Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биохимические и гематологические реакции в механизме повышения радиорезистентности организма под влиянием физической нагрузки

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Биохимические и гематологические реакции в механизме повышения радиорезистентности организма под влиянием физической нагрузки"

На правах рукописи

ДЖАЛАЛОВ Исроил Маликович

2 гсц,лсс:ъ

БИОХИМИЧЕСКИЕ И ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ В МЕХАНИЗМЕ ПОВЫШЕНИЯ РАДИОРЕЗИСТЕНТНОСТИ ОРГАНИЗМА ПОД ВЛИЯНИЕМ ФИЗИЧЕСКОЙ

03.00.04 - биохимия 14.00.16 - патофизиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

НАГРУЗКИ

Санкт-Петербург 2000

Работа выполнена:

- в секторе биохимии спорта Санкт-Петербургского НИИ физической культуры (заведующий-доктор биологических наук, профессор В.А. Рогозкин);

- в лаборатории биотестирования токсических факторов окружающих среды Центрального научно-исследовательского рентгенорадиологического института МЗ РФ (заведующий - доктор биологических наук С.Д. Иванов).

Научные руководители:

- доктор биологических наук В.И. Морозов

- доктор биологических наук С.Д. Иванов

Официальные оппоненты:

- доктор биологических наук профессор В.Н. Кокряков

- доктор медицинских наук Ю.В. Юркевич

Ведущая организация:

Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова

Защита состоится Ж " июня 2000 г. в {О.ь о часов на

заседании диссертационного совета (К 001.23.01) НИИ экспериментальной медицины РАМН (197376, Санкт-Петербург, ул. акад. Павлова, 12).

Автореферат разослан Р^ " 2000 г.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИ экспериментальной медицины РАМН (197376, Санкт-Петербург, ул. акад. Павлова, 12).

П*7 . - , :

Ученый секретарь /

Диссертационного совета, 0

Доктор биологических наук / О.Г. Куликова

Актуальность проблемы. В настоящее время среди многочисленных источников облучения больших контингентов населения значительный удельный вес приобрело радиоактивное антропогенное загрязнение обширных территорий и акваторий в дополнение к естественному радиационному фону и дозам, получаемым при медицинских обследованиях и лечении (Поликарпов Г.Г., Ааркры А., 1993; Михалев В.П., Адамович В.Л., 1997). К числу ведущих причин радиоактивного загрязнения территорий с учетом масштабов влияния на здоровье населения Земли относятся поступление радионуклидов в окружающую среду при работе ядерных энергетических установок в условиях нормальной эксплуатации, а также в аварийных ситуациях, например,в Чернобыле (Костюченко В.А., Крестинина Л.Ю., 1995; Гребеньков С.В., 1999). Вместе с тем не следует исключать необходимость профилактики лучевых поражений и в возможных военных условиях. Все это делает весьма актуальной проблему профилактики и защиты специалистов, населения и ограниченных военных контингентов от неблагоприятного воздействия ионизирующего излучения и радиоактивного загрязнения.

Эффективным способом защиты персонала объектов ядерной энергетики, службы МЧС и населения в таких условиях могло бы стать заблаговременное формирование у них статуса повышенной устойчивости к лучевым воздействиям. В этом плане в настоящее время идет создание новых более эффективных препаратов изменяющих радиорезистентность организма. Однако наиболее эффективные радиопротекторы не отвечают данному требованию в связи с их токсичностью при длительном использовании, что не позволяет принимать препараты постоянно в оптимальных дозах (Кудряшов Ю.Б. и соавт., 1999).

Одним из альтернативных подходов и вместе с тем достаточно простым и эффективным средством массовой профилактики лучевого поражения организма может быть физическая нагрузка (ФН). Однако ранее проведенные исследования показали, что интенсивная ФН после облучения ухудшала показатели пострадиационной выживаемости (КлтеМогГе1 а1.,

1950). ФН во время облучения или сразу после него незначительно влияла на выживаемость животных (Угодская Л.Н., Юдин Ю.Г., 1957; Иванов К.В. и соавт., 1959; Щербань Э.И., 1960). Вместе с тем к настоящему времени установлено, что ФН инициирует последовательный ряд метаболических реакций в организме (Яковлев H.H., 1974; Чайковский B.C., 1987; Варакина Н.И. и соавт., 1998). На основе преобладания процессов распада или синтеза белка после ФН, выделены ката-болическая и анаболическая фазы. Параметры обеих фаз, их длительность и интенсивность зависят от характеристик ФН. Так катаболическая фаза, начинаясь в процессе выполнения ФН, продолжается и в ближайший период отдыха. В течение анаболической фазы происходит восстановление и сверхвосстановление уровня биомолекул. С этих позиций становится понятным, что метаболизм и уровень резистентности организма в отношении различных повреждающих воздействий может меняться в зависимости от времени после ФН.

