Гистохимические и морфологические особенности хрусталика гидробионтов при действии лазерного и рентгеновского облучения

Пурцхванидзе, Виолета Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Гистохимические и морфологические особенности хрусталика гидробионтов при действии лазерного и рентгеновского облучения
ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Гистохимические и морфологические особенности хрусталика гидробионтов при действии лазерного и рентгеновского облучения"

На правах рукописи

Пурцхванидзе Виолета Александровна

Гистохимические и морфологические особенности хрусталика гидробионтов при действии лазерного и рентгеновского

облучения

Специальность 03.00.18,- Гидробиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва, 2003

Работа выполнена в Московской Государственной Технологической Академии (МГТА)

Научный руководитель

Официальные оппоненты

до1стор биологических наук, профессор Симаков Ю,Г.

доктор биологических наук, Котелевцев C.B.

доктор физ. -мат. наук, профессор Сивинцев Ю,В.

Ведущая организация - Институт глобального климата и экологии РАН

Защита состоится 2003 г. в 7/ часов, на заседании

диссертационного совета К 212.122,03 при Московской государственной технолог; "■скс"' а^яцем/и СМГТАУ х: адресу: 11714' 1 :■■■ ■-:■ ■ .. <•• а. 15

С диссерт* лей ; Московской

государстве- (МГТА)

Автореферат разосг.

Ученый секретарь-дисс- .-'- -. ■

совета, кандидат биолог/..г.-i.; : Николаева И.Ф.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В современных условиях проблема исследования воздействия различных видов излучения на водные организмы возрастает поскольку:

в результате антропогенной нагрузки на биосферу учащаются инциденты, приводящие к лучевому воздействию на биологические объекты, в частности на гидробионтов, обитающих в зоне экотона, последствие которых необходимо прогнозировать; прослеживается тенденция применения методов лучевого воздействия в практической медицине, биологии и технике; существует глубокая связь с фундаментальными проблемами в биологии, разрешение которых требует понимания поведения, функционирования различных систем и органов гидробионтов и аномалий, происходящих в них после различных лучевых воздействий. Изучение же гистохимических и морфологических особенностей хрусталика гидробионтов после рентгеновского и лазерного воздействия позволяет решить ряд общебиологических задач в, частности связанных с эволюцией органов зрения, а также прояснить некоторые прикладные аспекты водной экологии, офтальмологии, гидробиологии и радиобиологии.

Цель работы - выявление морфологических и гистохимических особенностей хрусталика некоторых гидробионтов при воздействии еысокоинтенсивного лазерного и рентгеновского облучения как без экспериментального травмирования, так и с применением травмирования, которое синхронизирует митозы.

Для выполнения указанной цели необходимо было решить следующие задачи:

изучить особенности воздействия интенсивного лазерного излучения на хрусталик амфибий.

исследовать распределение биологически активных соединений, ответственных за прозрачность линзы глаза, таких как: кальций, липиды и свинец, гистохимическими методами в различных зонах хрусталика рыб и амфибий после лазерного облучения.

изучить процессы цитодифференцировки в хрусталике амфибий после воздействия лазерного излучения с различной длиной волны, исследовать распределение кальция и липидов в хрусталиках пораженных рентгеновским излучением,

изучить воздействие дополнительного травмирования на гистохимическое распределение кальция и липидов в облученном хрусталике, исследовать особенное! и—влияния—рЕнгг&нг

митотическую ат

вность ЖШ^МР^усталикг фонд научной литературы

увского излучения на рыб и амфибий, без

травматизации и стравматизацией переднего полюса линзы глаза. Научная новизна заключается в том, что:

впервые исследуется воздействие рентгеновских и лазерных лучей на морфо-гистохимические показатели цитодифференцировки хрустал и ков ых волокон у рыб и амфибий.

впервые показано, что лазерное излучение сразу же после облучения поражает экваториальную зону хрусталика и вызывает деструкцию дуги дифференцировки и механическое повреждение молодых хрусталиковых волокон.

В противоположность лазерному излучению установлено, что высокие дозы рентгеновских лучей не вызывают непосредственно после облучения морфологических сдвигов в хрусталике рыб и амфибий, нарушение процессов цитодифференцировки в хрусталике происходит на генетическом и гистохимическом уровне.

Впервые рассмотрено совместное действие рентгеновских лучей и травмы на митотическую активность в эпителии хрусталика гидробионтов и установлено, что вредные физические воздействия носят аддитивный характер.

Показано, что рентгеновское излучение поражает травмированный хрусталик в большей степени, по сравнению с нетравмированным, так как появляются посттравматические митозы.

Практическая значимость работы. На основе результатов проведенного исследования появляется возможность:

экспрессным методом оценить действие рентгеновского и лазерного облучения на хрусталик амфибий и рыб за счет дополнительной травматизации переднего полюса линзы глаза.

дать практические рекомендации для офтальмологов о недопустимости хирургического вмешательства в облученный хрусталик до его полной регенерации, так как риск возникновения катаракты значительно возрастает.

показана недопустимость применения сфокусированного лазерного излучения на прозрачные среды глаза, так как рассеяние лазерных лучей в зоне дуги дифференцировки хрусталиковых волокон приводит к морфологическим сдвигам на экваторе хрусталика и к возникновению лазерных катаракт. Полученные результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке студентов по таким дисциплинам как; гидробиология, биофизика и биология клетки.

третьего тысячелетия", {Москва, 2001); Межрегиональной конференции "Морфологические и физиологические особенности гидробионтов", (Москва, 2002); на научных коллоквиумах кафедры "Биоэкологии и ихтиологии" МГТА (1999 - 2003).

Публикации. Результаты диссертации изложены а 4-х опубликованных научных работах.

Объем и структура диссертации. Диссертация имеет общий объем 140 страниц машинописного текста, включая 2 таблицы, 16 рисунков и 3 диаграммы. Работа содержит следующие разделы: введение, 4 главы, заключения и основные выводы. Список использованной литературы включает 211 работ, из которых 96 на иностранных языках.

Содержание работы

Глава 1. Гистохимические и морфологические изменения в хрусталике при воздействии лазерного и рентгеновского излучений

(литературный обзор)

В обзоре рассматриваются сравнительные аспекты строения хрусталика наземных и водных позвоночных животных, а так же гистохимические и морфологические особенности хрусталика гидробионтов.

Описаны изменения гистологических и гистохимических показателей хрусталика происходящие при лучевых и старческих катарактах. При этом, особое анимание уделено таким биологически активным соединениям, как липиды, кальций и свинец, которые, согласно литературным данным, меняют свою концентрацию и распределение при развитии помутнения хрусталика.

Приводятся данные о влиянии на хрусталик лазерного, рентгеновского излучения и травматизации на другие виды животных, используемых в экспериментальных работах указанного направления.

Глава 2. Материал и методы исследования

Для исследований хрусталика гидробионтов были использованы объекты различных систематических групп, относящиеся к низшим позвоночным. Изучение хрусталика амфибий проводилось на травяной лягушке (Rana temporaria). Для опытов брапи взрослых особей в возрасте 3 года. Объектом исследований служил также хрусталик годовиков золотой рыбки {Carassius aura tus gibelio). Все подопытные рыбы и амфибии проходили тщательный отбор, чтобы исключить использование в экспериментах особей, уже имеющих нарушения прозрачности хрусталика.

Объекты исследования и распределение материала

Организмы

Кол-во

Вид эксперимента

Действие Лазерн. Излучен.

Действие Рентген. Излучен

Эксперимент, Трав мир.

Методы исследований

Кол-во препара то в

Rana

temporaria

Rana

temporaria

Carrassius aura tus gibelio

Rana

temporaria

Rana

temporaria

Carra ssius auratus gi bello

120

128

1 .Гистрхим.

исследован.

лмпидов,

кальция,

свинца.

2,Цитоген.

исследован.

Определен, митотическ. активности б эпителии хрусталика

240

144

256

Методы исследования хрусталика при воздействии лазерного излучения

Для исследования влияния импульсного лазерного излучения на морфологию и гистохимические свойства хрусталика травяной лягушки было использовано излучение : . < лазера с длиной волны А=1060 нм, и А=530 нм. Лазерное излучение фокусировалось на переднем полюсе хрусталика при помощи дополнительной фокусирующей линзы, с целью поражения оптически прозрачных сред хрусталика и наносилось в правый глаз лягушки.

Для излучения с длиной волны 1060 нм использовалась линза с фокусным расстоянием 7 см, для излучения с длиной волны 530 нм использовалась линза с фокусным расстоянием 6 см. Длительность импульса составляла в обоих случаях 3*10"8 сек. Энергия излучения составляла 0,04, 0,12 и 0,18 джоуля.

Исследования проводились на травяных лягушках, так как у них четко выражены швы хрусталика, на которые фокусировался луч лазера, и хруегаликовые волокна примерно в 2 раза толще, чем у рыб (2-3 мкм). Лазерное излучение поражает в основном волоконную часть хрусталика, а после развития катаракты хрусталик деструктируется и из него невозможно получить препараты эпителия для исследования митотической активности.

Прижизненное изучение состояния хрусталика животных, подвергшихся воздействию лазерного излучения, проводилось при помощи щелевой пампы ЩЛ-56 через 30 минут, через 2 часа, на 2-й день и далее ежедневно в течение 30-и дней после облучения.

Методы исследования хрусталика лри воздействии рентгеновского

излучения

Для исследования воздействия травмы на морфологию и гистохимию хрусталика у рыб и амфибий проводили травмирование переднего полюса хрусталика тонкой энтомологической иглой. Под контролем бинокуляра МБС-10 рыбам и амфибиям наносилась травма в передний полюс хрусталика на 1/5+1/6 диаметра хрусталика. Травму наносили в оба глаза одновременно.

Глаза лягушек облучили на рентгеновском аппарате с экспозиционной дозой 10 ООО Р. Затем, через двое суток s облученный хрусталик наносилась травма иглой в передний полюс на 1/5 диаметра хрусталика, что дает возможность вызвать посттравматические митозы и синхронизировать их.

Таким образом, линза глаза была подвергнута действию двух факторов -облучению и экспериментальной травматизации, Глаза лягушек данной партии фиксировались в смеси Карнуа (Пилли, 1969), а затем готовились тотальные препараты эпителия хрусталика по стандартным методикам (Howard, 1952; Симаков, 1998) и подсчитывало» митотический индекс в различных зонах дифференцировки эпителия контрольного хрусталика и эпителия хрусталика, после облучения и травматизации.

Облучение рыб и лягушек проводилось на медицинском линейном ускорителе 6 Мэв тормозного излучения, фирмы Филипс.

Митотическую активность после воздействия рентгеновского излучения исследовали на хрусталиках золотой рыбки (Carassius auratus gibelio) которые облучались дозами 50, 500 и 5000 Р.

Глаза рыб фиксировались сразу же после облучения, а также на 8, 16 и 21 день после облучения. Для исследования митотической активности в эпителии хрусталика глаза фиксировали в жидкости Карнуа {этиловый спирт и ледяная уксусная кислота в пропорции 3:1) в течение 24 часов (Лилли, 1969), а при проведении реакций на кальций в абсолютном этиловом спирте.

Поскольку экспозиционная доза 5000 Р уже была медиально летальной для рыб, воздействия более высоких доз рентгеновского облучения до 10000 Р, мы исследовали на лягушках, которые устойчивее рыб к радиации. Обработка гистологического материала была сходна с приготовлением препаратов для рыб.

Окраска срезов хрусталика рыб и амфибий на морфологию проводилась гематоксилином по Эр лиху (Ромейс, 1954). Для определения липидов в коре и ядре хрусталика применяли окрашивание Суданом черным В. Окраска срезов хрусталика на выявление кальция после спиртовой фиксации, осуществлялось ализариновым красным S. Окраска срезов хрусталика на выявления свинца, осуществлялась бихроматом калия (Пирс, 1962).

Статистическая обработка материала производилась с помощью компьютерной программы "Статистика". Микрофотосъемка производилась цифровой камерой Nicon-800. Пол у количественный анализ содержания

веществ осуществляли при помощи компьютерной программы «Видеотест 4». Достоверность разности между контролем и опытом проверялась по алгоритмам биометрии {Плохинский, 1967),

Гистологические и биомикросколические изменения хрусталика лягушек после лазерного облучения

В наших исследованиях был использован луч лазера с длиной волны 1060 нм и 530 нм. с дополнительной фокусировкой на передний шов хрусталика. В результате эксперимента половина опытных животных (60 лягушек) была облучена инфракрасным лучем, а вторая половина зеленым. Результаты опыта показали, что луч с длиной волны 1060 нм уже на 2-й день приводит к началу развития кольцевой катаракты, которая на 7 день переходит в лазерную катаракту.

