Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биохимическая оценка пострадиационных изменений углеводного обмена и радиопоражаемости соединительной ткани

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Биохимическая оценка пострадиационных изменений углеводного обмена и радиопоражаемости соединительной ткани"

ХАРЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

БИОХИМИЧЕСКАЯ СЦЕНКА ПОСГОЦЦШЩШНЫЗС ИЗМЕНЕНИЙ УГТЕЕВСДНОГО СШЕНА И РАДИШСШИШССТИ СОВДИНИ-=.ТЕЛШСЙ ТКАНИ

СВ. 00.04. - Биологическая химия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кавдвдата биологических наук

На правах рукописи

Узленкова Наталья Евгеньевна

Харьков - 1992

Работа выполнена в Харьковской ШШ медицинской радиологии

Научный руководитель - кандвдат биологических наук старший научный сотрудник Френкель Людмила Абррмовна

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, член-корреспондент АН Украины, профессор

Белоус Аполлон Максимович /институт проблем криогенной биологии и медицины АН Украины/

доктор биологических наук Тимошенко СЬп>га Павловна /институт ортопедии и травматологии им. проф. М.И.Ситенко, г.Харьков/

Ведущая организация - Киевский научно-исследовательский онкологический институт МЗ Украины

Защита состоится »/Г " _ 1992г. в 15 ч 15мин

на заседании специализированного совета К. 053.06.(7? Харьковского государственного университета /310077, Харьков, пл.Свободы, 4, ауд. III-I5

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке ХГУ

Автореферат разослан 1992г.

Ученый секретарь специализированного совета <

кандвдат биологических наук А.Б.Некрасова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность темы* Вопросы механизмов развития пострадиационных повреждений в жизненно-важных системах организма составляя? одну из актуальных: проблем современной биохимии и радиационной медицины в виду глобального характера последствий аварии на Чернобыльской АСС.

К таким системам относится соединительная ткань, которая, являясь составной частью всех органов и тканей, осуществляет в организме структурно-метаболическую, барьерную, ионнообменную, репаративную и другие функции /Серов В.В., Щехтер A.B., 1981, Слуцкий Л.И., 1961, 1984/> В настоящее время установлено, что обладая высокой реактивностью, соединительная ткань реагирует на различные повреждающие воз действия среды, в том числе на действие ионизирующей радиации /Кур-пешев O.K., 1984, Стрелин Г.С., 1978/^ предопределяя, в определен-» ной мере, развитие' таких патогенетических последствий как лучевые повреждения кожи, сосудистой системы, кишечника /Африканова Л.А., 1975, Бардычев М.С., Цыб А.Ф., 1985, Володин В.М. и др., 1970/, Фиброзы легких и кости /Ренел М. и др. ¿1967, АгапЛ 1974/, точечные некрозы сердечной мышцы f&a-verJ J/. 1986, Ф/е nJrgTi'SSL/ отеки головного мозга /Соколов И.И., 1987/.

Шесте с тем, как показали реальные условия, радиационному воздей ствию практически всегда предшествуют или сопутствуют стрессорные эффекты в организме, без оценки вклада которых в структуру лучевого поражения невозможно выяснение механизмов радиопоражаемости тнаней.

Известно, что одним из основных показателей структурной и функциональной полноценности соединительной ткани является уровень содер жания в ней углеводных компонентов-гликозаминогэшканов /ГАГ/,-которые определяют механико-пластические свойства, ионную и мембранную проницаемость, процессы фибриллогенеза и другие /Me>r*ttf0.f frews M.f 1977, 1977/. В связи с этим, изучение сис-

темы ГАГ в условиях различных воздействий является необходимым звеном в общей проблеме патологии и реактивности соединительной ткани. Оцнако,многие вопросы, определяющие характер изменений в системе ГАГ, остаются невыясненными. Так, данные о влиянии ионизирупцей радиации на метаболиты ГАГ немногочисленны, противоречивы и не позволяют сделать однозначного вывода о закономерностях пострадиационных изменений этих соединений в различных видах соединительной тканш /Модяев В.П., 1979, 1581, Цевелева И.А.,1970, Шиманская К.Б., 1971/.

Не выявлено сведений- о влиянии стресса на течение пострадиационных эс№ектов в системе ГАГ. Не изучен вопрос связи метаболизма ГАГ с состоянием регуляторных систем в условиях воздействия на организм

стрессорного и радиационного фактора как изолированно, так и в сочетании. Отсутствие таких комплексных исследований для соединительной ткани не позволяет составить единого представления о возможных биохимических механизмах патогенеза её лучевого повреждения.

Цель и задачи исследования. В связи с вышеизложенным, целью настоящей работы явилась биохимическая оценка радиопоражямости соединительной ткани на основе изучения её регуяяторно-метаболических параметров при воздействии на организм ионизирующей радиации, острого нейрогенного стресса и их сочетания.

