Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Модифицирующее действие тироксина на реализацию потенциальных повреждений хромосом, вызванных рентгеновским облучением

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Модифицирующее действие тироксина на реализацию потенциальных повреждений хромосом, вызванных рентгеновским облучением"

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ СССР ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РЕНТГЕНОВ-РАДИОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

^ На правах рукописи

Тимченко Ольга Ивановна

МОДИФИЦИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ ТИРОКСИНА НА РЕАЛИЗАЦИЮ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ ХРОМОСОМ, ШЗЗАННЫХ РЕНТГЕНОВСКИМ ОБЛУЧЕНИЕМ

Специальность й 03.00.01 - радиобиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Ленинград 1981

Работа выполнена б Киевском научно-исследовательском институте общей и коммунальной гигиены им. А.Н.Марзеева Министерства ■здравоохранения УССР

Научный руководитель- д.м.н. Е.Н.Антипенко

Официальные оппоненты- д.б.н. Л.А.Кащенко

Ведущая организация- Институт биоризики ИЗ СССР

заседании специализиж при

Центральном научно-исследовательском рентгено-радиологичсском институте Минздрава СССР по адресу: [886^6, Ленинград, Г1есочньм-Н, ул. Ленинградская, д.70А.

С диссертациеи можно ознакомиться в библиотеке института.

д.б.н.О.В.Малиновокий

Защита состоится

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета д.м.н.Л.К.Рябуха

ОБОСНОВАНИЕ АКТУАЛЬНОСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ. В настоящее время не представляется возможным добиться полного удаления мутагенов из окружавшей среды. Поэтому, наряду с гигиеническим нормированием мутагенов, решение проблемы защити наследственности следует искать "в использования антимутагеноз и издокании способов регуляции активности репарационных систем в клетке " ( Н.П.Дубинин, Ю.В.Панин, 1978 ). Такие исследования принципиально связаны с решением кардинальных вопросов поддержания генетического гомеостаза и могут расширить ими представления о резервных возможностях и механизмах систем репарации генетических структур.

В арсенале средств, уменьшающих поражение челозекл ионизирующей радиацией, до сих пор отсутствуют препарата, способные стимулировать репарация генетических структур. Между тем перспективы отыскания и практического применения в ближайшем будущем средств, стимулирующих процессы постлучевой репарации генетических структур, представляются обнадеживающими, если учесть, что постлучевая репарация частично происходит в клетках самостоятельно ( В.И.Корогодин,19бб) и связана с енгргетическим обменом Нстарой сСу

1955, 1958, , 1959, 1960 ).Известна также возможность вли-

яния на биоэнергетику клевки с помогло натуральных веществ, осуцзогг-ляющих ее регуляцию. К таким факторам относятся гормон'.! нитевидной железы 1963, Р.Р.Рачез, 1969 ).

Противолучевое действие тироксина ( Т^ ), харзктгрнзуг^зссл уменьшением повреждения генетических структур клетки, впервые биг.о показано Е.Н.Антипенко с соавт. С 1972, 1973, 197*4 ). Эффект гормона был достаточно выражен и хорошо воспроизводим. Авторами было высказано предположение, что наблюдавшееся уменьшение количества клеток о хромосомными аберрациями скорее всего связано с репарацией хромосом. Однако, предположение о возмскнои злклийн Т^ на восстановление целостности хромосом требовало подтверндзния. Кроме того, оставались неразработанными вопросы, без реиенкя которых нельзя оудить о перспективах применения Т^ как противолучевого средства.

Цель настоящей работы - изучить возможности действия Т>4 как фактора, способного влиять на реализации потенциальных повреждении хромосом, вызванных ионизирующей радиацией.

Аля достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи.

I. Определить оптимальные условия применения Т^ после общего рентгеновского облучения в дозе 64,5 мКл/кг: изучить диапазон эффек-

тивных доз, установить период формирования противолучевого эффекта гормона и необходимую продолжительность его введения.

2. Установить пределы противолучевого влияния гормона.