В экспериментах с использованием лазеров зеленого луча (530 нм) катаракта начинает развиваться на 5-й день после облучения, то есть с задержкой по сравнению с действием инфракрасного луча, и развивается она только у половины лягушек облученных лазером с указанной длиной волны.

Полная катаракта при воздействии зеленого луча лазера отмечается только у 1/3 животных. Учитывая полученные результаты, в дальнейшем мы исследовали хрусталики и происходящие в них гистохимические изменения только после воздействия инфракрасного лазера, как более эффективного, и вызывающего более опасные изменения в линзе глаза.

Рис.1. Первичное поражение заднего полюса хрусталика лазерным излучением.

(Вид в щелевую лампу)

Глава 3. Результаты исследований

Рис.2. Кольцевая лазерная катаракта. {Вид в щелевую лампу)

Через сутки после облучения, видно, что при воздействии луча с высокой энергией поражена переходная зона хрусталика е области дуги дифференцировки. Поражение заключается в образовании вакуолей и отслоении хрусталикевого эпителия. Окраска волокон в экваториальной зоне бледнее, чем в других частях хрусталика и наблюдается их деструкция в виде тяжей.

Воздействие дозой 0,12 дж также привело к поражению экваториальной зоны хрусталика, где видна вакуолизация и отслоение эпителия. Помимо этого, отмечаются вакуоли и ячеистая структура с мелкими пузырьками на заднем полюсе хрусталика. Лучи с низкой энергией (0,04 дж) не приводят к заметным изменениям.

На 3-й сутки после воздействия пазерного излучения (0,18 дж) гистологические исследования показывают, что все поражения, появившиеся на 2-е сутки, захватывают большие области хрусталика, но по характеру остаются теми же.

На 5-е сутки в партии, облученной дозами с высокой энергией, также наблюдается отслоение переднего эпителия, поражение переходных зон хрусталика, отмирание в виде тяжей волокон в экваториальной зоне и вакуолизация пораженных мест.

На 7-е сутки, в хрусталиках получивших дозу 0,18 дж, отмечаются различные поражения. Хрусталики лягушек были поражены частично в переходной зоне, где наблюдалась небольшая вакуолизация, и на заднем полюсе имелись участки размером 0,3 мм с деструкгированными волокнам«.

Поражения в остальных глазах почти не отличались от тех, которые видны в глазах на 5-е сутки.

В хрусталиках, облученных дозами со средней энергией, видна сильная вакуолизация на заднем полюсе хрусталика.

На 11-е сутки после облучения были приготовлены срезы хрусталика, облученного дозами со средней и низкой энергией. На препаратах хрусталиков, подвергнутых воздействию средних доз, изменений по сравнению с 7-ми сутками почти не найдено.

Рис. 3. Фрагментация хрусталика на 23-й день после воздействия лазером. (В центре два фрагмента хрусталика, Х25)

На 23-Й день после облучения, катаракта л ьные изменения остаются на прежнем уровне, В глазу с заросшим зрачком видно, что хрусталик разделился на две части. В коре видна фрагментация волокон и инфильтрация фагоцитами (рис. 3.).

Гистохимические изменения в хрусталике лягушек под влиянием лазерного излучения

Под воздействием лазерного излучения возникает катаракта, при которой, по всей вероятности, должны меняться небелковые комплексы хрусталика. Нас особенно интересовало распределение в хрусталиках после лазерного облучения липидов, кальция и свинца, которые, согласно литературным данным, меняют свою концентрацию при рентгеновской, старческой и других видах катаракт

Глаза лягушек облучались лазером при использовании 3-х ранее описанных уровней энергии и биомикроскопировались с помощью щелевой лампы ЩЛ-56. Фиксирование глаз проводили в 7 сроков после облучения (сразу же вслед за облучением, на <3-й, 3-й. 5-й, 7-й. 11-й, 23-й день). Глаза, облученные с энергией 0.04 дж. фиксировали только на 2-й и -1-Й день. Затем

из глаз приготовляли парафиновые срезы толщиной 6 мкм.

Верхние слои хрусталика окрашены: в норме - в черный цвет; кора - в коричневый цвет; ядро - в синий цвет. Присутствие коричневого цвета не может указывать на наличие лилидов, хотя и не говорит об их отсутствии, и своей интенсивной окраской может скрывать слабый синий цвет, которым явно выявляется присутствие лилидов.

Исследование глаз {с помощью щелевой лампы) сразу же после воздействия излучения показало, что хрусталики получили первичное лазерное поражение на заднем полюсе в виде трещин и крупных вакуолей. На гистохимических препаратах видно, что окраска Суданом черным сходна с нормой. На 5-й день после воздействия лазерного излучения в хрусталике часть кольцевых катаракт переходит в тотальные. В это же время иа гистохимических препаратах отмечается усиление синей окраски не только в коре, но и даже в ядре хрусталика, причем темно-синяя окраска распространяется тонкими тяжами от коры к ядру.

Можно предположить, что под влиянием лазерного облучения меняется концентрация мапонового альдегида, легкие фракции которого, проникают в ядро хрусталика тяжелыми.

На 11-й день катаракта л ьные изменения прекращаются, однако, липиды продолжают перераспределяться в пораженных участках, В экваториальной зоне и на заднем полюсе видны вакуоли, оболочка которых интенсивно окрашивается в синий цвет. При этом серая окраска почти полностью вытесняется в этих местах.

Таим образом, при лазерных катарактах в хрусталике травяных лягушек повышается содержание лилидов с более легкими фракциями. Предположительно, это мал он ы и фосфолипиды, которые окрашиваются Суданом черным В, в синий цвет.

В хрусталиках, облученных энергией 0,04 дж, катаракта за время опыта не развилась, и содержание липидов увеличилось только в зонах первичного поражения.

Уменьшение содержания кальция в хрусталиках, пораженных лазерным

излучением

Хрусталики контрольных животных, окрашенные ализариновым красным, несут оранжево-красную кору, говорящую о присутствии в ней большого количества кальция. В глазах, зафиксированных сразу же после воздействия лазерного излучения с уровнями энергии 0.18 и 0,12 джоуля, изменения содержания кальция в хрусталике не обнаружено.

В хрусталиках, облученных энергией 0,04 дж., не наблюдается катаракта льных изменений, и гистохимические реакции указывают на нормальное содержание и распределение кальция в коре и ядре.

На 3-й сутки катарактальные изменения прогрессируют, и помутнение клиньями распространяется от экватора к центру. На препаратах видно, что в

катара стальных хрусталиках интенсивность окраски на кальций уменьшается не только в экваториальной зоне, но и на заднем полюсе, что говорит о снижении количества кальция в этих зонах. При тотальных катарактах окраска ядра и коры хрусталика на кальций падает.

Как показывают наблюдения, кальций выходит из пораженных областей хрусталика после помутнения, а поэтому можно считать, что это вторичное явление, следующее за нарушением метаболизма в пораженных частях.

Изменение содержания свинца в хрусталиках, пораженных лазерным

излучением

Можно ожидать, что изменения содержания свинца в хрусталике будут значительными, так как колебания уровня содержания свинца сопутствуют гистологическим перестройкам, хрусталика глаза после облучения.

На 7-е сутки около половины глаз животных охвачены тотальными катарактами, в другой половине развивается неполная катаракта или переднего л юсна я от случайного попадания луча в радужную оболочку.

После 7-го дня происходит стабилизация катарактального процесса, и содержание свинца в хрусталике нормализуется. Таким образом, максимум уменьшения свинца приходится на 7-е сутки.

Распределение липидов в хрусталике лягушки после рентгеновского

облучения

Изучение гистохимических препаратов показало, что если в контроле имеется резкое различие окраски на липиды между корой и ядром хрусталика, то облучение приводит к изменению окраски коры. Черная окраска коры линзы глаза с 12-го дня после облучения заменяется синей. Начиная с 22-го дня после облучения, окраска хрусталика остается постоянной. Можно считать, что облучение хрусталика лягушек дозой 10 кР, приводит как к уменьшению содержания липидов, так и к перераспределению их фракций в коре и ядре хрусталика.

Распределение кальция и свинца в хрусталике лягушки после рентгеновского облучения

Изучение гистохимических препаратов показало, что окраска на свинец и кальций сходны с нормой, т.е. уменьшение содержания кальция и свинца не наблюдалось как при лазерном воздействии. Это можно объяснить тем, что в отличие от лазерной катаракты образование рентгеновской катаракты затягивается, а, как и при других видах катаракт, только с началом помутнения кальций и свинец меняют свою концентрацию.

Совместное действие травмы и облучения на хрусталик

Изучение гистохимических препаратов показало, что травмирование облученного хрусталика не влияет на содержание липидов и динамика их изменения соответствует динамике в коре хрусталика получившего только облучение.

После травматизации облученного хрусталика в течение 10 дней содержание кальция в нем возрастает независимо от того, было облучение или нет. Подобный процесс изменения содержания кальция в хрусталике сам по себе ведет к развитию травматической катаракты, если не начнется обратный процесс накопления кальция.

В наших опытах у половины особей, получивших травму в передний полюс хрусталика к 27 дню, происходит нормализация содержания кальция, и катаракта не развивается.

Таким образом, аддитивное действие облучения и травмы на хрусталик может влиять на содержание липидов и кальция, что в конечном итоге приведет к развитию лучевой катаракты, а, следовательно, хирургическое вмешательство в облученный хрусталик недопустимо, так как может произойти стимуляция помутнения хрусталика.

Действие рентгеновских лучей на митотическую активность в эпителии хрусталика рыб и амфибий

Высокие дозы рентгеновских лучей (5000 и 10000 Р), использованные нами в опытах, выступают как ингибиторы митозов в эпителии хрусталика золотой рыбки и травяной лягушки. Наибольшее подавление митозов под влиянием радиации отмечается в герминативной зоне эпителия хрусталика. Мы исследовали действие рентгеновских лучей на эпителий хрусталика золотой рыбки при трех экспозиционных дозах: 50, 500 и 5000 Р, и во всех случаях отмечается определенная закономерность изменения динамики митотической активности в исследуемой ткани.

Во-первых, все указанные дозы приводят к подавлению митотической активности в эпителии хрусталика после облучения. При дозе 50 Р МИ падает в первые сутки после облучения примерно в два раза. А через неделю наблюдается стимуляция митотической активности, МИ на 1В-е сутки после облучения превышает даже контрольный показатель. Однако на 21-е сутки

происходит понижение митотической активности, и исследуемый биологический показатель приближается к контролю. Анализ пострадиационных митозов показывает некоторое повышение хромосомных аберраций на стадии ана-телофазы, однако к концу опыта разницы между контролем и опытом не отмечается.

Рентгеновские лучи в дозе 500 Р вызывают в эпителии хрусталика золотой рыбки полное подавление митозов после облучения, но к 8-му дню митозы частично восстанавливаются (МИ в герминативной зоне оказывается равным 1,2). К 16-му дню отмечается стимуляция клеточной пролиферации, она уступает повышению митотической активности, при облучении глаз дозой 50 Р. Затем следует падение МИ, который к 21-му дню поспе облучения оказывается несколько ниже контроля. При облучении эпителия хрусталика дозой 500 Р после 8 дня отмечается множество аберративных митозов (фрагментация хромосом, одиночные и двойные мосты).

При воздействии рентгеновских лучей с экспозиционной дозой 5000 Р на эпителий хрусталика рыб наблюдается полное подавление митозов в течение недели после облучения. На 8-й день отмечаются отдельные аберративные митозы (МИ в герминативной зоне равен 0,2). К 16-му дню количество митозов в герминативной зоне возрастает, но в дальнейшем падает и сохраняется на более низком уровне по сравнению с контролем. Скорее всего, облучение глаз дозой 5000 Р наносит необратимое лучевое поражение эпителия хрусталика.

Сходное поражение оказывают рентгеновские лучи в дозе 10 000 Р на эпителий хрусталика травяных лягушек. Рыбы не выдерживают высоких доз радиации и 5000 Р - это для них уже медиальная летальная доза. По этой причине действие более высоких доз мы исследовали на лягушках.