Для осуществления поставленной цели решались следующие задачи:

1. ЕЬявить закономерности изменений системы ГАГ в соединительной ткани различных органов в условиях облучения, острого нейрогенного стресса и их сочетания.

2. Изучить особенности изменений регуляторных систем циклических нуклеотидов и простаглавдинов в комплексе с показателями метаболизма углеводов, взаимосвязанных с метаболизмом ГАГ, в соединительной ткани тонкого кишечника, как наиболее радиопоражаемой системы организма, в условиях облучения, острого нейрогенного стресса и их сочетания.

3. Определить информативную значимость показателей метаболизма ГАГ для характеристики радиационного поражения соединительной ткани и прогнозирования активности репарационных процессов при направленной его терапии.

4. Провести клиническую апробацию предложенных биохимических критериев у больных с лучевыми повреждениями мягких тканей.

Научная новизна. В работе впервые показано, что на воздействие ионизирующей радиации соединительно-тканные структуры различных органов отвечают универсальной реакцией, проявляющейся в аномальном накоплении ГАГ. Выявлено, что острый нейрогенный стресс значительно модифицирует пострадиационные эффекты в системе ГАГ, снижая их избы-, точное накопление в ткани всех исследуемых органов. Вйервые установлено, что аномальное накопление в соединительной ткани компонентов ГАГ при облучении обусловлено пострадиационной дисфункцией системы цАМФ, приводящей к торможению гликолитических процессов в ткани и переключению путей утилизации гликогена на: синтез ГАГ.

Показатели метаболизма ГАГ предложены в качестве биохимических критериев при оценки степени радиационного поражения соединительной ткани. Клиническая апробация предложенных критериев показала их информативность для адекватной характеристики вида лучевого поражения /лучевой фиброз или лучевая язва/ и количественной оценки степени активации репарационных процессов в зоне повреждения.

Теоретическая и практическая значимость. Результаты настоящей работы имеют теоритическую значимость, так как вносят существенный вклад в проблему механизмов развития пострадиационных эффектов в системе соединительной ткани и их модификации под влиянием острого нейрогенного стресса. Выявленные причинно-следственные связи изменений регуляторно-метаболических параметров соединительной ткани в условиях воздействия острого нейрогенного стресса и радиации могут составить научную основу для перспективных разработок путей направленной профилактики и коррекции патогенетических последствий в облученном организме.

Разработанный комплекс биохимических показателей, отражающих состояние метаболизма ГАГ, ииеет практическую значимость для клиники лучевой патологии. Данные показатели могут использоваться в качествен количественных критериев радиопоражения соединительно-тканных структур кожи и мягких тканей и .прогнозирования эффективности проводимой терапии по уровню активации репарационных процессов в зоне поврждения. Предложенные критерии апробированы и внедрены в клиническую практику. На "Способ определния активации регенерационного процесса при лучевой язве и фиброзе мягких тканей" получено.авторское свидетельство на изобретение №1400278 от 1.02.1388г.

Апробация работы. Материалы диссертации представлены на I Герон-тологическом съезде /Днепропетровск, 1988/, Всесоюзной научной, конференции "Биохимия-медицине"/Лен-град, 1988/, I Радиобиологическом съезде /Цущино,1989/. Материалы диссертации докладывались на Всесоюзном совещании "Диагностика и лечение поздних местных лучевых пов-резвдений"/Обнинск, 1988/, конкурсе-конференции молодых ученых НЙИМР /Обнинск,1987/, XIII научно-практической конференции молодых.ученых-медиков /Харьков, 1987/, на научных конференциях молодых ученых ХНИ-ИМР /1986,1987,1988,1989гг./.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, получено I авторское свидетельство на изобретение.

Объем и структура диссертационной работы. Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста и состоит из введения, аналитического обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения полученных результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка цитируемой литературы/ 224 наименования/. В тексте имеется 25 рисунков, 3 таблицы, при этом 15 таблиц и 3 рисунка вынесены в'Нриложение".