В связи с этим в настоящей работе исследовали возможность изменения радиорезистентности животных в разное время после проведения ФН.

Цель исследования состоит в установлении биохимических и гематологических механизмов изменения радиорезистентности организама под влиянием ФН.

Основные задачи работы:

1. оценить длительность катаболической и анаболической фаз метаболизма после интенсивной ФН на основании изменений концентрации кортикостерона в плазме крови;

2. определить оптимальный интервал времени между интенсивной ФН и радиационным воздействием, обеспечивающий максимальное выживание облученных животных;

3. изучить ранние биохимические и гематологические пострадиационные эффекты при снижении поражающего действия облучения путем проведения интенсивной ФН;

4. исследовать динамику восстановления пострадиационных гематологических поражений в течение 30 сут при облучении через 30 мин и 1 сут после ФН;

5. сравнить эффективность ФН и биохимического модификатора-фармпрепарата цитофлавина на выживаемость облученных животных и динамику пострадиационного восстановления биохимических и гематологических показателей.

Научная новизна работы

В настоящем исследование впервые показано, что развившаяся во времени метаболическая реакция в ответ на интенсивную ФН способна снизить степень лучевого поражения как на субклеточном уровне (на примере ДНК), так и на уровне клетки (на примере, лейкоцитов), а также на уровне целого организма.

Теоретическая и практическая значимость

Результаты работы имеют основополагающее значение для развития теории адаптации к лучевому поражению с учетом особенностей метаболического ответа организма на различные виды воздействий. Результаты исследования необходимы для подготовки научно-обоснованных рекомендаций при разработке мероприятий массовой профилактики лучевых поражений, позволяющих ускорить восстановление кроветворной системы при радиационных воздействиях.

Апробация работы. Результаты исследования были доложены на итоговой научной конференции СПб НИИФК 1999 г., на Всеармейской научно-практической конференции 2000 г., научно-практической конференции СПб ГМА им. И.И.Мечникова "Актуальные проблемы санитарно-эпидемиологического благополучия Северо-Западного региона" 2000 г.

Положения, выносимые на защиту:

1. изменение реактивности организма в результате интенсивной ФН на начальных этапах пострадиационных реакций может привести к существенной модификации процесса восстановления после облучения; максимальный радиозащитный эффект имеет место при интервале 1 сут между ФН и гамма-воздействием;

2. ведущую роль в пострадиационном восстановлении гематологических поражений после ФН играет более быстрое восстановление числа лейкоцитов, преимущественно грану-лоцитов;

3. препарат цитофлавин, включающий естественные биохимические метаболиты, оказывает радиозащитный эффект, повышая, в основном, показатели неспецифического иммунитета, но менее значительно, чем интенсивная ФН.

Структура диссертации. Диссертация изложена на i 2 0 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов, результатов собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы (166 источников, в том числе 93 отечественных авторов). Работа иллюстрирована 9 рисунками и 22 таблицами.

По материалам диссертации опубликовано 3 печатных работы.

Материалы и методы исследования

Работа выполнена на 254 белых беспородных крысах самцах. Возраст животных в начале эксперимента составлял 3-4 месяца, масса 160-180 г. Крыс подвергали интенсивной ФН -плаванию в течение 40-50 мин с нагрузкой (8% массы тела). При этом заплывы длительностью 1 мин чередовали с 1,5-мин интервалами отдыха. Через 30 мин, 1 и 5 сут после ФН крыс облучали в дозе 6,5 Гр на гамма-установке „ИГУР-1" (U7Cs, мощность дозы 0,44 Гр/мин).

Пострадиационные реакции крови оценивали на основании изменений биохимических и гематологических показателей.