После облучения митозы в эпителии хрусталика лягушек исчезают и не проявляются в течение двух недель (срок наблюдения в наших опытах). Можно предпопожить, что это защитный механизм против возникновения катаракт после облучения. При восстановлении митотической активности возникло бы значительное число аберративных митозов. Дифференцировка клеток, несущих мутации, приводила бы к образованию помутневших волокон и к кортикальной катаракте.

Проведенные исследования показывают, что митозы в эпителии хрусталика золотой рыбки распределены по всем зонам цитодифференцировки, но в основном они сосредоточенны в герминативной зоне. Поэтому подсчет МИ и изучение распределения митозов мы проводили е герминативной зоне, как при действии травмы, так и при совместном действии рентгеновского излучения и травмы а передний полюс хрусталика. Эпителий хрусталика золотой рыбки оказался очень чувствительным к действию рентгеновского излучения при дозе 50 Р. Нанесение укола в передний полюс хрусталика, за два дня до фиксации глаз выступает как проявляющий фактор.

Совместное действие радиации, подавляющей митозы и укола иглой, который стимулирует образование посттрзематических митозов, приводит в

конечном итоге к понижению МИ в герминативной зоне эпителия хрусталика золотой рыбки. Травма в наших опытах выступает как синхронизирующий митозы фактор, и, видимо, большинство митозов при этом можно рассматривать как посттравматические, так как их расположение повторяет конфигурацию травмы.

Совместное действие травмы и облучения при дозе 500 Р оказывает значительное воздействие на клеточную пролиферационную активность. Под влиянием излучения происходит полное подавление митотической активности а первые дни после облучения, как при наличии травмы, так и без нее. На 8 день после облучения появляются митозы. МИ в травмированном и облученном хрусталике выше в два раза по сравнению с не травмированным хрусталиком, что и является фактором проявляющим возникновение катаракты, так как лосттравматические митозы в значительной степени аберративные. Можно считать, что травмирование хрусталика после облучения способствует развитию лучевых катаракт.

Начиная с 500 рентген и выше нарушения митотической активности значительны, а при действии дозы 5000 Р, появляются и необратимые эффекты от рентгеновского облучения.

МИ в эпителии хрусталика при облучении 50 Р

сутки опыта □ общий ■ герминат В предэкв ЕЗ контроль

Рис.5. Митотическая активность в эпителии хрусталика при облучении 50 Р.

1Ь

Митотическая активность в эпителии хрусталика при облучении 500 Р

Сутки опыта

□ общий Щ герминат нпредэкв я контроль

Рис.6, Митотическая активность в эпителии хрусталика при облучении 500 Р.

Митотическая активность в эпителии хрусталика при облучении 5000 Р

Сутки опыта

ЕЗобщий ■герминат в предэкв 0 контроль

Рис. 7. Митотическая активность в эпителии хрусталика при облучении 5000 Р.

Совместное действие травмы и рентгеновского облучения на митотическую активность в герминативной зоне эпителия хрусталика рыб

В этой части работы мы исследовали митотическую активность только в герминативной зоне, как в наиболее активной.

При действии рентгеновского облучения в дозах 50, 500 и 500 Р было отмечено подавление митозов после облучения, затем следовал период

стимуляции митотической активности и к 21 дню МИ либо приходил в норму, либо оставался пониженным, как это отмечено при действии высокой дозы в 5000Р.

Экспериментальное травмирование переднего полюса хрусталика после рентгеновского облучения приводит к стимуляции митозов, В то же время облучение высокими дозами (500, 5000 Р) и травматизация хрусталика отрицательно сказываются на восстановлении митотической активности в эпителии.

Более четко проявляется фа зн ость при совместном воздействии облучения и травмы. Возможна стимуляция митотической активности под влиянием травмы после подавления клеточной пролиферации облучением, но затем следует второй период падения митотической активности, который при использовании дозы 5000 Р проявляется наиболее четко.

Таблица 1

МИ в герминативной зоне эпителия хрусталика золотой рыбки при воздействии рентгеновского излучения и травматизации.

Время фикса ц. После Величина МИ эпителия хрусталика

облуч. 50 Р 500 Р 5000 Р

и травмы, сутки Без травмы Травма Без травмы Травма Без травмы Травма

Контр, 2,3±0,24 3,2+0,21 2,3±0,24 3,2+0,21 2,3±0,24 3,2±0,21

1 1,0±0,35* 1,5+0,28* 0 0 0 0

8 1,3±0,46* 3,1 ±0.34 1,3±0,2* 3,4±0, 31 0,3±0.3Г 0,6±0,13*

16 3.1 ±0,28'' 3.5±0,25* 2,65±0,31 3,6±0,19 1,5+0,37 0,8±0,17*

21 2,4+0,34 2,8±0,4 1,7±0,29* 1,8+0.38* 1,0+0,28* 0,2±0,12*

Р = 0,9$ к ■= Э + 3 - 2 = 4; & = 2,78 ' - достоверность разности средних

Таким образом, совместное действие рентгеновского облучения и травматизации хрусталика золотой рыбки может привести как к ингибированию, так и к стимуляции митозов при различных условиях. Экспериментальное травмирование эпителия хрусталика без облучения во всех случаях вызывает стимуляцию митозов в герминативной зоне.

Глава 4. Обсуждение результатов

Сравнительный анализ действия лазерного и рентгеновского излучения

на хрусталик

Изучение воздействия на глаз лазерного луча с дополнительной фокусировкой приводит к поражению хрусталика и особенно его волоконной

части. Нами отмечено, что воздействие сфокусированного лазерного луча на хрусталик вне зависимости от длины волны проходит идентично. Поражение всегда отмечается на заднем полюсе хрусталика в виде вакуолей и трещин, если луч не задел радужную оболочку.

Механизм возникновения лазерных катаракт отличается от рентгеновских. Если при воздействии рентгеновскими лучами латентный период проявления катаракты колеблется от 25 до 150. дней, в зависимости от дозы облучения у различных животных (Коган, Дональдоон, 1959), а при низких дозах 16—20 Р может достигать 6—8 месяцев и даже нескольких лет (Элтон и др., 1959), то лазерная катаракта начинает развиааться уже на второй день после облучения.

Объясняется это тем, что рентгеновские лучи основное действие оказывают на хромосомный аппарат переднего эпителия и на ферментативные системы и в меньшей степени влияют на структуру белков, ответственных за прозрачность хрусталика.

Свободный кальций в виде ионов играет, вероятно, тоже немалую роль в жизни хрусталика.

Накопление достаточного количества свинца в хрусталике дает возможность предположить, что этот элемент играет немалую роль в процессах метаболизма. Вероятнее всего, он выступает как ингибитор ферментативных процессов.

В глазах лягушки, получивших дозу рентгеновского облучения 10 кР, катаракта в начальном периоде не развивается. В этот период происходит сдвиг биохимических реакций, говорящий о лучевом поражении хрусталика, который может привести к катаракте, но для ее развития потребуется промежуток времени больший, чем 35 дней.

При облучении хрусталиков Rana temporaria в дозе 10 кР происходит не только уменьшение липидов, но и перераспределение их фракций. Возможно, при воздействии лазерного облучения меняется концентрация малонового альдегида, который может тяжами проникать в ядро хрусталика. Об этом говорит изменение окраски коры хрусталика от черной до синей.

Изучение гистохимических препаратов показало, что в норме имеется резкое различие окраски на содержание липидов между корой и ядром хрусталика Облучение приводит к уменьшению окраски коры. Черная окраска коры линзы глаза после облучения заменяется синей. После 12-го дня наблюдается понижение общего содержания липидов в коре хрусталика, а затем с 22-го дня уменьшение липидов прекращается и остается почти на одном уровне.

Таким образом, в глазах лягушки, облученных дозой 10000 Р на начальном периоде после облучения катаракта не развивается. Однако происходит сдвиг гистохимических реакций, говорящий о лучевом поражении хрусталика, который может привести к разаитию катаракты за больший промежуток времени, чем 35 дней.

Травмирование облученного хрусталика не влияет на содержание липидов

и динамика их изменения соответствует динамике в коре хрусталика получившего только облучение.

Под влиянием рентгеновского облучения в хрусталике рыб нарушается дифференцировка клеток, и ядерные дуги хрусталиковых волокон теряют свою характерную форму. Появляются псевдодуги, а вокруг ядер эпителиальных клеток отмечается образование вакуолей.

Сравнительный анализ действия лазерного и рентгеновского облучения хрусталика рыб и амфибий показывает, что каждое из указанных излучений нарушает морфогенез хрусталика, что в конечном итоге должно привести к катаракте. Однако механизм нарушения цитодифференцировки волокон хрусталика различный.

При лазерном поражении в ходе дифференцировки волокон отмечается деструкция волокон из-за оптического поражения при рассеивании лучей лазера на клеточных ядрах дуги дифференцировки, а при воздействии высоких доз рентгеновских пучей наблюдается нарушение клеточной дифференцировки на генетическом и молекулярном уровне, так как после облучения на микропрепаратах отклонений не отмечается, и появляются они по мере дифференцировки клеток эпителия в хрусталиковые волокна.

Проведенные исследования на интактных хрусталиках золотой рыбки и травяных лягушек показывают, что митотический индекс в эпителии травяных лягушек выше, чем у золотой рыбки, однако в зимнее время митозы в эпителии травяной лягушки отсутствуют, а у аквариумных рыб они сохраняются.

Мы более подробно исследовали регуляцию митотической активности в эпителии хрусталика золотой рыбки. Удалось показать, что более низкий МИ отмечается в центральной и предэкваториальной зонах эпителия.

Действие рентгеновских лучей на митотическую активность в эпителии хрусталика рыб и амфибий

Механизм влияния рентгеновских лучей на клетки эпителия хрусталика еще недостаточно исследован (Дунаев и др., 1975), Может оказаться, что действие рентгеновских лучей на митотическую активность эпителия хрусталика рыб происходит как при прямом поражении, так и опосредованно-Известно, что низкие дозы радиации обладают стимулирующим эффектом, поэтому под влиянием малых доз стимулирующие действие может сказаться также на увеличении митотического индекса е эпителии хрусталика. Проведенные исследования показывают, что митозы в эпителии хрусталика золотой рыбки распределены по всем зонам цитодифференцировки, но в основном они сосредоточенны в герминативной зоне.

Эпителий хрусталика золотой рыбки оказался очень чувствительным к действию рентгеновского излучения при дозе 50 Р. Укол за два дня до изготовления препаратов, выступает как фактор, синхронизирующий митозы. Совместное действие радиации, подавляющей митозы и укола иглой, который

стимулирует образование посттравматических митозов, приводит в конечном итоге к понижению МИ в герминативной зоне эпителия хрусталика золотой рыбки. Травма в наших опытах выступает как регулирующий фактор, и видимо, большинство митозов при этом можно рассматривать как посттравматические, так как их расположение повторяет конфигурацию травмы.

Что же принесла дополнительная травматизация эпителия хрусталика после его облучения рентгеновскими лучами? Эпителий хрусталика характеризуется тем, что фазы клеточного деления, особенно Ga. в нем сильно затянуты. Механизм регуляции пролиферации клеток может под воздействием радиации получить повреждение, однако до начала митоза об этом трудно судить. Применение укола иглой как фактора, запускающего посттравматические митозы в эпителии хрусталика, позволяет полнее выявить те вредные последствия, которые оказывают рентгеновские лучи в исследуемых дозах на митотическую активность.

Существует мнение, что не только снижение биологических показателей, но и стимуляция их может рассматриваться как вредный фактор. Следовательно, дополнительная стимуляция пролиферационной активности на фоне радиационного воздействия позволит более объективно судить о степени вреда, нанесенного клеткам эпителия хрусталика рентгеновскими лучами. За последнее время этому вопросу уделяется особое внимание, так как действие радиации, в исследованных нами дозах, влияет на репарацию ДНК и приводит к генетическим дефектам (Lohman et all., 1995).

Совместное действие травмы и облучения при дозе 500 Р оказывает значительное воздействие на клеточную пролиферационную активность. Под влиянием излучения происходит полное подавление митотической активности в первые дни после облучения, как при наличии травмы, так и без нее. На 8-й день после облучения появляются митозы. МИ в травмированном и облученном хрусталике выше в два раза ло сравнению с не травмированным хрусталиком, что и является как раз опасным, и способствует возникновению катаракты.