СОДЕРЖАНИЕ РАБОШ

Материалы и методы исследования. Исследования были проведены на 842 белых крысах-самцах линии Вистар 3-х месячного возраста. Каждое экспериментальное значение получено на не менее» чем 6-8 образцах. Материалом исследования служила соединительная ткань тонкого кишечника, сосудов, сердечной мышцы и легких. Эксперименты проводились в сериях: I-интактные животные /контроль/; 2-животные, подвергавшиеся общему рентгеновскому облучению в дозах, моделирующих лучевую болезн легкой, средней и тяжелой степени тяжести /2Гр, 4Гр и 7Гр/; 3-живот-ные, у которых вызывался острый нейрогенный стресс; 4-животные, подвергшиеся сочетанию воздействия стресса и последующего облучения в указанных дозах. Общее рентгеновское облучение животных проводилось на аппарате РУМ-17 при мощности дозы 0,47Гр/мин в стандартных технических условиях:напряжение 200кв, сила тока ICM, KS&P-40 см, фильтры 0,5Си, I,QAI. Острый нейрогенный стресс /(ЕС/ вызывался иммобили зацией животных в специально сконструированных клетках-пеналах. При сочетании воздействий стресса и облучения, животные облучались сразу после снятия фактора иммобилизации. Исследования проводились через 3 и 6 часов и на 1,3,7 и 9-е сутки после воздействия. Животных забивали декапитацией. Для решения поставленных задач в соединительной ткани тонкого кишечника, сосудов, сердечно^ мышцы, легких изучался общий уровень ГАГ по их специфическим структурно-метаболическим мар-кераы-гексуроновыы кислотам /ГУК/ карбазоловым методом ф/sAe i- в модификации Stíter Т., Muir И. В соединительной ткани тонкого кишечника изменения уровня содержания ГАГ изучались в комплексе с уровнем содержания гликогена /по методу St ift в г- et of. /1 активности фосфо-рилазы /по методу Фердмана Д.П.,Сопина Е.Ф., 1957/, концентрации молочной и пировиноградной кислот /спектрофотометрический метод 41 о~ Логе/ П., 1970/, содержанием циклических нуклеотидов /цАМФ,цГШ/ и простаглавдинов группы Eg и Fg^. Концентрацию циклических нуклеотидов и простагландинов определяли радиоизотопным методом при помощи стандартных наборов P^JI-t'O ¿/¿/ЧССР/, фирмы, (¿тсо£ /США/

и Y^-Proi/dySona/in fa¿'//Венгрия/. Для экстракции циклических нуклеотидов из ткани, образцы тканей гомогенизировали на холоду в трис-буфере рН-7,5 с 4мМ ЭДЕА. Разделение простагландинов на индивидуальные серии ПГ-А, ПГ-Е, ПГ-Г осуществляли хроматографически на колонках с кремниевой кислотой. Простагландины элюировали с адсорбента смесью бензол : этилацетат с добавлением метанола в различных соотношениях.

Определяю содержания сиаловых кислот в сыворотке крови больных производили по методу Не tí atoé.

б

Полученные результаты обработаны математически /Рокицкий П., 1973 у Иберл К., 1980/. Расчеты реализованы на ЭВМ ЕС-10Б5М.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ СБСУВДЕНИЕ

Результаты изучения общего содержания ГАГ в соединительной ткани различных органов представлены в таблице I.

Согласно полученным данным, облучение вызывало закономерное накопление углеводных компонентов в соединительной ткани изучаемых органов уже в ранние сроки пострадиационного периода / 3-6 часов и 1-3 сутки/. При этом степень накопления ГАГ в различных по радиочувствительности тканях зависела от дозы облучения и типа исследуемой ткани. Выявлено, что облучение в нелетальной дозе /2Гр/ практически не оказывает существенного влияния на уровень содержания ГАГ в соединительной ткани относительно радиорезистентных органов /легкие, сердечная мышца/. В то же время, в соединительной ткани сосудов и кишечника эта же доза облучения вызывала достоверное увеличение содержания ГАГ до 3-х суток включительно, в среднем до 133% и 178&. Максимальное увеличение содержания ГАГ при данной дозе облучения во все сроки исследования наблюдалось в соединительной ткани тонкого кишечника, являющегося одной из наиболее радиочувствительных систем организма* Облучение в летальной дозе /7Гр/ вызывало возрастание уровня ГАГ во всех исследуемых типах соединительной ткани в период с 1-х по 7-е сутки.

Острый нейрогенный стресс практически не менял содержания ГАГ в соединительной ткани легких, сосудов и кишечника. Исключение составляла сердечная мышца, в которой наблюдалось достоверное повышение показателя во все исследуемые сроки реадаптации.

Острый нейрогенный стресс, предшествующий облучению, оказывал значительный модифицирующий эффект на характер пострадиационного поведения системы ГАГ во всех исследуемых типах тканей. Этот эффект проявлялся в выраженном относительном снижении уровня накопления ГАГ в тканях тонкого кишечника и сосудов по сравнению с изолированный облучением, а также вызывал практическую нормализацию показателя к 9-м суткам наблюдений в легких и сердечной, мышце.

Ранние пострадиационные нарушения в системе ГАГ, выявленные в соединительной ткани тонкого кишечника и сосудов даже при малой дозе облучения, могут являться одной из первопричин в нарушении проницаемости тканей, развитии микроциркуляторных расстройств и, как следствие, изменении трофических их возможностей при облучении. Именно с эти* позиций может рассматриваться важная роль, соединительной тка

' : Таблица I.

Содержание гексуроновых кислот в соединительной ткани различных органов крыс после острого нейрогенного стресса, рентгеновского облучения в разных дозах и их сочетания /мг на 100г сухой ткани/.