Содержание ДНК в плазме и лейкоцитах крови осуществляли модифицированным нами методом с использованием флуоресцентной индикации, включающей использование 4',6-диамидино-2-фенилиндола (Иванов С.Д. и соавт., 1992). Измерение концентрации кортикостерона в плазме крови проводили с помощью прямого безэкстракционного радиоимму-ноанализа с применением поликлональных антител к корти-костерону (Морозов В.И. и соавт., 1990). Долю адгезивных лейкоцитов периферической крови крыс определяли на пластмассовых планшетах (Рятсеп В.И. и соавт., 1980).

Параллельно с биохимическим анализом мы применяли

цитологические критерии для оценки состояния клеток крови животных в разные сроки послу облучения.

Скорость снижения лучевого поражения рассчитывали на основании периода полувосстановления - времени, соответствующему 50% снижению поражения анализируемых цитологических показателей крови в течение 30 сут после облучения (Штемберг A.C. и соавт., 1998).

Статистическую обработку результатов проводили с использованием t-критерия Стыодента и непараметрического критерия Вилкоксона-Манна-Уитни.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА РАННИЕ ПОСТРАДИАЦИОННЫЕ РЕАКЦИИ

Учитывая то, что глюкокортикоиды являются важнейшим регулятором катаболических реакций, развивающихся под действием интенсивной ФН, а возрастание их содержания служит показателем стрессового состояния организма, было проведено измерение концентрации кортикостерона в сыворотке крови крыс, подвергнутых ФН. Оказалось, что использованная нами модель ФН вызывает резкое увеличение концентрации кортикостерона - в 3,7 раза по сравнению с контролем. По завершении ФН происходит довольно быстрое ее снижение и через 1 сут величина измеряемого показателя не о гличалается от контрольного уровня. Эти данные свидетельствуют, во-первых, о выраженности катаболической фазы метаболизма у животных, подвергнутых данной ФН, и, во-вторых, позволяют с уверенностью говорить об адекватности использованной модели ФН.

Проведение гамма-облучения крыс в разное время после ФН показало, что интенсивная ФН, проведенная за 1 сут до гамма-облучения крыс в дозе 6,5 Гр, приводила к существенному снижению гибели животных по сравнению с контрольным облучением (табл. 1). Как можно видеть из представленных данных, доля погибших животных в этом случае

снижена в 2,5 раза. При облучении через 30 мин или 5 сут после ФП достоверного снижения доли погибших крыс не наблюдали. Во всех исследованных группах животных средняя продолжительность жизни погибших крыс практически не изменялась в сравнении с облученным контролем. Это свидетельствовало о том, что основной причиной гибели было развитие постлучевого костномозгового синдрома, как в контрольной облученной группе, так и в группах облученных крыс с предварительной ФН.

В настоящей работе была предпринята попытка выявить некоторые биохимические и гематологические механизмы, связанные с повышением радиорезистентности у животных, облученных через 1 сут после ФН.

Таблица 1

Показатели гибели крыс, облученных после интенсивной физической нагрузки

Группа животных ( п - число крыс) Доля погибших крыс(%) Средняя продолжительность жизни ( сут)

Облучение в дозе 6,5 Гр (п=12) 75 ±8 14,3 ± 1,5

Облучение в дозе 6,5 Гр через 30 мин послеФН ( п = 12) 67 ± 10 14,6 ±2,8

Облучение в дозе 6,5 Гр через 1 сут после ФН ( п = 12) 30 ± 10 * 15,7 ±3,3

Облучение в дозе 6,5 Гр через 5 сут после ФН ( п = 12) 50 ±10 14,2 ±3,4

Примечание: знаком " * " помечена величина, достоверно (р < 0,05) отличающаяся от значения в облученной группе без ФН

Результаты гематологических исследований показали, что в ранние сроки после гамма-воздействия на фоне предварительной ФН не происходит существенных изменений показателей красной крови по сравнению с интактным контролем.

Показатели белой крови через 2 сут после интенсивной ФН практически не отличались от аналогичных параметров крыс в группе интактного контроля (табл. 2). Через 1 сут после облучения происходило значительное снижение числа лейкоцитов крови (р<0,01), что было связано в основном с уменьшением числа лимфоцитов и в меньшей степени с гранулоцитар-ной фракцией белых клеток крови. В то же время проведение ФН перед облучением достоверно (р<0,05) повышало число лейкоцитов крови относительно облученного контроля. Эти изменения сопровождались возрастанием числа лимфоцитов (р<0,01), но не гранулоцитов крови.