Травматизация хрустапика после облучения дозой 5000 Р никак не сказывается на митотической активности в эпителии, так как митозы в незначительных количествах появляются только к 8-му дню после облучения. Через две недели митотическая активность в герминативной зоне возрастает, но эта волна стимуляции долго не продолжается и затем следует падение клеточной пролиферации до более низкого уровня.

Во всех исследованных случаях отмечается радиационное блокирование митозов, вслед за которым происходит волнообразное восстановление митотической активности. Механизм блокирования митозов в настоящее время окончательно не исследован. Есть предположение, что после облучения в клетках образуются цитотоксические продукты, которые могут распространяться и на соседние ткани. В экранированных от облучения участках ткани митотическая активность также падает, что указывает на

дистанционную природу этого явления.

В хрусталике животных и человека процессы радиационного поражения изучены еще недостаточно полно, однако молекулярные механизмы проявления катарактальных изменений после облучения и действия радионуклидов исследованы более подробно (Куриленко, 1998; Sanderson et all., 1996; Pandeet all., 2001).

Основные выводы

1. Проведено экспериментальное исследование воздействия лазерного и рентгеновского облучения на морфологические и гистохимические свойства хрусталика рыб и амфибий, а также на митотическую активность эпителия с дополнительной трааматизацией переднего полюса. Сравнительный анализ результатов проведенного исследования демонстрирует различия последствий рентгеновского и лазерного излучений. Выявлена высокая чувствительность линзы глаза к лучевому поражению. Установлено, что лазерное облучение поражает в основном волоконную часть хрусталика, а рентгеновское действует на цитогенетическнй аппарат эпителия линзы глаза.

2. Показано, что время образования катаракт зависит от частоты и энергии импульса излучаемого лазера.

3. Выявлено, что высокоинтенсивное инфракрасное лазерное излучение при дополнительной фокусировке на хрусталик поражает экваториальную зону и вызывает деструкцию дуги дифференцировки, а так же механическое повреждение молодых хрусталиковых волокон. Лазерные катаракты начинают развиваться сразу после облучения. При этом в хрусталике меняется концентрация и распределение таких биологически активных веществ, ответственных за прозрачность хрусталика, как: лилиды, кальций, свинец.

4. Выявлено, что высокие дозы рентгеновское излучения <5000 и 10000Р) приводят к поражению хрусталика на генетическом и гистохимическом уровне. В хрусталике происходит падение концентрации липидов, а также выявляются абберативные митозы и радиационное блокирование митозов. Однако, хрусталики остаются прозрачными более месяца и развитие рентгеновской катаракты затягивается,

5. Дополнительная травматизация уколом в передний полюс хрусталика рыб после рентгеновского облучения ускоряет сдвиг на гистохимическом уровне и приводит к стимуляции митозов после радиационного блокирования при облучении дозами 50 и 500 Р. А при высокой дозе облучения 5000 Р, травматизация ингибирует митотическую активность в герминативной зоне эпителия хрусталика.

6. Рентгеновское излучение в дозе 10 000 Р полностью подавляет

митозы в эпителии хрусталика травяных лягушек, и блокирует митозы, появляющиеся в хрусталике лягушек после зимней спячки. Регенерация травмы хрусталика после воздействия рентгеновского излучения в дозе 10 ООО Р происходит за счет миграции клеток эпителия в зону механического поражения. Сходный тип регенерации эпителия линзы глаза, при отсутствии клеточной пролиферации, отмечается в эпителии хрусталика лягушек в зимнее время.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Пурцхванидзе ВА, Симаков Ю.Г. Нарушение морфогенеза хрусталика у рыб и амфибий при действии рентгеновского и лазерного излучения // Журнал Проблемы Биовалеотехкологии № 1 (2), -М,; 2002, С. 35-43.

2. Пурцхванидзе В.А., Симаков Ю.Г. Излучение и содержания липидов в хрусталике травяной лягушки под влиянием больших доз радиации.// Сборник научных трудов молодых ученных. -М.; МГТА, 2002..- Вып. -С 64-68

3. Симаков Ю.Г., Пурцхванидзе В.А Нарушение морфогенеза хрусталика у рыб и амфибий при действии рентгеновского и лазерного излучения// Сб. Трудов научной конференции «Новейшие технологии пищевой Промышленности». -М.: МГТА, 2003. С, 45-48

4. Пурцхванидзе В.А., Гистохимические изменения в хрусталике лягушек под влиянием лазерного излучения // Эффективная лазерная медицина. Сборник трудов. -М.: Техника-Про, 2003. -С 149-154.

МГТА. Заказ 7209. Тираж 100 экз.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Пурцхванидзе, Виолета Александровна

Введение

Глава 1. Гистохимические и морфологические изменения в хрусталике при воздействии лазерного и рентгеновского излучения (литературный обзор)

Глава 2. Материалы и методы исследования.

2.1. Методы исследования хрусталика при воздействии лазерного излучения

2.2. Исследование хрусталика рыб и амфибий после экспериментального травмирования

2.3. Методы исследования хрусталика рыб при воздействии рентгеновского излучения

Глава 3. Результаты исследований

3.1. Гистохимические изменения в хрусталике лягушки под влиянием лазернбго излучения

3.2. Гистохимические изменения в хрусталике лягушки под влиянием рентгеновского излучения

3.3. Совместное действие травмы и облучения на хрусталик

3.4. Действие рентгеновского излучения на хрусталик

3.5. Митотическая активность в различных зонах цитодифференцировки интактного хрусталика рыб

3.6. Влияние рентгеновских лучей на митотическую активность эпителия золотой рыбки

3.7. Совместное действие травмы и рентгеновского облучения на митотическую активность в герминативной зоне эпителия хрусталика рыб

3.8. Регенерация эпителия хрусталика рыб и амфибий после воздействия высоких доз радиации

Глава 4. Обсуждение результатов исследования

Введение Диссертация по биологии, на тему "Гистохимические и морфологические особенности хрусталика гидробионтов при действии лазерного и рентгеновского облучения"

-в результате антропогенной нагрузки на биосферу учащаются инциденты, приводящие к лучевому воздействию на биологические объекты, в частности на гидробионтов, обитающих в зоне экотона, последствия которых необходимо прогнозировать;

-прослеживается тенденция применения методов лучевого воздействия в практической медицине, биологии и технике; -существует глубокая связь с фундаментальными проблемами в биологии, разрешение которых требует понимания поведения, функционирования различных систем и органов гидробионтов и аномалий, происходящих в них после различных лучевых воздействий.

Изучение же гистохимических и морфологических особенностей хрусталика гидробионтов после рентгеновского и лазерного воздействия позволяет решить ряд общебиологических задач в, частности связанных с эволюцией органов зрения, а также прояснить некоторые прикладные аспекты водной экологии, офтальмологии, радиобиологии, и биофизики.

Актуальной данная проблема является еще и потому, что большинство работ по выявлению гистохимических особенностей происходило уже в катарактально измененных хрусталиках, а в данной работе изучаются гистохимические изменения, происходящие в облученных хрусталиках, в которых еще не развилась катаракта.

В настоящее время значительное число работ в указанной области посвящено воздействию токсических веществ на развитие и морфологические показатели у гидробионтов, и меньшая часть (2-3 %) работ рассматривает воздействие таких антропогенных факторов как: рентгеновское и лазерное излучения, миллиметровые волны, ультразвук и инфразвук.

Изучение последствий воздействий на водные организмы физических антропогенных факторов, таких как рентгеновское и лазерное излучения, являются одной из составных частей гидробиологии (Константинов, 1989).

До настоящего времени многие вопррсы, связанные с оценкой воздействия радиации и лазерного излучения на водные организмы на гистохимическом и клеточном уровне не достаточно изучены. Изучение и развитие биохимических исследований позволили бы глубже проникнуть в патохимическую сущность ряда заболеваний глаз различных биологических объектов, а выявление морфологических особенностей хрусталика, например, не только по-новому осветило патогенез лучевых катаракт, но явилось подспорьем в проведение консервативного лечения в начальной стадии заболеваний у различных животных. Биохимические показатели сред глаза гидробионтов при некоторых заболеваниях могут служить определенным тестом, используемым с диагностической целью и применимы к человеку не говоря уже о том, что они важны для проверки лечебной эффективности тех или иных терапевтических мероприятий. Выявление биохимических изменений, приводящих в пораженном органе и лежащих в основе развития заболеваний, позволяет глубже вникнуть в патогенетическую сущность болезни и вскрывает патогенетические основы этих изменений. В качестве объекта исследования наци был выбран хрусталик гидробионтов. Это выбор объясняется тем, что хрусталик является удобной системой для изучения, представляющим эпителиальное образование, состоящие из однородной группы эмбриональных эпителиальных клеток. В этом хрусталик напоминает чистую культуру бактерий; хотя встречающиеся в ней клетки различного возраста, имеют разную скорость обмена и разный размер, химические реакции у них одинаковы. Этим хрусталик отличается от любого другого органа тела.

Интерес к вопросу о чувствительности человеческого хрусталика к рентгеновским лучам и другим ионизирующим излучениям приобрел недавно новую актуальность в связи со случаями катаракт у некоторых физиков и у других лиц, подвергшихся облучению при взрывах атомных бомб. Изучение содержания неорганических соединений в нормальных и катарактально измененных хрусталиках людей ограничено возможностью получения материала для исследования. Свежие, здоровые хрусталики могут быть взяты только от животных, а хрусталики человека изучаются обычно только через 1-2 дня после смерти. Сейчас многие исследования направлены на получение катаракты у животных при облучении их рентгеновскими и лазерными лучами, а также потоков быстрых нейтронов, которые считаются главной причиной возникновения катаракт у физиков и жертв атомных взрывов.

Под влиянием интенсивного рентгеновского и лазерного излучения у гидробионтов, с высоко дифференцированным хрусталиком, например у амфибий и рыб, могут развиться катаракты. В патогенезе катаракт, возникающих под воздействием различных факторов, отмечается много общего. Так же как и общие механизмы помутнения хрусталика, мы найдем у гидробионтов различного систематического уровня. По-видимому, это является следствием специфики морфологического I строения и биохимического состава хрусталика.

Эпителий хрусталика большинства позвоночных животных представляет собой монослой клеток с различной степенью дифференцировки. Но у некоторых видов рыб, например у ротана-головешки, эпителий хрусталика во взрослом состоянии не выражен, и у таких рыб практически невозможно вызвать генетические мутации в эпителии хрусталика (Никифоров-Никишин, 2001) Клеточная пролиферация в эпителии линзы глаза происходят с замедляющейся скоростью^ в течение всей жизни в узкой полоске перед экватором хрусталика. Вновь образуемые клетки постепенно перемещаются к экваториальной области и вблизи этой зоны дифференцируются, образуя волокна хрусталика (Mann, 1949; Гирберт, 1993).

В хрусталике отсутствует кровообращение и в основе большинства биохимических процессов лежит диффузия биохимических агентов через клеточные мембраны хрусталиковых волокон. Хрусталик позвоночных животных преимущественно состоит из воды и» прозрачной взвеси из растворимых белков - кристаллинов и мукополисахаридов. Катарактогенные факторы в первую очередь оказывают влияние на процессы клеточной дифференцировки в кортикальных слоях хрусталика.

В данной работе изучались особенности морфологического строения хрусталика и его гистохимические свойства у некоторых рыб и амфибий в условиях воздействия интенсивного лазерного и рентгеновского облучения, и выявлялось действие нескольких факторов на пораженный хрусталик гидробионтов, в том числе и экспериментального травмирования, провоцирующего ускорение лучевых катаракт.

Цель работы - выявление морфологических и гистохимических особенностей хрусталика некоторых гидробионтов при воздействии высокоинтенсивного лазерного и рентгеновского облучения без экспериментального травмирования и с экспериментальным травмированием.

Для выполнения указанной цели необходимо было решить следующие задачи: \

- изучить особенности воздействия интенсивного лазерного излучения на хрусталик рыб и амфибий.