3. Изучить действие Т^ на количество клеток с хромосомными аберрациями у необлученных животных.

Исследовать некоторые стороны механизма модифицирующего действия Т^.

Научная новизна. В результате проведенных исследований получены новые данные о действии Т^ как фактора, способного «и регулировать количество клеток о поврежденными хромосома-

ми.

Определен объем модифицирующего действия гормона: минимальная действующая противолучевая доза Т^, а также период формирования противолучевого эффекта. Установлены пределы антимутагенного действия гормона, связанные с дозой препарата, продолжительностью его введения, дозой облучения, а также плотностью ионизирующей радиации. Изучены количественные зависимости повреждающего действия гормона на хромосомы необлученных животных»

Исследованы некоторые стороны механизма влияния Т^ на уровень аберрантных клеток: показано, что модифицирующее действие Т^ связано с его влиянием на целостность хромосом, а мутагенный эффект, в частности, - с активностью ДНК-зависимой РНК-полимеразы,

Практическая значимость. Результаты проведенных исследований могут быть использованы при разработке способов лечения лучевой болезни и усовершенствования путей повышения эффективности лучевой терапии опухолей. Изучение одного из звеньев механизмов гормональной регуляции целостности генетических структур мо-кет способствовать совершенствовании научных основ нормирования, мутагенов.

Внедрение. Результаты исследования опубликованы в журнале "Радиобиология " и в Материалах *»-го съезда Украинского общества генетиков и селекционеров". |

По материалам работы была направлена в Госкомитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР заявка на изобретение. Получено решение государственной научно-технической экспертизы о выдаче авторского свидетельства.

Материалы диссертпции используются при чтении курса медицинской радиологии и рентгенологии в Киевском медицинском институте ин. А.А.Богомольце ( акт о внедрении материалов диссертации в педагогический процесс »'иеетоя ).

Результатн проведанной работы используются в Киевском научно-исследоватёльском институте общей и коммунальной гигиени им. А.Н.Иарзеева в исследованиях по изучению генетических эффектов электромагнитных полей радиочастотного диапазона ( акт об использовании материалов диссертации в НИР института имеется ).

Апробация работы. Основные положения работы доложены на:

1. Всесоюзном симпозиуме "Состояние биоэнергетики в животном организме при лучевом поражении" ( Ленинград, 1973 );

2. Восьмой научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Киевского государственного института усовершенствования врачей МЗ СССР С Киев, 1979 )j

3. 4-м съезде Украинского общества генетиков и селекционеров С Одесса, 1981 ).

Структура-диссертации . Диссертация изложена на 95 страницах машинописи и состоит из введения, обзора литературы, обоснования выбора объекта и методики исследования, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов и библиографическ ского указателя ( 18^ отечественных и 129 зарубежных источников ). Иллюстративный материал представлен 15 таблицами и 7 рисунками.

На защиту выносятся следующие положения.

1. Пределы противолучевой активности Т^ зависят от дозы препарата, продолжительности его введения, дозы облучения, а также качества ионизирующей радиации.

2. Модифицирующее действие Т^ связано с его влиянием на целостность хромосом.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДУ ИССЛЕДОВАНИЯ. Работа выполнена на 501 животном. В большинстве опытов были использованы белые беспородные крысы-самцы 3-5-месячного возраста весом I80-2S0 г, находящиеся на обычном рационе вивария. Часть исследований была проведена на 6-7 и 18-19-месячных крысах.

Основные группы животных подвергали однократному общему рентгеновскому облучению в дозах 64,5 мКл/kr и 12,9 мКл/кг на аппарате РУМ-17 при следующих условиях: напряжение - 180 кВ, сила тока -15 мА, фильтры - 0,5 Си f 1,0 AI, кожно-фокусное расстояние - Ь2 сн, мощность дозы 3,28'Ю-"4 А/кг.