ФН не приводила к значительным изменениям концентрации ДНК в крови по сравнению контролем. В то же время концентрация ДНК крови снижалась через 1 сут после облучения (табл. 2). При облучении после ФН концентрация ДНК крови была выше, чем в случае облучения без ФН. Отмеченные изменения данного биохимического показателя в крови были обусловлены преимущественно изменениями концентрации ДНК лейкоцитов. Достоверных изменений содержания ДНК в плазме крови экспериментальных животных по сравнению с интактным контролем не наблюдалось. Содержание ДНК в расчете на лейкоцит снижалось примерно на 12% после ФН и более чем на 30% после облучения. В случае ФН перед облучением можно отметить тенденцию к повышению этого показателя по сравнению с аналогичным параметром в группе облученных крыс без ФН.

Таким образом, сопоставление ранних биохимических реакций после ФН и облучения с выживаемостью показало, что развившаяся во времени реакция в ответ на интенсивную ФН, способна снизить степень лучевого поражения как на субклеточном уровне (на примере ДНК), так и на уровне целого организма. Наблюдавшееся повышение радиорезистентности у облученных крыс после интенсивной ФН на ранних этапах

3 Таблица 2

Биохимические и гематологические изменения в крови крыс через 1 сут после облучения

( 2 сут после интенсивной физической нагрузки )

N Группа животных (п-число крыс) Число лейкоцитов крови х 10" кл/л Концентрация ДНК мкг/л Кол-во ДНК в лейкоцитах пг/кл

в крови в плазме лейкоцитов

1 Интактный контроль (п=6) 12,78±1,40 94,6±28,6 6,0±2,2 88,6±25,0 7,35±1,10

2 Физическая нагрузка (п=8) 12,85±0,46 93,9±23,0 2,Ш,2 91,8±22,0 6,50±0,30

3 Облучение 4 Гр (п=8) 3,06±0,20 а,б, г 22,0±2,4 а, б, г 5,0±2,8 17,1 ±4,0 а, б, г 5,05±1,20

4 Физическая нагрузка+ облучение ( п=8) 5,43±0,6б а ,б, в 40,5±8,4 а, б, в 4,3±3,2 36,2±7,2 а, б, в 5,55±1,20

Примечание: а, б, в, г - достоверные отличия (р<0,05) по сравнению со значениями в группах 1, 2 , 3 и 4, соответственно.

пострадиационной реакции сопровождалось популяционны-ми изменениями фракций белых клеток крови, в основном за счет повышения числа лимфоцитов и снижением деградации ДНК лейкоцитов.

2. ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА ДИНАМИКУ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОСТРАДИАЦИОННЫХ ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИХ ПОРАЖЕНИЙ

Изменение показателей красной крови. Определение числа эритроцитов крови в течение 1 мес после облучения показало, что существенных изменений после ФН или облучения не происходило. При облучении через 1 сут после ФН наблюдали даже некоторое снижение показателей до 70% к 15 сут после облучения, а восстановление происходило только до 87% от контрольных значений (р<0,01) к 30 сут пострадиационного периода.

Средняя концентрация гемоглобина в эритроцитах (СКГЭ) у крыс после ФН достоверно не изменялась по сравнению с интактным контролем в течение 30 сут наблюдения. У облученных животных этот показатель достоверно изменялся -снижался на 7,5% (р<0,05) по отношению к интактному контролю только на 15 сут пострадиационного периода. При облучении после ФН имело место снижение показателя по сравнению с контролем лишь на 6 и 30 сут эксперимента; в остальные периоды наблюдения существенных отличий от контроля не отмечалось.

Следовательно, увеличение интервала времени между окончанием ФН и облучением с 30 мин до 1 сут приводило в основном к ухудшению восстановления показателей красной крови, связанному с более глубоким снижением числа эритроцитов с 15 по 30 сут пострадиационного периода. Таким образом, повышение выживаемости животных облученных через 1 сут после ФН не может быть объяснено улучшением восстановления показателей красной крови.