Сроки --

исследо- Стресс вания

ВОЗДЕЙСТВИЯ

Облучение

Стресс + облучение

2Гр

7Гр

2Гр

Тонкий кишечник. . Контроль 0,54 (>0,01 3 часа

6 часов 24 часа 3 сутки

7 сутки

Сосуды Контроль 3 часа

6 часов 24 часа 3 сутки

7 сутки

Сердечная

Контроль 24часа 3 сутки 7 сутки 9 сутки

Легкие Контроль 24 часа' 3 сутки 7 сутки 9 сутки

0,593+0,03* 0,697+0,03х 0,611+0,0? 0,494+0,01х 0,504+0, (Ях

1,17+0,089 1,12+0,086 1,09+0,069 1,34+0,035*' 0,84+0,017* 1,01+0,100

ьдщтттд-

1,185+0,0/ 0,749+0,0? 1,248+0,1С? 0,676+0,06х 0,538+0,05

1,57+0,059* 1,55+0,07(5е 1,53+0,029х 1,59+0,079х 0,78+0,027х

0,901+0,03х 0,864+0,07* 1,139+0,09* 0,966+0,04х 0,691+0,04х

1,80+0,158х 1,47+0,084х 2,16+0,025х 1,73+0,061х

0,779+0, IIх 0,590+0,0^ 0,458+0,03х 0,545+0,04 0,521+0,01х 0,571+0,08* 0,579+0,0^' 0,611+0, С(Г 0,563+0,06х 0,485+0,03*

0,83+0,01х 0,94+0,052* 1,01+0,08х I,ОС«),077 0,91+0,04х 1,05+0,079 О.б^О.Ов* 1,02+0,041 0,7(Ж), 093*1,07+0,019

0,571+0,01

0,696+0,03* 0,522+0,02х 0,833+0,02х

0,642+0,01х 0,853+0,02х 0,708+0,06х

0,730+0,03х 0,642+0,04х 0,964+0,04х

0,767+0,03х 0,536+0,03' 0,655+0,02х

0,350+0,02

0,367+0,04х 0,320+0,04х 0,400+0,03х

0,287+0,03х 0,353+0,05 О^г^О.С^ 0,357+0,05 0,362+0,04х 0,533+0,05х

0,379+0,03х 0,355+0,03 0,411+0,05х

0,562+0,05 0,730+0,03х 0,596+0,03х0,765+0,04х 0,583+0,04 0,676+0,05х 0,536+0,06х0,613+0,05х

0,306+0,04х0,411+0,07х 0,327+0,01х0,441+0,02х 0,337+0,03*0,393+0,08х 0,343+0,05 0,323+0,06*

X/ - достоверное различие с контролем при р £ 0,05

ни и .прежде всего, таких её структурно-метаболических параметров как ГАГ, з патогенезе развития ранних и поздних лучевых повреждений.

С целью выяснения возможных механизмов обнаруженных изменений в системе ГАГ соединительной ткани в условиях действия радиации, острого нейрогенного стресса и их сочетания, а также оценки вклада неспецифических элементов стрессорных реакций в схему радиопоражае-мости соединительно-тканных структур, соединительная ткань тонкого кишечника- была подвергнута более глубокому изучению.

При изучении показателей систем регуляции в условиях облучения обнаружено, что с пострадиационными сдвигами в системе циклических нуклеотидов сопряжены пострадиационные изменения в системе простаг-ландинов. При этом установлена обратная зависимость между показателями уровня содержания цА® и ПГЕ^, а также ц1Ж и ПГТ^ в динамике лучевого поражения. Характерным для изменений в обеих регуляторных системах в динамике их развития являлась закономерная преемственность проявляющаяся в том, что с увеличением дозы облучения происходило снижение- эндогенного фонда цАМЗ> и цП® в разгаре-лучевой болезни на фоне усиления продукции ПГЕ^ и ШТ^ /рисунок 1,2/.

Так, при облучении в дозе 2Гр снижение уровня цШ> до 7С?6 в первые 3 часа после воздействия было сопряжено с достоверным повышением уровня ПГЕз до 16896 /рис.1/. Увеличение содержания цАМФ на 3-7 сутки /в среднем до 240 - 28С?6/ сопровождалось снижением уровня ПГЕ^ до 80^. При облучении в дозе 4Гр снижение во все сроки наблюдений показателя цА1® происходило при одновременном умеренном повышении уровня ПТЕ^. В то же время при облучении в дозе 7Гр наблюдалось максимальное накопление ПТЕ^ / до 180-240« /, сопряженное с наибольшим снижением содержания цАШ /до 55#/.

Характер соотношения сдвигов показателей ц1Ш> и ШТ.^ также на-дился в зависимости от степени тяжести радиационного поражения. При облучении в дозах 2Гр и 4Гр в раннем периоде наблюдалось снижение фонда ПГТ^, в среднем до 6556, на фоне повышения содержания цШФ до 180-2006 /рис.2./. При воздействии летальной дозы облучения через 3 и 24 часа происходило возрастание уровня ПП7^ до 15056

Рис.2. Изменение содержания цШ6 и ПГР^ в тонком кишечнике крыс после рентгеновского облучения в дозах 2Гр, 4Гр и 7Гр. Обозначения как на рис.1.