Облучение в дозах 38,7 и 7,74 мКл/кг проводилось с цельа ориентировочного определения эффекта гормона в единицах фактора уменьяения дозы ( ^Уд ) с учетом ранее установленной зависимости доза - эф-

-б-

фект (<¿4 , Ц. Т1. С1лЛ.\ръь^кО , 1972, Е.Н.Антипенко

с соавт., 1974 ).

Часть животных бала облучена нейтронами с энергией 1,5 МэВ при модности дозы 0,095 Гр/мин в дозах, эквивалентных 6^,5 мКл/кг и 38,7 мКл/кг, что составило 0,63 Гр и 0,5 Гр. Облучение проводили на горизонтальном канале ядерного реактора Института ядерной физики АН УССР, ¿"-фон не превыиал 10$.

Расчет доз бал проведен ст.н.сотрудником отдела радиобиологии Института проблем онкологии им. Р.Е.Кавецкого Я.Н.Серкизом С зав.

отделом •• заслуженный деятель науки УССР, профессор Е.Е.Чеботарев). Облучение животных нейтронами выполнил ст. иииенер этого же отдела А.П.Хриенко.

В экспериментах использовали Х-^ц^лЛ£Iил С>7Ни ^ч^^ч и^са-м.^" мол.вес 776,9. Перед введением гормон растворяли б физиологическом растворе. Т^ вводили подкожно, 2 раза в день, с интервалом 6-7 часов в разных суточных дозах и при разной продолжительности введения в зависимости от цели эксперимента.

Для анализа механизма мутагенного действия Т^ был применен актиномицин Д. Использовали а^МкОелц^и. & С14:Нй£,М|2,0|6 „Кса^с-С" мол. вес 1255,^7, растворяя его в дистилированной воде. Антибиотик вводили внутрибряшинно, один раз в сутки в дозе 10,0 мкг/100 г веса. Первый раз актиномицин Д вводили через б часов после инъекции Т^ с тек» чтобы к началу влияния гормона актиномицин Д сохранял в достаточной степени свое угнетающее влияние на синтез РНК (^.ТссЬз. С \V\6mulM. , 1966, М • X, ,1965 ). '

Всем контрольным животным вводили физиологический раствор.

С целью исключения роли элиминации аберрантных клеток в противолучевом эффекте Т^ объектом исследования была избрана паренхима печени, органа» у взрослых животных практически не регенерирующего, но сохраняющего способность к размножению. Печейь стимулировали к делении гепатэктомией к, Ои-и^ддлски. , 1931 )

на следующий день после прекращения введения Т^. Забой животных, в основном, проводили через 28-29 часов после операции. Часть кау-дальной доли печени фиксировали.

На гистологических срезах, окрашенных по $ельгену, С каждый 5-й срез ), проводили цитогенетический анализ клеток. Учитывали число клеток с аберрациями хромосом С Фрагменты, мосты, фрагменты и мости ) среди 100 клеток в стадии поздней анафазы и ранней телофазн. Подсчет проводили в залиррованннх препаратах.

Всего проанализировано 50 300 ана-телофаз.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Уровень аберрантных клеток у животных в начале опыта колебался от 7,5 + 0,6 до 19,0 ¥ 2,0, что находится в пределах колебаний, установленных для грызунов данного возраста (Ц.Счл_1чЧ еЬо£.' , 1966 ).

I. Влияние тироксина на количество клеток с хромосомными повреждениями у облученных животных

1.1. Эффективность разных доз гормона, вводимого после рентгеновского облучения 6Ц,5 мКл/кг ( табл.1 ).

Исследование влияния Т^ в разных дозах на количество аберрантных клеток в печени облученных крыс проводилось с тем, чтобы:

- определить минимальную действующую дозу гормона,

- выявить возможности увеличения противолучевого эффекта Т^ путем повышения его дозы,

Тц в дозах 1,25; 2,5} 5,0} 10,0; 20,0 и '¡0,0 и кг/100 г вводили в течение 7 суток после облучения. Введение Т!( во зсех изученных дозах, кроме 1,25 мкг/100 г, уменьшало количество клеток с аберрациями хромосом в равной мере, до уровня; легацчго посредине между величинами, характеризующими поражения от облучения з дозах 64,5 и 38,7 мКл/кг. Этот уровень ооотротстпуе? изменениям после об- • лучения з доза 51 »6 нКл/кг } (1.71. р-сы-кО ,1972.