Изменения показателей белой крови Динамика изменений числа общих лейкоцитов у крыс после ФН в течение месяца не

отличилась от таковой в группе интактных животных (рис.). Облучение приводило к снижению числа лейкоцитов с минимумом - около 11% от контрольных значений -набсутпосле гамма-воздействия.

Затем происходило постепенное восстановление этого показателя с выходом на плато (около 65% от контроля) на 21 -30 сут после облучения.

При облучении через 30 мин после ФН динамика изменений числа лейкоцитов практически не отличалась от изменений аналогичного показателя в группе облученного контроля. Но в случае облучения через 1 сут после ФН уже на ранних этапах (1 и 6 сут наблюдения) число лейкоцитов крови было примерно на 10% выше (р<0,05), чем у животных облученных через 30 мин после ФН, а уже на 15 сут возрастало до величины, достоверно не отличавшейся от интактного контроля.

Таким образом, при интервале 1 сут между ФН и облучением обнаружена более высокая скорость восстановления числа лейкоцитов, чем в облученном контроле. Изменения числа общих лейкоцитов крови крыс были обусловлены, преимущественно, числом лимфоцитов, но, несмотря на сходство обеих кривых, в течение 30 сут после примененных воздействий в изменениях этой радиочувствительной фракции белых клеток крови выявили некоторые особенности. В частности, в результате облучения происходило несколько более глубокое, чем для лейкоцитов, снижение числа лимфоцитов -до 8% но сравнению с контролем на 6 сут после гамма-воздействия, а после этого происходило постепенное возрастание параметра, но лишь до 50% от контроля к 30 сут пострадиационного периода. При облучении через 1 сут после ФН значения показателя через 1 - 6 сут после гамма-воздействия были более высокими и составляли 16-17% от интактного контроля, а возрастание числа лимфоцитов с выходом на плато, не отличавшимся от контроля, происходило на 21 сут после облучения. Таким образом, при интервале 1 сут между ФН и облучением выявлена несколько более высокая скорость и более полное восстановление числа лимфоцитов в сравнении с 30-мин интервалом между ФН и гамма-воздействием.

1 сут 6 сут 15 сут 21 сут 30 сут

Рис. Динамика изменения числа лейкоцитов в крови крыс после ФН и облучения. По оси абсцисс - время после облучения (сутки); по оси ординат - содержание лейкоцитов крови (в процентах к значениям интактного контроля).

Условные обозначения на графике: I - интактный контроль; 2 -ФН; 3 - облучение в дозе 6,5 Гр; 4 - облучение в дозе 6,5 Гр через 30 мин после ФН; 5 - облучение в дозе 6,5 Гр через I сут после ФН. Буквами а, б, в и г помечены величины, достоверно (р<0,05) отличающиеся от значений в группах 1, 2, 3 и 4, соответственно.

Более существенные различия, в сравнении с пострадиационной динамикой числа общих лейкоцитов, наблюдались в изменении числа гранулоцитов. Через 1-6-15 сут после гамма-воздействия концентрация гранулоцитов составляла 58-1729% соответственно от числа этих клеток в крови контрольных животных, но уже на 21 сут после облучения происходило полное восстановление параметра до контрольных значений. При облучении через 1 сут после ФН восстановление происходило уже к 15 сут после гамма-воздействия. Таким образом, при

интервале 1 сут между ФН и облучением имело место значительно более высокая скорость восстановления числа грану-лоцитов, чем при 30-мин интервале. Среди изученных белых . клеток крови наибольшие отличия, в сравнении с числом общих лейкоцитов, были зарегистрированы в изменениях чис-. ла моноцитов, которые имели более высокую скорость пострадиационного восстановления в сравнении с лимфоцитами. Также как и в основных лейкоцитарных фракциях при интервале 1 сут между ФН и облучением наблюдалась более высокая скорость восстановления числа моноцитов, чем при 30-мин интервале.