Таким образом, воздействие облучения в летальной дозе приводило к максимальному увеличению содержания в ткани обеих форм прос-тагландинов, выраженному через 3 часа и на 1-3 сутки пострадиационного периода, при одновременном максимальном снижении содержания обеих форм циклических нуклеотидов. Учитывая тот факт, что ПГЕ^ преимущественно связаны с адренергическими, а ПГР^ с холинэрги-ческими медиаторными процессами /Ажгихин И.О., 1978, 1978, (¡¡гатр/'сп!?., 1977/, можно предполагать, что в условиях пострадиационного ингибирования циклазной системы регуляции, про-стагландины, выполняя функций внутритканевых гормонов, могут брать на себя регуляторные функции, направленные на сохранение гомеоста-за клеток кишечника в условиях лучевого поражения. С этой точки зрения, пострадиационное возрастание уровня простагландинов в тонком кишечнике при одновременном снижении фонда циклических нуклеотидов может рассматриваться как проявление компенсаторных возможностей ткани к восстановлению системы ее регуляции.

Согласно полученным данным, острый нейрогенный стресс вызывал резкое увеличение содержания цАМс& в ткани кишечника /до 29596 в первые 6 часов/, снижение уровня цШ& во все сроки, в среднем до 36%, с сопряженным снижением обеих форм простагландинов /рисунок 3,4/.

Рис. 3. Изменение содержания пД1® и ПГЕ^ в тонком кишечнике крыс после острого нейрогенного стресса и в сочетании с облучением в дозах 2Гр, 4Гр и 7Гр.

Острый нейрогенный стресс способствовал сохранению активности циклазной системы при последующем облучении в дозах 2Гр и 4Гр. Это проявлялось в том, что уровень ц/ШФ в ткани оставался повышенным^ вплоть до 3-х суток после воздействия, при одновременном достоверном снижении содержания цГШ почти до а также ПП^, в среднем до 45?«.

Рис. 4. Изменение содержания цП.® и ПГР^ в тонком кишечнике крыс после острого нейрогенного стресса и в сочетании с облучением в дозах 2Гр, 4Гр и 7Гр. Обозначения как на рис.3..

При сочетании воздействий стресса и облучения в дозе ?Гр, основную роль в характере изменений систем регуляции играл радиационный фактор, о чем свидетельство вал низкий уровень цАМ$ и цШФ в ткани до 1-х суток на фоне сохраняющегося высоким уровнем содержания обеих: форм гростагландинов. Модифицирующий эффект стресса при летальной дозе облучения проявлялся в разгаре лучевой болезни и состоял в достоверном увеличении. содержания цАМ на 3-7 сутки, по сравнению с изолированным облучением, при одновременном максимальном снижении содержания ПГЕ^ в эти сроки.

Результаты изучения показателей углеводного обмена представлены в таблице 2. Проведенные исследования показали, что пру всех изученных воздействиях в ткани кишечника происходит уменьшение содержания гликогена как в ранние сроки, 3-6 часов, так и на 3-7 сутки.

В условиях острого нейрогенннго стресса, снижение содержания гликогена в ранние сроки сопровождалось значительным падением уровня пировиноградной кислоты, до 45% через 3 часа, повышением содержания молочной кислоты и резким возрастанием коэффициента МК/ПВК, до 3206 на 3 часа, что свидетельствовало об активации реакций гликолиза в ткани кишечника в эти сроки. В более поздней фазе постстрессорных реакций наблюдалось возрастание содержания пирувата, нормализация уровня лактата и снижение коэффициента МК/ПШ. Обнаруженное постстре-ссорное уменьшение содержания гликогена и усиление утилизации его в ранние сроки в реакциях гликолиза является неспецифической, защитно-компенсаторной реакцией ткани, направленной на энергообеспечение адаптационных процессов в ответ на действие стресса. Это, в свою очередь, может являться причиной отсутствия значимых изменений содержания ГАГ в ткани при стрессе, для синтеза которых гликоген является основным пластическим материалом.

При воздействии облучения во всех испытанных дозах не происходило активации гликолитических процессов: уровень содержания пирувата был достоверно повышен практически во все сроки, содержание лактата существенно не менялось, значения коэффициента МК/ПЕК достоверно снижались во все изучаемые сроки пострадиационного периода /табл.2/. Принимая во внимание установленное снижение эндогенного фонда цА® после облучения, можно полагать, что происходит связанное с этим торможение гликолитических реакций и переключение путей утилизации гликогена на новообразование ГАГ, о чем свидетельствует пострадиационное накопление их в ткани.

В условиях сочетанного воздействия стресса и облучения, уровень гликолитических реакций в ткани возрастал, по сравнению с изолированным облучением, в ранние сроки при дозе облучения 2Гр, в период

Таблица 2.

Изменение показателен углеводного обмена в тонком кишечнике крыс после острого неЗрогенного стресса, рентгеновского облучения в разных дозах я нх сочетания /мг на 100г ткани/.