Е.Н.Антипенко с соавт.,1971» ). Та там образом, прм изучен:« ?л л различных дозах Щ бил одинаков и составлял 25« НаякмллыР'л действующая доза Т^ равна 2,5 мкг/100 г, что ссотазляз? 1/2 ной продукции гормона нормально фуикциоипруацоа питопидие.1. взрослых Крис «.Ль+мпоосС , ,

0-.&|$зе1 . 19М ).. .

Следует отметить,, что эффективность гортокг з дозз 2,5 ихг и';;-'", отмочена дважды, что поэыяает^надежность получзаг?х результате:»»

1.2. Действие гормона, вводимого в разные сро-л посла рентгеновского облучения ( табл.2 )

Задача эксперимента -состояла в уточнении пзрпода формирования противолучевого эффекта гормона. При этом Т^ взодили з лоз о, иаяйс-лее изученной в предыдущих исследованиях С 10,0 нкг/100 г о 1 по 15, с 4 по 10 и с 4 по 7 сутки после облучения» уменьшал уровень клеток с хромосомными аберрациями, как и з предыдущих экспериментах, до уровня 51,6 мКл/кг, Отмеченная противолучевой эффект Т,( но отличался.от полученного при месячном и двухмесячном введении ^.П .сиЛ:'«репке' , 1972, Е,Н,Антнп8нхо с соаа?.,

197 4 ).

Эффективность разных доз гормона, вводимого

Группа.

I Необлученцые

П 38,7 мКл/кг

Ш 64,5 мКл/кг

17 64,5 мКл/кг + Т^

V 6^,5 мКл/кг + Т4

VI 64,5 мКл/кг + Т^

УП 6^,5 мКл/кг +

УШ 64,5 мКл/кг + Т^

IX 64,5 мКл/кг + Т^

. мкг/100 г Абер.

1,25 2,5 5,0 10,0 20,0 40,0

клетки^__;

19,0+2,0

(5)

34,0+2,3 В-1< С5) "

57,0+2,5 Ш-П

(6)

53,0+3,5 1У-Ш; (7) •

47,0+2,8 У-Ш< (б) "

еновского облучения 64,5 мКл/кг

Таблица I

______0пыт_2____________0пит_3____________0пит_^1_________

ер. . р . Абер. . р , Абер. . р

ИВЬА-'—___________1________________

1,7 - 13,6+2,0 - 12,0+0,8

(5) " С5)

1,0 П-1<0,001 30,0+ 0,9 П-К0.001 32,0+1,5 П-К0.001

(И) (8)

3,0 И-П<0,001 51,0+2,9 Ш-ПО.001 48,8+0,8 И-П<0,001

(9) (9) "

3,3 у-ии.0,01

П-Ш<.0,01 2,1 У1-гг?о,8

УП-И<0,05

УП-У?0,4

УП-Л70.1!

41,0+1,9- У1-Ш<0,02 С6)"

39,0+3,4 УП-1ЛС0.05 /(0|0+1>2 УП-4К0.001

(4) " УП-П70.6 (8) -

38,0+5,0 ЛМ14).05 ^х,0+3,0 ЛМК0.05 " УШ-П70.5 ~ УИ-УП70,7 УШ-УП/0,8 з8^2(0

С5) ' 1Х-УП>0,5 1Х-УШ70.5

Таблица 2

Действие гормона, вводимого в разные сроки после рентгеновского облучения в дозе 64,5 мКл/кг

а группы Группа Суточная доза Тд, икг/ICW г Дни введения после облучения Число животн-ных Количество проан. ана-тело-фаз Аберрантные клетки,% р