Таблица 3

Периоды полувосстановления (сутки) числа лейкоцитов крови крыс при облучении в различные интервалы времени

после ФН

Группа животных Лейкоциты

(время после ФН) Общие Лимфо- Грануло- Моно-

циты циты циты

Облучение без ФН 11,0 10,9 11,0 11,1

Облучение через 30 мин после ФН 11,2 ПД 11,4 9,6

102% 102% 104% 86%

Облучение через 1 сут после ФН 6,4 9,1 5,9 6,1

58% 83% 54% 55%

Сопоставление периодов полувосстановления числа лейкоцитов и их основных фракций при облучении с различными интервалами времени после ФН представлено в таблице 3. Из этих данных можно видеть, что проведение ФН за 30 мин до облучения в сравнении с облучением без ФН практически не влияло на динамику пострадиационного восстановления в течение 30 сут числа лейкоцитов крови и их основных фракций, количество которых снижалось в ранние сроки после действия ионизирующей радиации. Увеличение интервала времени между окончанием ФН и облучением до 1 сут приводило к ускорению восстановления числа белых клеток крови, свя-

занному, в основном, с более ранней нормализацией числа гранулоцитов и моноцитов. Это стимулирующее влияние в меньшей степени затрагивало фракцию лимфоцитов, но вместе с тем наблюдалось более полное восстановление их количества после действия ионизирующей радиации. Следовательно, ФН, проведенная за 1 сут перед облучением обладает в большей степени гранулоцит - и моноцит-стимулирующей пострадиационной эффективностью.

Таким образом, можно полагать, что изменение интервала между ФН и облучением в наших экспериментах с 30 мин до 1 сут сокращает период полувосстановления числа лейкоцитов, в большей степени гранулоцитов, и таким путем повышает радиорезистентность животных. Динамика изменений показателей белой крови позволяет объяснить (хотя бы частично) повышение выживаемости крыс облученных через 1 сут после ФН.

Так как в реакциях на ФН и облучение было установлено ведущее влияние изменений (приоритетное восстановление) числа гранулоцитов среди основных фракций белых клеток крови, то в ходе исследований были оценены в дополнение к количественным также качественные изменения лейкоцитов, связанные с функциональными, в частности, с их адгезивными свойствами, которые обеспечивают фагоцитарные функции нейтрофилов.

Известно, что молекулы адгезии лейкоцитов обеспечивают одну из систем защиты организма от инфекций, которые могут быть причиной гибели животных.

Доля адгезивных лейкоцитов у крыс через 2 сут после ФН была снижена почти в 2 раза по сравнению с контролем. В результате облучения доля адгезивных лейкоцитов повышалась, при этом число гранулоцитов снижалось примерно в 2 раза, тогда как количество лимфоцитов уменьшалось более чем в 8 раз. В случае проведения ФН перед облучением наблюдалось снижение (практически нормализация) доли адгезивных лейкоцитов по сравнению с облученными крысами. При этом число гранулоцитов практически не изменялось относительно облученных животных, а число лимфо-

цитов крови возрастало более чем в 3 раза. Таким образом, отмеченные изменения доли адгезивных лейкоцитов, по-видимому, были связаны с перераспределением основных фракций белых клеток крови - более существенными вариациями числа лимфоцитов и менее значительным снижением числа гранулоцитов.

Исследование в более отдаленные сроки - через 1 месяц после ФН и облучения в дозе 4 Гр показало, что в течение пострадиационного периода происходила нормализация как общего числа лейкоцитов, так и количества клеток в основных фракциях. При этом проценты адгезивных лейкоцитов в исследованных группах животных достоверно не отличались друг от друга.

В процессе эксперимента были зарегистрированы изменения массы тела животных, которая исходно составляла 160180 г. У контрольных крыс наблюдалось пропорциональное возрастание показателя во времени, тогда как у облученных животных в разгар лучевой болезни (на 6-10 сут) отмечалось падение массы тела, которое в период выздоровления сменялось тенденцией к увеличению веса.

Изменения массы тела животных различных групп в конце периода пострадиационного восстановления показало, что проведение ФН за 1 сут до радиационного воздействия (в противоположность облучению с интервалом 30 мин) значительно улучшает интенсивность восстановления после лучевого поражения. При этом масса тела животных увеличивалась до 235+15 г - на 22% по сравнению с крысами облученной контрольной группы (184+12 г), что, очевидно, опосредовано усилением пластического метаболизма, обеспечивающего повышение массы белков и липидов в облученном организме.