- исследовать распределение биологически активных соединений, кальция и липидов, гистохимическими методами в различных зонах хрусталика рыб и амфибий после лазерного облучения;

- провести сравнительный анализ влияния лазерного и рентгеновского излучений на гистохимические свойства i хрусталика амфибий;

- изучить процессы цитодифференцировки в хрусталике амфибий после воздействия лазерного излучения с различной длиной волны;

- исследовать распределение кальция и липидов в хрусталиках пораженных рентгеновским излучением;

- изучить воздействие дополнительного травмирования на гистохимическое распределение кальция и липидов в облученном хрусталике; \

- исследовать особенности влияния рентгеновского излучения на митотическую активность эпителия хрусталика гидробионтов, без травматизации и с травматизацией переднего полюса линзы глаза. •

Научная новизна и теоретическая значимость работы заключается в том, что:

- впервые исследуется воздействие рентгеновских и лазерных лучей на морфо-гистохимические показатели цитодифференцировки хрусталиковых волокон у рыб и амфибий;

- впервые показано, что лазерное излучение сразу же поражает в основном экваториальную зону хрусталика с деструкцией дуги дифференцировки и механическим повреждением молодых хрусталиковых волокон;

Впервые рассмотрено совместное действие рентгеновских лучей и' травмы на митотическую активность в эпителии хрусталика гидробионтов и установлено, что вредные физические воздействия носят аддитивный характер.

Показано, что рентгеновское .излучение поражает травмированный хрусталик в большей степени, по сравнению с не травмированным, так как появляются посттравматические митозы.

Практическая значимость работы. На основе результатов проведенного исследования появляется возможность:

- экспрессным методом оценить действие рентгеновского и лазерного облучения на хрусталик амфибий и рыб за счет дополнительной травматизации переднего полюса линзы глаза. Дать практические рекомендации для офтальмологов о недопустимости хирургического вмешательства в облученный хрусталик, так как риск возникновения катаракты значительно возрастает;

- показана недопустимость применения сфокусированного лазерного излучения на прозрачные среды глаза, так как рассеяние лазерных лучей в зоне дуги дифференцировки хрусталиковых волокон приводит к морфологическим сдвигам на экваторе хрусталика и приводит к возникновению лазерных катаракт;

Полученные результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке студентов по таким дисциплинам как: гидробиология, биофизика и биология клетки.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на ежегодных международных и российских конференциях: Международной научно-практической конференции "Пищевая промышленность на рубеже третьего тысячелетия", (Москва, 2003); Международной научно-практической конференции "Инновационные технологии в пищевой • промышленности третьего тысячелетия", (Москва, 2001); Межрегиональной конференции "Морфологические и физиологические особенности гидробионтов", (Москва, 2002); на научных коллоквиумах кафедры "Биоэкологии и ихтиологии" МГГГА (1999 - 2003).

Публикации. Результаты диссертации изложены в 4-х опубликованных научных работах.

Заключение Диссертация по теме "Гидробиология", Пурцхванидзе, Виолета Александровна

Основные выводы ч

1. Проведено экспериментальное исследование воздействия лазерного и рентгеновского облучения на морфологические и гистохимические свойства хрусталика рыб и амфибий, а также на митотическую активность эпителия с дополнительной травматизацией переднего полюса. Сравнительный анализ результатов проведенного исследования демонстрирует различия последствий рентгеновского и лазерного излучений. Выявлена высокая чувствительность линзы глаза к лучевому поражению. Установлено, что лазерное облучение поражает в основном волоконную часть хрусталика, а рентгеновское действует на цитогенетический аппарат эпителия линзы глаза.

2. Показано, что время образования катаракт зависит от частоты и энергия импульса излучаемого лазера.

3. Выявлено, что высокоинтенсивное лазерное излучение при дополнительной фокусировке на хрусталик сразу же после облучения поражает экваториальную зону линзы глаза и вызывает деструкцию дуги дифференцировки и механическое повреждение молодых хрусталиковых волокон. Лазерные катаракты начинают развиваться сразу после облучения, и при этом меняется концентрация и распределение в хрусталике таких биологических веществ, ответственных за прозрачность хрусталика, как: липиды, кальций, свинец, свинец.

4. Выявлено, что высокие дозы рентгеновского излучения (5000 и 1000 Р) приводят к поражению хрусталика на генетическом и гистохимическом уровне. В хрусталике происходит падение концентрации липидов, а также выявляются ' аберративные митозы и радиационное блокирование митозов. Однако, \ хрусталики остаются прозрачными более месяца и развитие рентгеновской катаракты затягивается.

Дополнительная травматизация уколом в передний полюс хрусталика рыб после рентгеновского облучения ускоряет сдвиги на гистохимическом уровне и приводит к стимуляции митозов после радиационного блокирования при облучении дозами 50 и 500 Р. А при высокой дозе облучения 5000 Р, травматизация ' ингибирует митотическую активность в герминативной зоне эпителия хрусталика.

Рентгеновское излучение в дозе 10 000 Р полностью подавляет митозы в эпителии хрусталика траряных лягушек, а помимо этого блокирует митозы, появляющиеся в хрусталике лягушек после зимней спячки.

Регенерация травмы хрусталика после воздействия рентгеновского излучения в дозе 10 000 Р происходит за счет миграции клеток эпителия в зону механического поражения. Сходный тип регенерации травмы' переднего полюса линзы глаза, без клеточной пролиферации, только за счет клеточной миграции, отмечается в эпителии хрусталика лягушек в зимнее время. (

Заключение

Проведенные исследования показали, что картина катарактальных изменений в хрусталике амфибий, вызванных воздействием лазерного излучения с различными длинами волн в целом сходна. Воздействие излучения с большой энергией импульса (0,12 дж и выше) в большинстве случаев вызывает ярко выраженные катарактальные изменения. Воздействие излучения с небольшой энергией импульса (0,04 дж), независимо от длины волны, приводит только к возникновению первичного лазерного поражения. При этом отмечалось небольшое помутнение в области переднего полюса хрусталика, образование вакуолей в экваториальной области хрусталика и частичное поражение заднего полюса. Изменения в области заднего полюса носят необратимый характер. \

Установлено, что наличие обширных поражений в экваториальной области хрусталика, не подверженной прямому воздействию лазерного излучения при фокусировке лазерного луча на переднем полюсе хрусталика, является результатом рассеяния лучей лазера на сохранившихся клеточных ядрах в хрусталиковых волокнах. В результате захвата лазерных лучей волокнами кортикальных слоев хрусталика в области переднего шва, экваториальная область хрусталика подвергается интенсивному воздействию лазерного излучения. Выделяемая при этом энергия вызывает локальный перегрев, что приводит к структурным нарушениям в кортикальных слоях хрусталика.

Исследования воздействия травматизации на прозрачность хрусталика у рыб и амфибий показали сходство динамики развития помутнений. Различия поражений хрусталика у рыб и амфибий обусловлено различиями пространственной структуры, образуемой волокнами хрусталика в области переднего шва. Изменения в области заднего шва хрусталика (мозаичность, вакуолизация) необратимы, они наблюдаются даже после восстановления общей прозрачности хрусталика. Установлено, нто картина изменений в области заднего шва при травматизации хрусталика сходна с той, которая наблюдается при воздействии на хрусталик амфибий лазерного излучения. Показано, что процессы регенерации хрусталика у рыб и амфибий протекают сходным образом.

Проведенная работа позволяет установить сложные процессы, происходящие на морфологическом и гистохимическом уровне в хрусталиках рыб и амфибий, а также выявить тесную взаимосвязь между ними. В этом плане для нас наиболее интересен эпителий хрусталика в котором происходит цитодифференцировка клеток эпителия в хрусталиковые волокна и отмечаются постоянно митозы. Исследования эпителия хрусталика с точки зрения воздействия на него рентгеновского облучения позволяет установить новые закономерности пространственного распределения митозов после травматизации. Мы столкнулись с новым явлением регуляции митотической активности, когда митозы появляются не вокруг травмы, а в отдалении от нее. Подобные явления отмечены в малодифференцированных клетках. Эпителий хрусталика рыб, распределенный в двухмерном пространстве, позволяет непосредственно следить за распределением митозов вокруг травмы. Удалось выявить, что полоса митозов повторяет конфигурацию травмы, но на некотором расстоянии от места поражения.

Эксперименты позволили установить высокую чувствительность хрусталика рыб и амфибий к рентгеновскому облучению. Серия опытов позволяет оценить воздействие высоких доз радиации, которые особенно четко проявляют свое действие при предварительной травматизации переднего полюса хрусталика иглой. В работе проведен сравнительный анализ изменения ч морфологических и гистохимических свойств хрусталика рыб и амфибий -при экспериментальной травматйзации и при совместном действии облучения и травматизации.

Проведенные эксперименты указывают на наличие в хрусталике кейлоноподобных веществ, которые (по всей видимости) достигают наивысшей концентрации в центральной зоне эпителия хрусталика. Возможно, ингибирующие митозы вещества из хрусталика глаза рыб в ближайшем будущем найдут широкое применение в онкологии и других отраслях медицины, где потребуется резкое снижение пролиферационной активности в тканях. Тем более в настоящее время хрусталики рыб не используются ка*к источник биологически активных веществ и перерабатываются вместе с головами рыб только в кормовую муку.

При облучении глаз лягушек Rana temporaria в дозе 10 кР хрусталики остаются прозрачными в течение 35 дней. Гистохимические реакции и микрофотометрия срезов позволили установить, что общее содержание липидов в хрусталике после облучения снижается. Особенно обедняется кора, где содержание липидов выше, чем в ядре хрусталика. Содержание липидов начинает падать через две недели после облучения и Прекращается на 22-й день. Таким образом, лучевое поражение хрусталика еще до начала его помутнения приводит к сдвигам в липидном обмене, который может служить индикатором нарушения метаболизма в хрусталике.

При этом следует учитывать, что, не смотря на одинаковые морфологические признаки при старческих и лучевых катарактах, биохимические процессы резко отличаются. При старческих катарактах происходит' возрастание липидов, а при рентгеновских наоборот мы отмечаем падение их концентрации в коре хрусталика.

Прй облучении хрусталиков лягушек дозой 10000 р. происходит не только уменьшение количество липидов в коре хрусталика, но и перераспределение их фракций. Об этом говорит изменение окраски коры хрусталика от черной до синей. Коричневая окраска, которая выявлялась в коре нормального хрусталика Суданом черным В, через две недели после облучения исчезает почти полностью, и фракции липидов в хрусталике окрашиваются только в синий цвет. В опыте и' в контроле кора всегда окрашивается более интенсивно, что указывает на более высокую концентрацию липидов в коре хрусталика.

Травмирование облученного хрусталика не влияет на содержание липидов и динамика их изменения соответствует динамике в коре хрусталика получившего только облучение.

Помимо гистохимического выявления липидов в хрусталике после рентгеновского облучения, на гистологических срезах тех же сроков фиксации мы исследовали распределение кальция. Однако никаких изменений в распределении кальция в коре и ядре облученного хрусталика не происходило. Дополнительная травматизация хрусталика иглой в передний полюс на 1/5 - 1/6 его диаметра после облучения приводит к изменению содержания кальция, но эти изменения полностью соответствовали результатам полученным при воздействии только одной травмы на первых этапах развития лучевой катаракты. После травматизации облученного хрусталика в течение 10 дней содержание кальция в хрусталике возрастает. Подобный процесс изменения содержания кальция в хрусталике ведет к развитию катаракт. При действии только одной травматизации к 27 дню происходит нормализация содержания кальция, и катаракта не развивается.

Таким образом, аддитивное действие облучения и травмы на хрусталик, может влиять на содержание липидов и кальция, что в конечном итоге может привести к развитию лучевой катаракты, а, следовательно, недопустимо хирургическое вмешательство в облученный хрусталик, что может привести к стимуляции помутнения хрусталика.

Воздействие рентгеновских лучей в дозах 50, 500 и 5000 Р на митотическую активность в эпителии хрусталика золотой рыбки показало, что радиационное блокирование митозов зависит от полученной дозы. Выдвигается концепция, что угнетение клеточного деления в, эпителии хрусталика после облучения осуществляется за счет перераспределения концентрации кейлонов между центральной и герминативной зоной. Дополнительная травматизация переднего полюса хрусталика после облучения при низких и средних дозах к последующей стимуляции митозов, а при облучении дозой 5000 Р к ингибированию митотической активности.

На эпителии хрусталика травяных лягушек показано, что рентгеновские лучи в. дозе 10 000 Р, • вызывают генетическую инактивацию клеток эпителия и митозы не восстанавливаются. Однако это не препятствует регенерации травмы облученного хрусталика. Зона поражения закрывается мигрирующими клетками эпителия, так же как происходит регенерация эпителия в зимнее время, когда митозы отсутствуют. Возможно, сходство блокирования митозов в эпителии хрусталика после облучения и в зимнее время имеет некоторые общие механизмы, которые связаны с перераспределением кейлонов в различных зонах цитодифференцировки.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Пурцхванидзе, Виолета Александровна, Москва

1. Айтмагамбетов М.Т., Деев А.И., Кобаченко А.Н., Владимиров Ю.А Изучение флюоресценции хрусталиков мышей на различных стадиях радиационной катаракты методом синхронного сканирования. // Бюл. Эксперим. Биологии и медицины, 1989. -Т.57.-С. 347-350.