Сроки исследования

ВОЗДЕЙСТВИЯ

стресс

2Гр

облучение

4Гр

7Гр

строос + облучение

2Гр

4Гр

JSL

Гликоген Coi

6,часов 51,( Цчаса

О сутки J4,¿¿+0, JA

7 су-ки 39,50+2,54^

зз^Б+г.ог1

Я! эЙ; 13

Дировиноградваяы кислота Контроль 1,50840,03

3 часа 0,53540,0$? 2,23+0,14^ в часов 1,015+0,IIх г.огвчо^ю*

S 24 часа 1,7253),23 1,330+0,29

З сугки 2,11640,27х 1,87040,20х

7 сутки 1,732+0,14 I,945jO,I4x Молочная кислота контроль 10,35+ф,43 3 часа 12,5ГО,2&Х 9,I57¿0,52

6 часов 10,1230,49 11,32+1,15 24часа 12,1241,87х 8,89040,30х 3 сутки 10,37*0,80 11,71+0,76

7 сутки I0,475i;i4 I0,743D,33 Молочзая/ди^ованогоадная кяадота

3 часа 23,"3в+2,35х 4,18740.47х

6 часов 10; 5951,45х 5,64+0', 671х

24 часа 7,66§r87, 4 88+1 01?

3 сутки 5,2593,28х 6,72+1,26

7 сутки 6,2140,64 5,7(Ж),933

33,15+4,28х 43,02+3,45*

1,767^0,23* 1,62640,32,2,022+0, ЕГ

I,99540,18х 2,060«,13*

12,89+0,72х П,30+0,35

II,5540,64 9¿33+5.40-T

8,05+1,95 6,74+0,79 5,72g;i5* 4,76?);39*

6,I8jO,68

х/ - достоверные различия с контролем при р» 0,05

41,37+4,0^ 3018^)7^

1,90540,05х 1,870+0,18х 1,327%,15 1,80840,87х I,826^0,17х

10,51+0,40 10,78+1,79 9,30740,43 10.77+0,72 9,60620,15

5,52+0,19* 6,11+1 49^ 4;87TO¡23X 6,03+0,58

5,35jjo,52*

51,59+2,39 35,03+2,04х

4б!66+2)22х

2,213+0,18х I,150+0,08^ 0,73370,1Г 2,22040,05х О,870*0,09»

9,24+1,03 _ 15,23+1,31х 17,2451,65х 9,06+5,65_ i2,sgD|6ix

4,3240,86х

24I0372»37х

1,955+0,22х 2,I60+Q*.I2Í 0,956jP,0? 1,19540,34х 1,11340,07х

7,94+0.165х 9,21540,59

6,77040,47*

12,"""--

15

12,42%,33? ">,163Э|91Х

4,6ЭТ0|33Х I5,5l+2,'2lx

4,24+0,56 х 4,30+0,39* 7.03+0*59 13,7^5,96*

13,63+0', 3х

28,34+43,8^ 32170+112^

I«I47+0,03X li07540,141х I.772Í0.II О,917+0,18х 1,31340,14

16,37+1,67* 12,1^0,35 8,59+0,491* 12,8340,24х

14,35+1,72х

к.з+з^гх ii.ol+i.ié*

3-7 суток при дозе 4Гр и максимально почти во все сроки наблюдения при дозе 7Гр, на что указывают данные по повышению содержания лав-тата и коэффициента МК/ПВК /табл.2/.

С наблюдаемыми в условиях облучения биохимическими изменениями в ткани кишечника могут быть связаны характерные патогенетические пострадиационные последствия. Так, в результате избыточного накоп-. ления ГАГ нарушаются процессы ионного транспорта и проницамости стенок кишечника, усиливается гидратация и вьделение слизи. Сверхпродукция внутритканевых простагландинов, характерная для тяжелой степени лучевого поражения, может предопределять развитие лучевой диарреи, усиление моторики кишечника, развитие кровоизлияний и воспалительных реакций. Выявленные при совместном действии стресса и облучения адаптивная активность циклазной системы, снижение образования избыточных количеств простагландинов, высокий уровень гликолиза и отсутствие аномального накопления ГАГ в комплексе предопределяют развитие в ткани неспецифической метаболической резистентности и способствуют ослаблению радиационных эффектов в ткани кишечника. Это находит подтверждение в снижении частоты развития кишечного синдрома в динамике лучевого" поражения у подопытных животных при облучении их в летальной дозе.

С целью выявления причинно-следственных связей в механизмах регуляторно-метабодического ответа соединительной ткани тонкого кишечника на изученные воздействия, в работе проведен математический анализ получвнных результатов методом главных компонент /Иберл К., 1980/. В результате проведенного анализа для трех исследуемых массивов данных /острый нейрогенный стресс, облучение, стресс+облуче-ние/ выделены главные компоненты, т.е. совокупности измеряемых параметров, являющихся ведущими по значимости и степени информатив- . ности для описания и характеристики изучаемого явления /таблица 3/.