3. ОЦЕНКА РАДИОЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ ЦИТОФЛАВИНА

Для сравнения эффективности действия ФН с фармпрепаратами, в качестве радиозащитного медикаментозного средства был изучен цитофлавин (ЦФ) фирмы "Полисан", который представляет собой комплексный препарат, состоящий из естественных активных метаболитов - янтарной кислоты (10%), никотинамида (1%), витамина В2 (0,1%) и фармпрепарата -рибоксина (2%). В цикле Кребса эти метаболиты обеспечивают ряд последовательных реакций. ЦФ вводили внутрибрю-шинно в дозе 1,5 мл/кг массы животных сразу после облучения и затем ежедневно в течение 10 сут.

В настоящем разделе работы изучалась биологическая активность препарата ЦФ, как лечебного фармпрепарата стимулирующего энергетический обмен при радиационных воздействиях.

Биохимические и гематологические данные, полученные через 1 сут после облучения животных и введения ЦФ представлены в таблице 4.

Таблица 4

Биохимические и гематологические показатели крови крыс

через 1 сут после облучения и введения цитофлавина

Группа животных обработка Число крыс Количество лейкоцитов хЮ'/л Индекс ДНК пг/кл Количество эритроцитов хКР/л Концент рация гемоглобина х г/1012/л

ГИнтактный контроль 14 16,1±1,4 7,53±1.68 7,13±0,20 13,9±0,2

2.Крысы+ЦФ 12 12,4*±0,6 9,43±1,12 7,07±0,15 13,3*±0,16

З.Крысы+ 6,5 Гр 14 3,6**±0,4 8,76±1,16 6,88±0,08 14,3±0,2

4.Крысы+ 6,5 Гр +ЦФ 12 3,6**±0,3 8,8110,71 6,80±0,12 13,8*0,2

Примечания: Знаками «*», «**» помечены величины, достоверно отличающиеся от значений у крыс группы 1 - интакт-ного контроля (р<0,05 и р<0,0] соответственно).

Введение ЦФ без облучения приводило к уменьшению числа циркулирующих лейкоцитов, примерно в равной степени (по 25%) за счет лимфоцитов и гранулоцитов крови. Достоверных изменений величины индекса ДНК в этих случаях отмечено не было. Однако величина СКГЭ снижалась. Вместе с тем, уменьшения числа эритроцитов не наблюдалось. Это могло свидетельствовать о специфическом ингибирующем влиянии ЦФ на процесс образования гемоглобина.

При введении ЦФ облученным крысам достоверных изменений числа лейкоцитов по сравнению с соответствующими группами крыс, подвергнутых только гамма-воздействию, не наблюдалось. Индексы ДНК лейкоцитов и СКГЭ также не изменялись у животных, облученных в дозе 6,5 Гр и получавших ЦФ, по сравнению с облученным контролем.

Облучение в дозе - 6,5 Гр в этой серии экспериментов привело к гибели 63% крыс, а введение ЦФ уменьшило степень гибели до 45%.

Данные других авторов показали, что у животных, облученных в дозе 4 Гр, введение рибоксина привело к увеличении выживаемости на 25-30%. Следовательно, добавление к препарату янтарной кислоты других компонентов цикла трикар-боновых кислот и рибоксина не сопровождалось значительными изменениями радиозащитных свойств изученного фармпрепарата.

Изменение периодов полувосстановления числа лейкоцитов при введении ЦФ в сравнении с соответствующими периодами полувосстановления у крыс облученного контроля, принятыми за 100% представлены в таблице 5. Как можно видеть из рассчитанных данных, период полувосстановления общих лейкоцитов при введении ЦФ возрастал на 23% по сравнению с аналогичным показателем в группе облученных крыс. Вместе с тем во фракции лимфоцитов в случае введения ЦФ этот период времени увеличивался по сравнению с параметром облученного контроля с 11,3 сут до 18,0 сут (на 59%), а во фракции моноцитов еще больше - на 73%. Лишь для гранулоцитов этот временной период сокращался на 25%, что могло свидетельствовать об определенной специфичности стимулирующего

действия вводившегося препарата.

Таким образом, ЦФ, примененный по лечебной схеме после облучения в дозе 6,5 Гр на крысах, оказывал радиозащитный эффект, повышая преимущественно гематологические показатели неспецифического иммунитета, при этом выживаемость животных увеличивалась более чем на 40%, а продолжительность жизни крыс возрастала на 30%.