2. Айтмагамбетов М.Т., Деев А.И., Владимиров Ю.А. Увеличение доступности белковых флуорофоров хрусталика мыши для воды при развитии радиационной катаракты// Бюл. Эксперим. Биологии и медицины, 1991, 111, № 4, с. 367 - 369.

3. Айтмагамбетов М.Т., Изучение физико-химических изменений белков хрусталика на ранних стадиях • развития радиационной и наследственной катаракт. Алматы., 1994.-С. 23

4. Аверкина Р.Ф. Специфические антигены в тканевых зачатках глаза куриных эмбрионов // Бюлл. экспед. биол. и мед. 1964. - Т. 58. -Вып. 11.-С. 111-115.

5. Аветисов Э.С. Близорукость. М.: Медицина, 1986.- 239 с.

6. Бабижаев М.А., Брикман И.В., Деев А.И. Индукция катаракты продуктами перекисного окисления липидов. -М.: Биофизика, 1987.- С 121-124.

7. Бабижаев М.А., Брикман И.В., Механизмычокислительного повреждения хрусталика при развитии катаракты.-тез. до^л. -М.: 1985.- С. 124-126. »

8. Бабижаев М.А., Архипенко Ю.В., Каган В.Е. Активность антиоксидантных • ферментов и метаболизм перекисных соединений в хрусталике при катарактогенезе. // Бюл. Эксперим. Биологии и медицины.- 1987. -Т.103. С. 143-146.

9. Бабижаев М.А., Шведова Ю.В., Архипенко Ю.В., Каган .В. Е. Накопление продуктов перекисного окисления липидов в хрусталике при катаракте. -Биол. Эксперим. Биологии и медицины.-М.: 1985. С. 229-301. ,

10. Бабижаев М.А., Егорова З.В., Деев А.И. Морфометрический анализ помутнения хрусталика. М., 1989, С.43-46.

11. Балдин Д., Реффи Д. Динамика разрушения в стеклах, вызванного действием лазерного излучения. М.: Мир, 1968. - С. 383-387.

12. Березин Ю.Д., Бойко Э.В., Беляева О.Н. Еременко С.А. и др. Особенности поглощения оптического излучения глазными тканями и жидкостями заменителями стекловидного тела// Оптич.ж., 1999, № 5. С. 33 - 35.

13. Бигел А.К. Действие высоковольтного излучения бетатрона на глаза (экспериментальные данные) // В сб. Лучевые катаракты. М.: Медгиз, 1959. - С. 55-56.

14. Бодемер Ч. Современная эмбриология. М.: Мир, 1971. -446 с.

15. Бородин A.JI. Воздействие лазерного излучения на хрусталик гидробионтов // Сборник научных трудов молодых ученых МГТА М.: МГТА, 2001а. - Выц. 1. - С. 56-59.

16. Бородин А Л. Особенности оптического строения хрусталика рыб // Межрегиональная конференция "Морфологические и физиологические особенности гидробионтов" М.: ВНИРО, 20016. - С. 22-25.

17. Бородин A.JL, Симаков Ю.Г. Морфогенез клеток эпителия хрусталика в норме и при травматизации // "Пищевая промышленность на рубеже третьего тысячелетия". Мат. VI-ой

18. Междун. научно-практич. конф. М.: МГТА, 2000. - Т. 2. - Вып. 5.- С. 223-225.

19. Балаж А., Блажек К. Эндогенные ингибиторы клеточной пролиферации. М.: Мир, 1982. - 302 с.

20. Войнар А.И. Биологическая роль микроэлементов в жизни человека и животных. М.: Советская наука, 1960. - 494 с.

21. Газиев А.И. Повреждение ДНК в клетках под действием ионизирующей радиации// Радиац. биол., Радиоэкол. 1999, 39, № 6,1. С. 630-638.i

22. Гексли Дж., де Бер Р. Основы экспериментальной эмбриологии. М. -JL: Биомедгиз, 1936. - 467 с.

23. Герасимов В.И., Рамзаев П.В., Ермолаева-Маковская А.П. Зависимость доза-эффект по оценке частоты возникновения лучевой катаракты.//Мед. Радиология,-1989. -С.52-55.

24. Герасимов В.И. Профилактика радиационных катаракт цистомином в эксперементе./УРадиационная гигиена. JI. 1986. С. 9295.

25. Герасимов В.И. К вопросу об остром радиационном поражении хрусталика у белых мышей. ^Радиационная гигиенаЛ Сб. науч. трудов., Л. 1988. С.128-131.

26. Гирберт С. Биология развития. М.: Мир, 1993. - 228 с.

27. Гуния К.К. Обмен веществ в хрусталике под воздействием катарактогенов. М. 1976. С.175-176.

28. Гулиано К. Разрушение диэлектрических материалов под действием лазерного излучения // В сб. Действие лазерного излучения. М.: Мир, 1968. - С. 355-363.31.- Гудвин Б. Аналитическая физиология клеток развивающихся организмов. М.: Мир, 1979. - 285 с.

29. Вишневский Н.А., Абдулаимов В.М., Иванова Е.А., Котова Э.С., Кротова Н.С., Стиксова В.Н. К критической оценке значения "начальных признаков" лучевой катаракты // Мед. радиология. 1960. - Т. 5. - № 11. - С. 77-81.

30. Дабагян Н.В., Слепцова JI.A. Травяная лягушка // В кн. Объекты биологии развития. М.: Наука, 1975. - С. 442-462.

31. Доброва М.С., Чотаев Ж.А. Содержание глюкозы и белка в камерной влаге и изменение активности ферментов углеводного белка в хрусталике при его помутнении. // Материалы 4 съезда офтальмологов. Киев., 1973.- С.507-510.

32. Дунаев • П.В., Агарков В.А. Влияние рентгеновского облучения на биологические потенции эпителия хрусталика. К., 1975. С 186-192.

33. Зюсс Р., Киндель В., Скрибнер ДжД. Рак: эксперименты и гипотезы. М.: Мир, 1977. - 358 с.37/ Заллманн JI. Экспериментальные исследования ранних изменений хрусталика после рентгеновского облучения // В сб. Лучевые катаракты. М.: Медгиз, 1959. - С. 65-77.

34. Заллманн Л., Локк Б.Д. Обмен радиоактивных изотопов в нормальных и облученных хрусталиках кроликов // В сб. Лучевые катаракты. М.: Медгиз, 1959. - С. 77-78.

35. Зурабашвили З.А., Сухарулидзе Т.А. Некоторые вопросы динамики аминокислотного состава хрусталика в норме и патологии. Т. 1980. С.88-89.

36. Кабаченко А.Н., Федоренко Б.С., Смирнова О.А. Оценка катарактогенного действия протонов.// Радиобиология, 1986. -С 318322.

37. Кауфман З.С. Эмбриология рыб. М.: Агропромиздат, 1990.-270с.

38. Керим-заде С.К. Ультраструктурные особенности хрусталика при различных стадиях развития катаракты.// Азерб. Мед. журнал., 1988. С. 38-43.

39. Ковалев Н.Ф. Закономерности постравмационой регенерации эпителия ценральной зоны передней капсулы хрусталика // Офтальмологический журнал. -1966. № 7. - С. 520525.

40. Козлов К.А. Получение и характеристика клонетики к-ДНК хрусталика глаза лягушки и идентификация клонов, кодирующих полипептиды бета-кристалинов. М.- 1998. С 21.

41. Кривандин А.В., Муратов К.О. Сравнительноеисследование надмолекулярной структуры кристаллинов вхрусталиках карпа, лягушки и крысы методом малоуглового , \рассеяния рентгеновских лучей. // Биофизика 1999. - Т. 44. - № 6. -С. 1088-1093.

42. Кривандин А.В., Львов Ю.М., Островский М.А. Структурное исследование кристаллинов в нормальном и катарактальном хрусталике методом дифракции рентгеновских лучей. // Офтом. журнал.-1989.-№6.- С.365-366.

43. Краузе А.К., Бонд Ж.О. Нейтронные катаракты // В сб.

44. Лучевые катаракты. М.: Медгиз, 1959. - С. 125-137.

45. Кулаков Я.Л., Максимов И.Б. О защите хрусталика от повреждения при лазеро-коагуляции внутриглазной опухоли.// Тез. науч.-практ. конференции., Москва. 1998.- С. 101-102.

46. Куриленко А.Н. Клинико-экспериментальный анализ состояния органа зрения в условиях инкорпорации радионуклидов в организм. Автореф.дис. канд.мед. наук. М.: Рос унс-т дружбынародов. 1998 16 с.

47. Лилли Р. Патологическая техника и практическаягистохимия. -М.: Мир, 1969.-645 с. *

48. Лазаренко Л.Ф., Латыпов И.А., Емец В.И. Содержание общего белка и глдакопротеидов в задней капсуле хрусталика при различной этиологии. // Тез. докл. 4 съезда офтальмологов, М.:-1987. С. 311-312.

49. Лазо В.В.,Макаренкова Е.П. Морфологические изменения в клетках хрусталика глаза кролика после облучения неодивомым АИГ-лазером с длиной волны 1,32 мкм. // Арх. патологии. 1995. С 63-66.

50. Леонов Б.В., Шиходыров В.В. Лазеры и клетка. М.: Знание; 1966. - 95 с. '

51. Макеева А.П. Эмбриология рыб. М.: изд. МГУ, 1992. -216 с.

52. Мальцев Э.В. Значение цитохимических исследований эпителия в комплексном изучении метаболизма хрусталика. // Офтальмол. журнал №7, 1983.- С. 425-428.

53. Малюта Н.И., Шиян А.А. К расчету коэфициента \диффузии в хрусталике глаза// Биофизика 1991 - 36, № 2, С. 322 -326. • *

54. Медведовская Ц.П. О пороговой дозе быстрых нейтронов, вызывающей образование катаракты.// Радиобиология, 1977. Т.17. С. 126-129.

55. Миловидова И.А. Биологические эффекты малых доз радиации. М., 1983, С 31-35.

56. Насонов Д.Н., Александров В.Я. Реакция живого вещества на внешнее воздействие (денатурационная теория повреждения и раздражения). М.: изд. АН СССР, 1940. - 246 с.

57. Нефедова З.А., Тайвонен Л.В. Биохимические особенности катарактогенеза у молоди семги. Липидный состав хрусталика рыб // Конгресс ихтиологов России Астрахань, 1997. -С. 232-233.

58. Никифоров Никишин А. Л. Морфологические и биохимические аберрации в хрусталике глаза рыб под воздействием антропогенных факторов.- Автореферат кан. дисс. М.: МГТА, 2000. 28 с. 4

59. Никифоров Никишин Д.Л.'(а) Гистохимия хрусталика некоторых видов рыб // Мат. VII науч.-практ. конф. "Инновационные технологии в пищевой промышленности третьего тысячелетия", М.: МГТА, 2001.- Вып. 6 том I, - С.22.

60. Олтер А.И., Лайнфейдр П.И. Рентгеновская катаракта // В сб. Лучевые катаракты. М.: Медгиз, 1959. - С. 35-39.

61. Пейве Я.В. Микроэлементы и ферменты. Рига: изд. АН ЛАТ. СССР, 1960. - 286 с.

62. Пири А., ван Гейнинген Р.,, Боаг И.В. Изменения в хрусталике кроликов в процессе образования рентгеновских катаракт // В сб. Лучевые катаракты. М.: Медгиз, 1959. - С. 90-99.

63. Пири А., ван Гейнинген Р, Биохимия глаза. М.: Медицина, 1968. -400 с.

64. Пирс Э. Гистохимия. М.: Иностранная литература, 1962. -962с.

65. Плохинский Н.А. Алгоритмы биометрии. М.: изд. МГУ, 1967.-97 с. ,

66. Подколозин А.А., Гуревич К.Г. Действие биологически активных веществ в малых дозах. М.: КМК. 2002. 170 с.71/ Попов В.В. Опыты по травматизации облученного хрусталика//Журн. общ. биол. -1962. 23. - № 1. - С. 32-37.