I Необдуманные - - 3 300 18,0 ± 4,1 -

Л -. 38,7 мКд/кг. - - 7 700 33,5 + 1,1 П-К0.01 t

Ш 64,5 мКл/кг - - 7 700 55,5 £ 3,0 Ш-П <10,001 уэ' Г

ГУ ,64,5 мКл/кг + Т4 10,0 4-15 6 600 43,3 + 3,9 1У-Ш<0,05

У 64,5 мКл/кг + Т„ 10,0 4-10 7 700 43,7 + 3,2 У-ШС0.05

71 64,5 «Кл/кг ♦ т4 10,0 4-7 8 800 44,6 + 3,6 У1-ш<-0,05

Избранные сроки позволили судить об эффективности гормона в разные периоды развития острого лучевого синдрома у облученных животных. Как выяснилось, противолучевое влияние Т^ не только отсутствует при введении его в первые дни после воздействия радиации, но и не создает более благоприятных возможностей для последующего проявления противолучевого эффекта при продолжающемся введении гормона.

Описанный эффект Т^ проявляется только в определимый период лучевой болезни, когда потребность в гормоне, по-виднмому, повышена, что, вероятно, имеет место в определенной фазе восстановления после облучения С Е.Н.Антипенко, 1963 ).

Таким образом, период формирования противолучевого эффекта Т^ ' ограничивается всего несколькими днями - с 4 по 7 сутки после облучения.

1.3. Изучение эффективности гормона, вводимого после рентгеновского облучения в дозе 12,9 нКл/кг С табл.3 )

Задача решалась при введении гормона в двух дозах: 2,5 и 5,0 мкг/100 г веса. вводили в течение 7 суток посла воздействия радиации.

Как видно из представленных данных, Т^ ни в одной, ни э другой дозе не вызвал изменения количества клеток с аберрациями хромосом. Следует напомнить, что гормон в этих же дозах, примененный после воздействия 64,5 мКл/кг, был эффективен.

1.4. Изучение эффективности гормона, вводимого после облучения нейтронами ( табз.4 )

Задача эксперимента заключалась в сопоставлении выраженности действия Т^ на количество клеток с аберрантными хромосомами при рентгеновском облучении и воздействии нейтронами с целью определс- . ния пределов противолучевого влияния гормона, связанных о различной плотностью ионизирующей радиации.

После облучения нейтронами Т^ вводили с 4 по 7 сутки в суточной дозе 10,0 мкг/100 г, которая, как уже указывалось, после рентгеновского воздействия 64,5 мКл/кг снижала уровень клеток с хромосомными аберрациями. Как видно из представленных данных, различные дозы облучения неитронами четко дифференцировались. Их воздействие оказалось эквивалентным влияния 38,7 и 64,5 мКл/кг, выявленному нами по цитогенетическому критерию б опытах с рентгеновским облучением. Полученные значения уровня аберрантных клеток ( 35,0 + 4,6 и 53,5 + 2,1 ) подтверждают правильность расчета эквивалентной дозы.

Изучение эффективности гормона, вводимого после рентгеновского облучения в дозе 12,9 мКл/кг

» группа Группа Суточная мкг?1С$'г Дни введения после облучения Число Кодичест-живот-во проан. Аберрантные них ана-тело- клетки,# фаз Р

I Необлученные * 8 800 7,5 + 0,6 -

П 7,74 мКл/кг - 4* 8 800 11,7 ± 1,6 П-14 0,05

I 12,9 иКл/кг - * 12 1200 17,3 + 1,4 Ш-П<0,05

1У 12,9 иКл/км- Т4 2*5 1-7 12 1200 16,3 + 1,2 1У-Ш >0,6

X 12,9 мКл/кг + Т„ , 5,0 1-7 8 800 16,7 + 2,3 4 У-Ш >0,7-

Таблица 4

Изучение эффективности гормона, еводисого после облучения нейтронами

№ Суточная Дни Количест- .