Таблица 5

Изменения периодов полувосстановленпя числа лейкоцитов крови крыс после облучения и введения ЦФ

Группа животных Лейкоциты

общие лимфоциты грануло-цпты моноциты

Облучение 100% 100% 100% 100%

Облучение+ЦФ 123% 159% 75% 173%

Сравнение этих результатов с показателями выживаемости крыс, облученных в той же дозе через 1 сут после ФН свидетельствует о том, что ФН является более эффективным средством профилактики лучевых поражений, чем цитофлавин.

Таким образом, полученные в работе данные позволяют сделать заключение, что развившаяся во времени метаболическая реакция в ответ на интенсивную ФН способна снизить степень лучевого поражения как на субклеточном уровне (как показано в ранние сроки на примере ДНК), так и на уровне клетки (на примере, лейкоцитов, в особенности гранулоцитов и моноцитов в процессе пострадиационного восстановления), и в итоге на уровне целого организма.

ВЫВОДЫ

[.Изменение концентрации кортикостеронав плазме крови крыс свидетельствовало о наличии как ката-болической, так и анаболической фаз метаболического ответа, развившегося под влиянием интенсивной ФН. При этом катаболическая фаза начиналась во время ФН и продолжалась в ближайший период (часы) отдыха, тогда как анаболическая фаза развивалась при снижении уровня гормона в более отдаленный период (сутки).

2. Интенсивная ФН, проведенная за 1 сут до гамма-облучения крыс в дозе 6,5 Гр, приводила к снижению гибели животных в 2,5 раза по сравнению с облученным контролем. При облучении через 5 сут после ФН достоверного снижения доли погибших крыс относительно облученного контроля не наблюдалось. Во всех исследованных группах животных средняя продолжительность жизни погибших крыс практически не изменялась в сравнении с облученным контролем.

3. Повышению продолжительности жизни облученных крыс после интенсивной ФН на ранних этапах пострадиационной реакции (1 сут после гамма-воздействия) предшествовали: а) возрастание содержания ДНК лейкоцитов, которое снижалось в случае гамма-воздействия, б) популяционные изменения фракций белых клеток крови и в) нормализация адгезивной активности лейкоцитов.

4. При гамма-воздействии через 30 мин после ФН пострадиационные изменения числа эритроцитов, лейкоцитов и составляющих их клеточных фракций в течение 1 месяца незначительно отличаются от изменений аналогичных показателей у облученных контрольных животных. В случае лучевого воздействия через 1 сут после ФН наблюдалось более быстрое - почти в 2 раза восстановление числа лейкоцитов (преимущественно гранулоцитов и моноцитов) в течение 30 сут пострадиационного периода, но вместе с тем про-

исходило снижение числа эритроцитов и средней концентрации гемоглобина в эритроцитах к концу острого периода облучения.

5. Препарат цитофлавин, включающий естественные компоненты метаболизма (янтарную кислоту, НАДФ, рибофлавин, рибоксин), будучи примененным при облучении в дозе 6,5 Гр на крысах, оказывал радиозащитное действие, но менее выраженное, чем интенсивная ФН, повышая преимущественно гематологические показатели неспецифического иммунитета. В этом случае выживаемость животных увеличивалась на 40%, а продолжительность жизни возрастала на 30%.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1.Влияние интенсивной физической нагрузки на ранние пострадиационные гематологические реакции у крыс (соавторы - Морозов В.И., Кованько Е.Г., Ямшанов В.А. Иванов С.Д.). Материалы итоговой науч. конф., СПб НИИ физической культуры, 1999, с. 43)

2. Влияние физической нагрузки на динамику восстановления пострадиационных гематологических поражений ( соавторы - Иванов С.Д., Кованько Е.Г., Морозов В.И.). Материалы Всеармейской научно-практ. конф., СПб, 2000, с. 233.

3.Влияние физической нагрузки в профилактике лучевых поражений (соавторы - Иванов С.Д., Морозов В.И., Кованько Е.Г., Коваленко А.Л.) Материалы научно-практ. конф. "Актуальные проблемы санитарно-эпидемиологического благополучия Северо-Западного региона", СПб, ГМА им. И.И. Мечникова, 2000, с. 145.