67. Попов В.В. Провоцирование лучевой катаракты путем травматизации облученного хрусталика // Докл. АН СССР. -19626. Т. 143. - № 2. - С. 947-951.

68. Попов В.В., Голиченков В.А., Всеволодов Э.Б., Фарберов А.И., Соколова З.А,, О механизме ускоренного развития лучевых катаракт, спровоцированных уколом облученного хрусталика // Докл. АН СССР. 1964. - Т. 155. - № 4. - С. 2436-2439.

69. Попов В.В., Голиченков В.А., Устойчивость хрусталика тритона к лучевым и травмирующим воздействиям // Биологические науки. 1964. - № 3. - С. 23-26.

70. Попов В.В. Лучевая катаракта как проблема радиационной физиологии развития // Биологические науки. 1966. -№4.-С. 7-17.

71. Попов В.В., Всеволодов Э.Б., Соколова З.А. Опыты по травматизации хрусталика после перерезки зрительного нерва у взрослых лягушек // Докл. АН СССР. 1962. - Т. 147. - № 6. - С. 1503-1506.

72. Пурцхванидзе В.А., Симаков Ю.Г. Нарушение морфогенеза хрусталика у рыб и амфибий при действии рентгеновского и лазерного излучения// Морфология и физиология гдробионтов. МГТА, 2003, С.25 29.

73. Робертис Э., Новицкий В., Саэс Ф. Биология клетки. -М.: Мир, 1967. 473 с.

74. Рабинович М.Г. Вторичная катаракта. Медгиз, М., 1961.80.n Ромейс Б. Микроскопическая техника. М.: Иностраннаялитература, 1954. 718 с.\

75. Ромер А., Парсонс Т. Анатомия позвоночных. Т.2. М.: Мир, 1992.-406 с.

76. Руоколайнен Т.Р., Тойвонен Л.В., Нефедова З.А. Биохимические методы в экологическом и токсикологическом исследовании. Петрозаводск, 1993. С. 178-180.

77. Саркисов Д.С., Перов Ю.Л.(ред). Микроскопическая техника: Руководство. М.: Медицина, 1996 - 544с.ч

78. Сахарова Н.Ю., Голиченков В.А. Сезонные изменения регенерационной способности эпителия хрусталика лягушки // Цитология. -1968. Т. 10. - № 7. - С. 896-899.

79. Сивинцев Ю.В. Насколько опасно облучение (Радиация и человек) //- М: ИздАТ, 1991. С. 3 8-51.

80. Симаков Ю.Г. Методы оценки митогенной и мутагенойактивности веществ в подострых опытах на эпителии хрусталикаглаза рыб // Тез. докл. 1-го Всесоюзного симпозиума по методам \ихтиотоксикологических исследований. Л.: ГОСНИОРХ, 1987. - С. 121-122. *

81. Симаков Ю.Г. Регенерация различных зон эпителия хрусталика после. травматизации // Изв. АН СССР, серия биологическая 1974. - № 2. - С. 295-298.

82. Симаков Ю.Г. Влияние бензольных соединений на митотическую активность эпителия хрусталика радужной форели Salmo gairdneri Rich // Вопр. ихтиологии. 1982. - Т. 22. - Вып. 1. - С. 139-144.

83. Симаков Ю.Г., Полуэктова Л.М., Попов В.В. Уменьшение содержания кальция в хрусталиках, пораженных лазерным излучением //Докл. АН СССР.*- 1969. С. 2672-2678.

84. Симаков Ю.Г., Никифоров Никишин А.Л., Стебельков

85. B.А., Архипов С.Ю. Изменения содержания элементов в хрусталике данио и окуня под влиянием загрязнения водной среды // В сб. Водные биоресурсы, воспроизводство и экология гидробионтов. -М.: ВНИПРХ, 1992. Вып. 66. - С. 92-96.

86. Симаков Ю.Г., Никифоров Никишин А.Л., Кулаев С.Н. Исследрвания хромосомных клеточных структур гидробионтов методами оптоэлектроники // В сб. Водные биоресурсы, воспроизводство и экология гидробионтов. - М.: ВНИПРХ, 1993. -Вып. 67.-С. 120-123.

87. Симаков Ю.Г. Влияние неблагоприятных факторов на посттравматическую митотическую активность в эпителии хрусталика радужной форели// Вопросы ихтиологии, 1984, т. 24, вып 3,. С. 490-494.

88. Симаков Ю.Г., Бородин А.Л. Световодные свойства хрусталиковых волокон при лазерном исследовании // Проблемы биовалиотехнологии, М.: МГТА, 2001. -*№ 1. С. 48-54.

89. Симаков Ю.Г., Полуэктова Л.М., Попов В.В. Влияние лазерного излучения на содержание липидов в хрусталике травяной лягушки// Докл. АН СССР, 1970. № 4. - С. 609-610.

90. Симаков Ю.Г., Пурцхванидзе В.А. Лучевые катаракты и травматизация хрусталика// Проблемы биовалеологии, 2003, № 4.1. C. 19-24.96: Скальный А.В. Микроэлементозы человека (диагностика и лечение). М.: Научный мир.- 1999. 96 р.

91. Тайвонен J1.B.,Нефедова З.А., Сидоров B.C., Рипатти П.О. Изменение липидного состава печени и хрусталиков глаз семги при катаракте// Прикладная биохимия и микробиология. 1995, т.31, №5. С. 571 -575.

92. Трумен Д. Биохимия клеточной дифференцирован. М.: Мир, 1976. -168 с.99: Угрюмов М.В. Современные методы иммуноцитохимии и гистохимии. // Итоги науки и техники. Серия "Морфология человека и животных".-М.: ВИНИТИ, 1991.-Т. 15. -117с.

93. Узбеков Г.А. Химические и физико-химические основы прозрачности и помутнений оптического аппарата глаза // Вопр. мед. химии. -196 i. Т. 7. - Вып. 2. - С. 190-196.

94. Файн С., Клейн Э. Биологическое действие излучений лазера. М.: Атомиздат, 1968. - 342 с.

95. Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение. М.: Мир, 1990. - 239 с.

96. Хадорн Э., Венер Р. Общая зоология. М.: Мир, 1989. -523 с.

97. Хамбургер Б. Подопытные рыбы и критерии их отбора // В сб. Методы исследований токсичности на рыбах. М.: Агропромиздат, 1985. - С. 9-12.

98. Харпер Д. Разрушение в стеклах, вызываемое лазерным излучением. М.: Мир, 1968. - С. 364-366.

99. Хэй Э. Регенерация. М.: Мир, 1969. - 153 с.

100. Черфас Н.Б., Цой P.M. Новые генетические методы селекции рыб. М.: Легкая и пищевая промышленность. -1984. 102 с.

101. Чупров А.Д., Пекшев В.М., Дмитриев К.В., Замыров А.А. Определение механических и ультразвуковых характеристик ядра хрусталика// Вестн. Офтальм. 2001 - 117, № 1. С. 27 - 29.

102. Шлопак Т.В. Микроэлементы в офтальмологии // Труды 4-го съезда офтальмологов Укр. ССР. Киев, 1964. - С. 408-411.110., Шлопак Т.В. Некоторые особенности химизма хрусталика в норме и патологии // Офтальмологический журнал. -1962.-Т. 5.-С. 273-276. '

103. Шлопак Т.В. Химизм хрусталика (в норме и патологии)// Послесловие к книге Пири и Гейнингена "Биохимия глаза". М.: Медицина, 1968. - С. 5-6.

104. Шмальгаузен А.И. Происхождение наземных позвоночных. М.: Наука. 1964. 346 с.

105. Эптон А., Кристенберри К., Ферт Ж. Значение местного ичобщего облучения для образования лучевых катаракт // В сб. Лучевые катаракты. М.: Медгиз, 1959Л С. 53-56.

106. Ярмоненко С.П. Радиобиология человека и животных. М.: Высшая школа.-. 1984. 375 с.

107. Яценко О.В., Брезина Т.С., Рева С.Н. Жирно-кислотный состав липидов в биологических объектах при возрастной катаракте// Тез. докладов., М., 2000, С. 11-12.

108. Ahrend M.H.J., Breck О., Wegener A., Midtlyng S., BreipohlN

109. W. Age-related changes in cristallin patterns of normal and cataracts lenses of fermed Atlantic Salmon. // 9-th* conf. Rhodes, 19-21 Sep. -1999. P. 25.

110. Akaba S. Distribution of glutathione in the pathologic eye. // Nippon Ika. Daig. Z. 1966. - V. 33. - P. 86-93.

111. Arey L.B. Developmental Anatomy. 7-th ed. Philadelphia: W. B. Saunders and Co., 1974. - 674 p.

112. Arruti, С., E. Chaudun, A. De Maria, Y. Courtois, and M.-F. Counts. Characterization of eye-lens DNases: long term persistence of activity in post apoptotic lens fiber cells. // Cell Death Differ. -1995. № 2: - P. 47-56.

113. Balinsky B.J. An Introduction *to Embryology (3 rh- end). -Philadelphia, London and Toronto: W. B. Saunders and Co., 1970. -345p.

114. Bassnett; S. The fate of the Golgi apparatus and the endoplasmic reticulum during lens fiber cell differentiation // Invest. Ophthalmol. Visual Sci. -1995. № 36 - P. 1783-1803 .

115. Bullough W.S. Ageing of mamals. Nature, 1971. - V. 229. -P. 608-610.

116. Bullough W.S. Chalone control mechanismII Life Sci., 1975, 16.323-330. »

117. Bellows J.G. Cataract and anomalies of the lens. London: Kimpton, 1944. 354 p.

118. Bjerkas E. The fish eye and cataract in farm-raised // 9-th Jnt. Conf. "Diseases Fish and Shellfish". Rhodes 19-24 sept. 1999 Book Abstr. Rhodes, 1999. - P. 5.

119. Bloemendal H. The Vertebrate eye lens // Science 1977. -V. 197. - P. 127-138.

120. Bonting S.L. Na К activated adenosinetriphosphatase and acetivecation transport in the lens. // Invest. Ophthal. - 1965. - V. 4. -P. 723-744.

121. Bose A., Medda J. A study on the lens inducing process in the chick. // Folia Biol. Krakow, 1965. - V. 13. - P. 289-295.

122. Campbell J. C., Jones К,- W., The in vitro development of lens from cornea of larval Xenopus laevis. Development Biology, -1968.17,1—15. (

123. Cibis P.A., Constant M., Prybil A., Beeke r B. Ocular lesions produced by iodacetate. Amer. Med. Assoc. Arch. Ophthal. 1957, P. 57.

124. Clayton R. M., Problems of differentiation in the vertebrate lens, Current Topics in Developmental Biology, 1970. 5, 115—180.

125. Clayton R. M., Truman D. E. S., Campbell J. C., A method for direct assay of messenger RNA turnover for different crystallins in the chick lens// Cell Differentiation, 1972.Д, 25—35.

126. Cohen A.I. The electron microscopy of the normal human lens. // Invest. Ophthal. 1965. - V. 4. - P. 433-446.

127. Cotlier E., Beaty C. The role of Na-ions in the transport of alpha-aminoisobutiric acid and other amino acid into the lens. // Invest. Ophthal. 1967. - V. 6. - P. 64-75.

128. Currie G.N., Kenny A.D. Factors affecting the calcium and phosphorous content of rat lens. // Exp. Eye Res. 1967. - V. 6. - P. 261-266. »

129. Cogan D.G., Donaldson D.D. Cataracts in the rabbit following single x-ray exposure // Arch. Ophthalmol. 1951. - V. 45. - № 5. - P. 507-522.

130. Counis, M.F., Chaudun E., Courtois Y., and Allinquant B. Lens fiber differentiation correlated with activation of two different DNAases in lens embryonic cells // Cell Differ. Dev. -1989.-№ 27: -P. 137-146.

131. Deev A, Vladimirow I. The role of free radical reactions in pathogenesis of X ray cataract// Constituent cong. Int. Soc for Parhophysiol., Moscow, 1991, P. 228.

132. Dische Z., Zelmenis G. The content and structural characteristics of the collagenous protein of rabbit lens capsules at differen ages. // Invest. Ophthal. 1965. - V. 4. - P. 774-780.

133. Dov S.C. Ontogenical changes in the cristallin compositions of the eye lenses of the territorial damsel fish Parma microlepis and their possible effects on trance-metal aqcumulation. // Mar. Biol. -1999. V. 134. - № 4. - P. 653-663.