Таблица 3.

Главные компоненты /факторы/ биохимических параметров соединительной ткани тонкого кишечника крыс, подвергнутых острому нейро-генному стрессу, облучению и их сочетанию.

№ Вид воздействия

ФактоРа стресс облучение стиесс+облучение

I цАМФ/цП® /0,78/ МК/ПШ /0,90/ цАШцГШ /0,84/

ПГ%ЛПТ2 /0,92/ МК /0,94/ цШ /0,90/

ПГ&з /0,79/ ПЕК /0,80/

ГУК /0.70/

и пг&г /0,81/ цАМФ /0,84/ МК/ПЕК /0,78/

цА1® /0,76/ ПГЕз/ПГГг /0,87/ МК /0,87/

14

гликоген /0,б7/ МК /0,65/

ITTEg /0,60/ гликоген /0,68/

ПГЕд /0,60/ гликоген /0.68/

III МК/ПШ /0,87/ ПШ /0,93/

цАШ/цП® /0,71/ ПШ /0,81/ цАМФ /0,87/ ГУК /0,65/

пгг2 /0,83/

1У ГУК /0,54/

гликоген /0,53/ ПТЕ^/ПЛ^ /0,86/

цАШ /0,74/ _ПГГо /0,78/

Полученные данные математического анализа свидетельствуют о различной структуре выделенных компонент, отражающих состояние сопряженных регуляторно-метаболических реакций соединительной ткани кишечника в зависимости от вида повреждающего воздействия. Анализируя вццеленные с помощью математического анализа совокупности параметров и их иерархию, можно указать на следующие основные закономерности: в условиях острого нейрогенного стресса в соединительной ткани кишечника первичной и ведущей реакцией является напряжение регуляторной системы циклических нуклеотидов по адренергичес-кому типу с цАШ-сопряженннм подавлением простагландиновой системы регуляции /фактор1/. Напряжение циклазной системы приводит к усилению гликогенолиза и гликолиза, т.е. переключению системы обмена углеводов на максимальное энергообеспечение ткани /фактор 11,111/. С этим связано отсутствие сдвигов в системе ГАГ /фактор1У/. В условиях воздействия ионизирующей радиации ведущей причиной нарушения функционирования ткани является угнетение гликолиза и переключение утилизации гликогена на синтез ГАГ /Фактор1/, что обусловливает снижение резистентности ткани. Развивается дисфункция регуляторной системы циклических нуклеотидов и активация системы внутритканевых простагландинов /фактор 11,111/, Предварительное стресси-рование животных, подвергнутнхооблучению, смещает последовательность иерархической структуры этих реакций. Значимый эффект стресс-фактора сказывается в сохранности первичной активации циклазной системы и цАМФ-зависимых реакций метаболизма углеводов, и прежде всего, гликогенолиза и гликолиза /фактор 1,11/. Усиление утилизация гликогена с реакциях энергообспечения лимитирует синтез ГАГ в ткани /фактор III/, Таким образом, результаты проведенного математического анализа служат подтверждением высказанных в работе основных заключений об особенностях поведения регуляторно-метаболическда систем соединительной ткани кишечника в зависимости от вида повреждающего воздействия.

Установленные закономерности .изменений показателей содержания ГАГ на ранних этапах лучевого поражения в зависимости от его тя-

жести и степени радиочувствительности органов указывают на участие этих соединений в формировании пострадиационных патогенетических последствий на органном уровне, что дало основание их использования в качестве критериев для оценки радиопоражаемости ткани,, Апробация этих критериев в клинике ХНИИМР на 98 больных с лучевыми поражениями соединительной ткани подтвердила их информативность,

ВЫВОДЫ

1. При воздействии на организм ионизирующей радиации на ранних этапах в соединительной ткани происходит повышение содержания гли-козаминогликанов /ГАГ/, степень которого находится в зависимости от тяжести лучевого поражения. Максимальное накопление ГАГ имеет место в радиочувствительных органах - тонком кишечнике и сосудах, минимальное - в легких и сердечной мышце.

2. Острый нейрогенный стресс не оказывает существенного влияния на содержание ГАГ в период до 7-х суток в тканях кишечника, сосудов, легких и вызывает умеренное повышение их уровня в сердечной ыышце.

3. В условиях сочетанного воздействия острого нейрогенного стресса и облучения происходит снижение пострадиационного накопления ГАГ в тканях, что свидетельствует о модифицирующем эффекте стрес сорного фактора на реакции этой системы.

4. При воздействии ионизирующей радиации в ткани тонкого кишечника происходит снижение эндогенного фонда цАМФ, цМ5 и повышение содержания ПГЕ^ и ПГР^ с максимумом сдвигов при летальной дозе облучения. При этом установлена обратная зависимость между показателями уровня содержания цАМФ и ПГЕ^, а также цШФ и ПГР^ в динамике лучевого поражения,

5. При облучении во всех испытанных дозах в ткани тонкого кишечника происходит снижение содержания гликогена при одновременном угнетении активности гликолитических процессов.