гоуппн Группа доза Т;,, введегпа Число во проаи. Аберрантные

мкг/100 г после гц^отн-йна-тело- шггтиа,^ Р

облучен ::з них

I Необлуч-зшше - 10 1000 12,7 + -

п 0,5 Гр - - 10 1С00 35,0 + 4,6 П-14 0,01

п 0,83 Гр - 12 1200 53,5 г л 1341 <0,01

1У 0.83 Гр 4- Т., 10.0 4-7 10 1000 54,1 + 4,0 1У-3 >0,9

Т^ после облучения нейтронами не изменил количество клеток с аберрациями хромосом.

1.5. Эффект гормона при исследовании в разное время после гепатэктомии С табл.5 )

Задача эксперимента сотояла в исключении предположения, что Т^, применяемый в дозе, вызывающей противолучевой эффект, изменяет темп вступления аберрантных клеток в митоз и тем самым обуславливает мнимое антимутагенное действие.

Т^ вводили с 4 по 7 сутки после общего рентгеновского облучения в суточной дозе 5,0 мкг/100 г веса. Забой животных производили на 26, 27, 28, 29 и 30 часу после гепатэктомии.

Как видно из представленных данных, Т^ уменьшал уровень клеток с хромосомными аберрациями в одинаковой мере во% всех точках фиксации. .

2. Влияние тироксина на количество клеток с хромосомными повреждениями у необлученных животных

2.1. Эффективность разных доз гормона

В задачу эксперимента входило исследование влияния Т^ в разных дозах на количество клеток с хромосомными аберрациями с тем, чтобы:

- определить минимальную повреждающую дозу гормона,

выявить возможности увеличения мутагенного влияния Т^ путем повышения его дозы.

Т^ в дозах 5,0; 10,0; 20,0 и 40,0 мкг/100 г веса вводили в течение 7 суток.

Горной, примененный в суточных дозах 5,0 и 10,0 мкг, не влиял на уровень аберрантных клеток. Однако в дозе 20,0 мкг он увеличивал количество клеток с поврежденными хромосомами до 25,6 + 1,3 С в контроле - 13,3 + 1,5 ), т.е. приблизительно в два раза.

Следовательно, минимальная мутагенная доза Т^ при введении в течение 7 суток составляла 20,0 мкг/100 г.

При введении 40,0 мкг количество( поврежденных клеток, по сравнению с контролем, также увеличивалось с 13,3 +1,5 до 25,3 + 1,5. Однако увеличение дозы с 20,0 до 40,0 мкг не повысило мутагенный э{*Фект гормона.

Таким образом, возможности увеличения мутагенного действия Т^, по-видимому, ограничены достигнутой величиной.

Следует отметить, что минимальная повреждающая доза Т^ была определена дважды.

Влияние тироксина на количество аберрантных клеток при иссдедоБйнкз в разное время после гепатэктсмии

г акмзноааниа группы : Время фиксации, часы

26 27 28 , 29 30

64,5 мКл/кг 52,0 + 1,2 50,0 + 1,1 . 55»0 +1,7 55,0 + 3.0 53,0 + 1.5

( 5 ) С 5 ) . С 5 ) С 5 ) С 5 )

64,5 мКл/кг+Т^ 41,0 + 2,3 С 5 ) 40,0 + 2,1 С 5 ) 45,0 + 2,5 С 5 ) 43,0 + 2,3 (~5 ) 42,0 +1,7 С 5 )

Р<0,01 Р ¿0.01 Р<0,02 Р40.02 Р<0,01

-152.2. Влияние продолжительности введения гормона ( табл.6 )

Задача эксперимента состояла в уточнении периода формирования мутагенного эффекта Тц.

Как указывалось, минимальная повреждарщая доза гормона при введении его в течение 7 суток составляет 20,0 мкг. Введение Т^ в течение 7 суток в дозе 40,0 мкг также повышало количество клеток с хромосомными аберрациями приблизительно в два раза. Мутагенный • эффект Т^ сохранялся в том же объеме при введении гормона в дозе 40,0 мкг в течение 3 суток. Количество аберрантных клеток составляло в опытной группе 23,9 + 0,6 при 13,3 + 1,5 в контрольной.