134. Ely L.O. Cytocrom-C content of bovine crystallin Lens // Arch. Ophthalmol. Chicago, 1952. - V. 47. - № 536. - P. 717-719.

135. Ersdal F., Jarp D., Jordn A., Midtlyng S., Paul D. Cataract in seawater farmed Atlantic salmon salar L. Rhodes 1999. - P. 24.

136. Feldman G., Feldman L. New concepts of human lenticular lipids and their possible role in cataracts // Invest. Ophthalmol. 1965. -№4.-P. 162-166. ,

137. Fine S. Interaction of laser with biologie systems. Federation Proc. 1965. - 24(1) Pt-3. Suppl. 14. - P. 5-35.

138. Francois J:, Rabaey M., Stockmans L. Gel filtration of the soluble proteins from normal and cataractous human lenses. // Exp. Eye Res. 1965. - V. 4. - P. 312-318.

139. Fulhorst H.W., Young R.W. Conversion of soluble lens protein to albuminoid. // Invest. Ophthal. 1966. - V. 5. - P. 298-303.

140. Ham W.T. Radiation cataract // Arch. Ophthalmol. -1953.-V. 50.-№ 5.-P. 618-648. '

141. Howard A. Whole mounts of rabbit lens for cytological study // Stain technol. 1952. - V. 27. - P. 313-317.

142. Hilfer A.T., Rock M. Accumulation of CPC perceptible material at apical cell surfaces during formation of the optic cup // Anat. Rec. -1980. № 197. - P. 423-433.

143. Harris J.E., Becker B. Cation transport of the lens. // Invest. Ophthai. 1965. - V. 4. - P. 709-722.

144. Heyningen R. The metabolism of glucose by the rabbit lens in the presensce and absence of oxygen. // Biochem. J. 1965a. - V. 96. -P. 419-431.

145. Heyningen R. Some glycolytic enzymes and intermediates in the rabbit lens. // Exp. Eye Res. 19656. - V. 4. - P. 298-301.

146. Hockwin O., Noll E., Light W. Influence of age on enzymeactivities of lenses. // Ophthalmologica Basel, 1965. - V. 150. - P.187.195.' \

147. Hui Ch., Hau Wei Min, Chang Chang/ The eyedropscontaining antioxidans and free radical, scovengers on preventing cataractogenesus indused by selenium// Шен'у хуансюэ цзачжи= Chin. Biochem. 1990 -6, № 4, С 377 - 388.

148. Klein F. Etude de la repartition de l'inositol dans le cortex et le noyau de cristallin de veau // Experientia. 1967. - V. 23. - № 3. - P. 202-210.

149. Klethi J., Mandel P. Eye lens nucleatides of different species of vertebrates. London: Nature, 1965. -V. 205. -P. 1114-1115.

150. Krause A.C. Chemistry of ^the Lens Lipids // Arch. Ophthalmol. -1935.-№13.-P. 187-190.

151. Krause A.C. The biochemistry of eye. Baltimore: John Hopkins Press, 1934. - 245 p.

152. Krause A.C. Inositol in ocular tissues // Arch. Ophthalmol. -1938.-№20.-P. 299-303.

153. Korhonen E., Korhonen L. Histochemical demonstration of cytochrome oxidase activity in the lens. // Acta Ophthal. Kobenhavn,1966.-V. 44.-P. 577-580.t

154. Levari R., Wertheimer E., Kornblueth E. Interrelation between the various pathways of glucose metabolism in the rat lens. // Exp. Eye Res. 1964. - V. 3. - P. 115-117.

155. Lerman S., Zigman S. The metabolism of the lens as related to aging and experimental cataractogenesis. // Invest. Ophthal. 1965. -V. 4.- P. 643-660.

156. Lerman S., Zigman S., Saat Y.A. Further studies on nucleic acid metabolism in the lens. // Amer. J. Ophthalmol. 1965. - V. 59. -P. 243-247.

157. Lopashov G. V., Stroeva O. Q. Morphogenesis of the vertebrate eye// In book: «Advances in morphogenesis». N. Y. — L., 1961, P. 5-12.

158. Lohman P.H., Cox R., Chadwick K.H. Role of molecular biology in radiasion biology// Int. J. Radiat. Biol. 1995 - 68, №3. P. 331 -340.

159. Modak, S., and F.J. Bollum. Terminal lens cell differentiation. Initiator activity of DNA during nuclear degeneration // Exp. Cell Res.-1970-. № 62 P. 421 -432. *

160. Modak, S.P., and S.W. Perdue. Terminal lens cell differentiation I. Histological and microspectrophotometric analysis of nuclear degeneration // Exp. Cell Res.-1970.- №59 P. 43-56.

161. Mann I. The development of the human eye. London: Brit. Med. Ass., 1949. 246'p.

162. Mason C.V., Hines M.C. Alpha, beta and gamma crystallins4in the ocular lens of rabbits: preparation and partial characterization. // Invest. Ophthal. 1966. - V. 5. - P. 601-60^>.

163. McDevitt D., Brahma S., Courtois Y., Jeanny J.C. Fibroblast growth factor receptors and rageneration of the eye lens // Dev. Dyn. -1997.-V. 208.-2.-P. 220-226.

164. Metz H. S., Livingston A.W., Zigman S. Studies on the metabolism of the regenerating rabbit lens. // Arch. Ophthalmol.1965. -V. 74. P. 244-247.

165. Nordman J. Biologe du cristallin. Paris: Masson, 1954. -425 p. '.

166. Okada T. S., Eguchi G., Takeichi M., The expression of differentiation by chicken lens epithelium in in vitro cell culture// Development, Growth and Differentiation, 1971, 13, 323—336.

167. Ono S., Obara K. Effect on the calcium ion on the protein metabolism in the lens // Med. Bull. Yokohama, 1965. - № 16. - P. 147150.

168. Pande A., Pande J., Ashcrie G. Cristal cataract: Human genetic.cataract caused by protein crystallisation// Proc. Nat. Acad. Sci. USA 2001 - 98, № 11. C. 6116-6120.

169. Paraconstantinou J. Molecular aspects of lens cell differention. -Science, 1967. V. 156. - P. 338-342.

170. Patton D., Craig J. Cataract Development, diagnosis and management // Ciba Clin. Symp. -1974. №■ 26(3). - P. 2-32.

171. Pirie A. The effect ofx-radiation on the lens embryo and the adult hen // Rad. Res. -1959. V. VII. - P. 113-119.

172. Permutt S., Johnson F.B. Histochemical studies on lens following radiation injury // Arch. Pathol. 1953. - V. 55. - P. 20-30.

173. Platlgorsky J., Webster II. de F., Craig S. P., Protein synthesis and ultrastructure during the formation of embryonic chick lens fibers in vivo and in vitro// Developmental Biology, 1972, 27, 176—189.

174. Popov V.V., Golichenkov V.A., Farberov A.I. Two components in the development of ray cataract in frogs // Nature -1963.-V. 199.-P. 4893. ,

175. Popov V.V. Ray cataract in the lens of the eye caused by wounding after x-irradiation// Nature, 1962. V. 194. - № 4831. - P. 841852.

176. Reddy D.V. Distribution of free amino acids and related compounds in ocular fluids, lens and plasma of various mammalian species.// Invest. Ophthal. 1967. - V. 6. - P. 478-483.

177. Ricci A.-. Sulla possibilita di determinare opacita del cristallino nei conigli-mediante intossicazione con acido iodacetico// Boll, d'oculist,- 1957 36, 65-71.

178. Rinaldi S. II contenuten in ca.cio del cristallino nello state partireoprivo sperimentale // Ann. Ophthalmol. Clin. Occul. 1937. -№ 65. - P. 667-683.

179. Rao S.S., Mehta P.D., Cooper S.N. Antigenic relationship between insoluble and soluble lens proteins. // Exp. Eye Res. 1965a. -V. 4.-P. 36-41.

180. Rao S.S., Mehta P.D., Cooper S.N. Conversion of alpha-crystallin of bovine lens into insoluble protein in vitro. // Exp. Eye Res. 19656. -V. 4.-P. 104-107.

181. Rosner L., Farmer C., Bellows J.G. Biochemistry of lens, studies on glutathione in crystallin lens // Arch. Ophthalmol. 1938. -V. 20.-P. 417-426.'

182. Rothstein H., Reddan J., Weinsieder A. Response to injury in the lens epithelium of the bullfrog (R. catesbeana). Spatiotemporal patterns of DNA synthesis and mitosis. // Exp. Cell Res. 1965. - V.37. p. 440-451.

183. Salit P.W. Total Lipids of Human Cataractous and Sclerosed Lenses // Arch. Ophthalmol. -1937. № 25. - P. 32-35.

184. Salit P.W., Swan K.C., Paul W.D. Changes in Mineral composition of Rat Lenses with Galactos cataract // Amer. J. Ophthalmol. -1942. № 25. - P. 1482-1486.

185. Sallman L. von, Curtis H. J., Grimes P. The effect of deuteron microbeam on the mouse crystalline lens// Amer. Med. Assoc. Arch. Ophthal., 1962, 67, P. 34 - 42.

186. Sanderson J., Marcantonio J., Duncan G. Calcium ionophore inclusid proteolysis and cataract: Ingibition by cell permeable colpain antagonists// Biochem. And Biophys. Res., Commun. 1996 - 218, № 3, P. 893-901.

187. Scott R. В., Bell E., Protein synthesis during development; control through messenger RNA// Science, 1964, 145, 711—714.

188. Shan B.G., Draper H.H. Depression of calcium absorption in parathyreoidectomized rat // Amer. J. Physibl. 1966. - V. 211. - № 4.-P. 936-966.

189. Sinha D.R., Sinha K.P. Observations on glutathione and ascorbic acid content in human cataractous lens. // J. Indian Med. Ass. -1966.-V. 46.-P. 646-649.

190. Sippel Т.О.-Energy metabolism'in the lens during aging. //1.vest. Ophthal. 1965. - V. 4. - P. 502-515.

191. Spector A., Kinoshita J.H. The incorporation of labeled amino acids into lens protein. // Invest. Ophthal. 1964. - V. 3. - P. 517-522.

192. Spector A.-The soluble protein of the lens. // Invest. Ophthal. 1965.-V. 4.-P. 579-591.

193. Swan K.C., Salit P.W. Lence opacities associated with experimental calcium dificiency. Preliminary report // Amer. J. Ophthalmol. 1941. - V. 24. - P. 611 -614.

194. Takata С., Albright J.F., Yamada Т. Lens fiber differentiationand gamma crystalins: immunofluorescent study of wolffian regeneration. // Science 1965. - V. 147. -<P. 1299-1301.

195. Tansley K. Hereditary degeneration of the mouse retinae// Brit. J. Ophthalmol., 1951, 35, P 46 - 54.

196. Thomson D. S., Pirie A., Overall M. Autoradiography of lens epithelium// Amer. Med. Assoc. Arch. Ophthal., 1962 67, No. 4, P 25-31.

197. Truman D. E. S., Brown A. G., Rao К. V., Estimation of the molecular weights of chick P- and 6-crystaIIins and their subunits by gel filtration// Experimental Eye Research, 1971, 12, 304—310.

198. Urban P.F., Virmaux N., Mandel P. Kinetics of labelling of eye lens RNA. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1965. - V. 20. -P. 10-14.

199. Vsensen G. Aging of the human eye lens a morphological point of biew// Compar. Biochem. and Physiol. 1995 - 111, № 4, P. 519-532.

200. Waley S.G. Metabolism of amino acids in the lens. // Biochem. J. 1964. - V. 91. - P. 576-583. t

201. Wall T. Methods of examination of the fish lens // 9-th Jnt. Conf. "Dipseases Fish and Shellfish". Rhodes 19-24 sept. 1999 Book Abstr. Rhodes, 1999. - P. 6.

202. Weekers E. Recherches experimentales et cliniques concernant la pathogenic des cataractes. Liege, These d'Agregation. -1941.234 р.

203. Yoshikawa T. Studies on lens protein. // Acta Soc. Ophthal. Jap. 1964.-V. 68.-P. 1115-1120. »

Информация о работе

Пурцхванидзе, Виолета Александровна
кандидата биологических наук
Москва, 2003
ВАК 03.00.18

Диссертация

Гистохимические и морфологические особенности хрусталика гидробионтов при действии лазерного и рентгеновского облучения - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Гистохимические и морфологические особенности хрусталика гидробионтов при действии лазерного и рентгеновского облучения - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы