, 1982: Тез. докл. - Д., 1982. - С. I0I-I02.

2. Дубровская В.Ф., Вайнсон A.A., Губарева A.B., Геер Л.И., Шишко Т.Т. Защитный эффект гипоксии от отдаленных последствий однократного общего облучения. // XI Всес.съезд рентгенол. и радиол. Таллинн, 2-4 октября, 1984,- Тез.докл.- Ыосква-Обнинск. 1984. -С. 28-29. •

'3. Дубровская В.Ф., Вайнсон A.A., Губарева A.B., Геер Л.П., Шишко Т.Т. Защитный эффект гипоксии по показателям отдаленного поражения после однократного общего и регионарного облучения животных. // Сборн.научн.трудов "Использование газовых «токсических смесей для оптимизации лучевой терапии злокачественных новообразований". -'Обнинск. - 1984. -С. 26-28.

4. Дубровская В.Ф., Жербин ci.A., Губарева A.B., Вайнсон A.A. Изучение влияния гипоксии на частоту развития новообразований у тотально облученных мышей. // УН съезд онкологов УССР. Симферополь. 2-5 октября I9Ö5.: Тез.докл. - Симферополь, - 1985. - С. 312-313.

5. Дубровская В.(Б., Вайнсон A.A., Губарева A.B., Геер Л.И. Шишко Т.Т. Оценка радиозащитного эффекта общей газовой гипоксии по критериям отдаленного лучевого поражения. // Радиобиология, -1985. - Т. 25. - Вып. 5. - С. 670-675.

6. Дубровская В.Ф., Губарева A.B., Жербин Ь.А. Влияние общей газовой гипоксии на частоту возникновения и вид новообразовании у облученных животных. //Вопросы онкологии.-IS66. - Т.32. - № 5. -С. 71-75.

7. Дубровская B.ä)., Губарева A.B., Геер Л.И., Шишко Т.Т. Морфогенез пострадиационного пневмосклероза после однократного и фракционированного локального облучения в условиях гипоксии. //Восстановительные и компенсаторные процессы при лучевых поражениях"

IX Всес.научн.конф. Ленинград, октябрь, 19У6. Тез .докл. -Л., 1986.' - С. 122

8. Дубровская В.Ф., Губарева A.B. Защитный эффект общей газовой гипоксии на развитие отдаленной патологии легких крыс, вызванной однократным локальным облучением.// Радиобиология. - 1967« -Т.г 27. - Был. 6. - С. 793-79о.

9. Фомин Ю.А., Дубровская В.Ф. Рентгеноморфологическое изучение патологии легких у животных при различных режимах и условиях лучевого воздействия. // Актуальные вопросы экспериментальной и клинической рентгенорадиологии.// Всес.научн.конф. Ленинград, ноябрь, I9öB. Тез .докл.-Jl., 1988. - С. 142-144.

10. Дубровская В.Ф. Оценка защитного действия газовых гипо-ксических смесей по различным критериям отдаленного лучевого поражения в эксперименте,// Актуальные вопросы экспериментальной и клинической рентгенорадиологии: Всес.научн.конф. Ленинград, ноябрь, I9bÖ: Тез.докл. - Л., 19ЬЬ. - С. 244-246.

11. Дубровская В.Й. Динамика изменений некоторых компонентов легочной ткани в процессе формирования радиоиндуцированНого пневмосклероза (морфоматрическое исследование).// I Всес.радиобиологический съезд. Москва, 21-27 августа, I9Ö9: Тез.докл. - Т.4. Пущине. - I9ö9. - С,- 194-195.

12. Dubrovskaya V.F., Gubareva A.V., Stepanov K.P. Modifizierende Wirkung hypoxiaeher Gasgemischs auf die Entwicklung von Strahleninduzierton Sklerosen.// Radiobiol. Radiotherap.-1990,- v. 31.- H.1 - S. 79-S4.

13. Дубровская В.Ф. Основные направления фармакологической коррекции лучевых склерозов (Обзор).// Медицинская радиология. -1УУ1. - Т. Зо. - £ б. - С. 05-57.

14. Дубровская Ь.4. Патогенез радиоиндуцированных склерозов (Обзор ).// Ьед.радиология. - 1991. - Т. 36. - № II. - С.53-57.

Ь. Дубровская ВЖ Динамика структурных параметров тучных клаток и накопления коллагеновых волокон в процессе формирования радиоиндуцированного ляевмосклероза у крыс (количественное исследование).// Радиобиология. - 1991. - Т. 31. - Вып. 4. - С. 485- чУО.

1С. Дуориискал В.Ф., Шишко Т.Т., Степанов IUI. Изменения фибриллярных структур стромы легкого в процессе лучевого склеро-1(,неза. // Сб.нцучм,трудов:"Вопросы вкслериментальной и клинической ринтг0норндиилогии".л. - 1991. - С. Ь9-90.

IV. Фомин U.A., Дубровская В.Ф. 1'ентгвноморфологическое изу-чвниа патологии легких у животных при различных режимах и условиях лучевого воздействия. // Сб.научн.трудов:" Вопросы экспериментальной и клинической рентгенорадиологии". Л.-1991.- С. I0I-I05.

IQ. Ввртанян Л.П., Горшем Г.Ф., Дубровская В.Ф., Степанов Р.П, Шишко Т.Т. Профилактика лучевого поражения сердца с помощью рибоксин«.// Тез. докл. X научн. конф. "Восстановительные и компенсаторные процессы при лучевых повреждениях". С;-Петербург. - 1992,-С. 27-20.

19. Дубровская В.Ф. Коррекция рпдкоиндупированноП патологии легких с помощью препаратов, воздеРствуищих на метаболизм коллагена. // Тоэ. докл. X научн. конф. "Восстановительные и компенсаторные процессы при лучовых повреждениях". С.-Петербург. - 1992,-

С. 62-63.

20. Дубровская В.Ф. Особенности точения воспалительно-репарпти-пмой реакции легочной ткани в ответ на лучевое повреждение. // Тез. докл. X нвучн. конф. "Восстановительные и компенсаторные процессы при лучевых повреждениях". С.-Петербург.- 1992.- С. 63-64.