6. На основе экспериментальных данных и проведенного математического анализа установлено, что пострадиационное повышение содержания ГАГ сопряжено с изменениями в системе регуляции простаглан-динов и циклических нуклеотвдов, индуцирующими перестройку путей, утилизации гликогена, являющегося основным пластическим материалом для новообразования ГАГ.

7. В основе модифицирующего эффекта острого нейрогенного стресса, предшествующего облучению, лежит предварительная активация адаптационных реакций регуляторньсс систем /возрастание уровня цАШ>, снижение содержания цГМФ, а также ПТЕ^ и ПРГ^ / с сопряженным усилением утилизации гликогена в гликолитических реакциях энергообеспе-

ченил,.в результате чего может быть лимитировано накопление ГАГ в тканях. В созову .пности эти реакции способствуют формированию метаболической резистентности ткани и ослаблению ее радиационного поражения.

8. Выявленный ранний характер изменений содержания ГАГ в тканях в условиях воздействия на организм ионизирующей радиации, зависимость степени их сдвигов от тяжести поражения и модифицирующего влияния стресса, свидетельствуют об участии этих компонентов в формировании патогенетических механизмов пострадиационных последствий в соединительной ткани.

9. Показатели метаболизма ГАГ в моче и крови больных с радиационными поражениями соединительной ткани являются информативными тестами для оценки степени ее поражения и прогнозирования.активности репарационных процессов в динамике проводимого лечения.

СПИССК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТИЛЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Френкель Л.А., Узленкова Н.Е., Ефимова Н.И. и др. Адаптационные изменения циклазной системы и основных метаболитов кожи и мягких тканей у животных разного возраста//Механизмы онтогенеза и их регуляция.-К.: Наукова думка.-1567.-С. 132-140.

2. Френкель Л.А., шмоток Е.М., Яковенко М.Г., Узленкова Н.Е. Мод1(Нкуючий вплив стресу на пострад1аг[1йн1 процеси в сполучнИ тканин! //У Укр. биохим. съезд: Тез.докл. -Ивано-Франковск.-1987.-

3. Френкель Л.А., Звягинцева М.В., Узленкова Н.Е. Методика ле-чения^адаа^ионных поражений мягких тканей //Инф. письмо. Утверяден-

4. Френкель Л.А., Ефимова Н.И., Узленкова Н.Е., Бекетова С.Н. Старение и Постстрессорные эффекты в соединительной ткани //1Укр. съезд геронтологов'и гериатров., Днепропетровск,1988:Тез.докл. К.: Наукова дуыка,1988;-С.13б.

5. Френкель Л.А., Узленкова Н.Е., Бекетова С.Н., Гайсенюк Л.А. Комплексная клинико-биохимическая оценка развития поздних лучевых повреждений соединительной Ткани //Всесоюзн.совещ. "диагностика и лечение поздних местных лучевых повреждений".-0бнинск.-1988.-С.84-86

6. Френкель Л.А., Узленкова Н.Е. Использование биохимических критериев метаболизма соединительной ткани для диагностики метаста-зщзования при раке щитовидной железы //"Биохимия-медицине":Тез.докл. Всесоюзн.конф. -Л.-Г988.-С.196.

7. Френкель Л.А., Мамотхж Е.М., Узленкова Н.Е. и др. Зависимост выживаемости облученного организма от исходного состояния регулятор-но-метаболических систем /71 Всесоюзн.радиобиол.съезд:Тез.докл. -Пущино.-1989.-С.1Сб0.

8. Френкель Л.А.. Мамотхж Е.М., Лукашова О.П., .Пискарева Е.В., Узленкова Н.Е. и др. Влияние острого нейрогенного стресса на индивидуальную радиочувствительность животных //I Всесоюзн.радиобиол. съезд: Тез .докл.-1&ЦИН0.-1369.-С.1035-1СВ6.

9. Френкель Л.А., Узленкова Н.Е., Ланько А.И. Способ определения активации регенерационного процесса при лучевой язве или Фиброзе мягких тканей //Авторское свидетельство №140(278 от 1.С2.88Г.

10. Френкель Л.А., Бекетова С.Н., Волков С.Н., Узленкова Н.Е. Особенности динамики метаболических реакций соединительной ткани V лиц, принимавших участие в ликвидации последствий аварии на ЧАЭС // Респ. научно-практ.конф.:Тез.докл.-Киев.-1951.-С.235-236.

Ответственный за выпуск докт.биол.наук, проф. Калинин II.А.

Пода, к печ. 7.04.92. Формат 60x84 Т/Т6

Бумага тид. Печать офсетная. Усл.пвч.л. 0,9 Уч.иад.л. 1,0. Тираж 100 экз. Зак. 56. Бесплатно

Ротапринт ИРЯ АН Украины. Аарысов-85,ул.Ак.Проскуры,Т2