Таким образом, мутагенный эффект Т^ в дозе 20,0 мкг/100 г веса формируется в течение 7 оуто^ б дозе 40,0 мкг/100 г веса в течение 3 суток.

2.3; Влияние актиномицина Д на мутагенный аффект гормона ( табл. 7 )

Действие актиномицина Д на мутагенный эффект Т^ изучалось для,, проверки предположения о связи модифицирующего влияния Т^ на целостность хромосом о активностью ДНК-зависимой РНК-полимеразы.

Т„ вводили в дозе 40,0 мкг/100 г в течение суток. Актиномицин Д применяли в дозе 10,0 мкг/ЮО г также в течение 3 суток.

Уровень клеток о аберрациями хромосом составлял 9,0 + 0,3 у контрольных и 18,7 + 2,5 у животных, получавших Т^,- т.е. Т^ увеличивал количество аберрантных клеток в два раза. Следует отметить, что тем самым был подтвержден результат опыта, в котором ранее бил обнаружен повреждающий эффект введения гормона в дозе 40,0 мкг в течение 3 суток ( см. табл.6 ).

Актиномицин Д также существенно повысил уровень клеток с аберрациями хромосом С до 26,2 + 4,2 ).

Б группе животных, которым последовательно вводили Т^ и актинонк-ЦИ! Д, количество аберрантных клеток составляло только 8,9 + 1,3, г.е. находилось на уровне контроля ( 9,0 + 0,3 ). Следовательно, введение актиномицина Д сделало невозможным проявление мутагенного аффекта гормона, что является свидетельством в пользу предположения о связи влиячил Т^ на количество клеток с поврежденными хромосомами о актигаостьв ДНК-зависИмой РНК-полимеразы.

Хотя изучение влияния возраста на эффект Т^ не входило в задачи исследования, следует отметить, что при введении Т^ в суточной дозе 5,0 мкг/100 г с 4 по 7 сутки после облучения 64,5 мКл/кг зрелым, 16-19-мвсячным кивотным, количество аберрантных клеток в их печени

Влияние продолжительности введения тироксина

» группы Группа Суточная и кг/100 г Продолжительность введения, сутки Число животных Количество проан. ана-тсло-фаз Аберрантные клетки,£ Р

I Контроль - - 6 600 13,3 ¿Д,5

Л Тироксин 40.0 7 ' 7 700 25,3 ± 1,5 П-140,001

Ш Тироксин 40,0 3 10 1100 23,9 + 0,8 П-1 <0,001

Ш-П?0,9

Таблица 7

Влияние актиномицина Д на мутагенный эффект гормона

I группы Группа Суточная мкг/^ОО г Продолжительность введения, сутки Число живота- ных .Количество проан. Аберрантные ана-тело- клетки,£ фаз Р

I Контроль - - 5 500 9,0 + 0,3 -

П Тироксин 40,0 3 6 800 18,7 + 2,5 П-1 <0,05

31 Актиномкцин Д 10,0 3 . б 600 26,2 + 4,2 1-1 <0,01

Ш-П> 0,1

1У Тироксин 40,0 3 9 900 8,9 + 1,3 1У-1/ 0,9

Актиномиш:.. Д 10,0

-Гв-

не изменилось, хотя у молодых животных Т^ в этой дозе, как обычно, уменьшил число клеток с поврежденными хромосомами. '

При введении Т^ в дозе 40,0 мкг/100 г в течение 3 суток необлу-ченннм животным 6-7-месячного возраста гормон не вызывал мутагенный эффект, хотя у более молодых животных повышал уровень аберрантных клеток приблизительно в два раза С см. табл. 6 и 7 ).

ОБСУЖДЕНИЕ. Проведенная работа, как нам представляется, позволи. ла в предусмотренном объеме решить,задачи, поставленные з начале исследования.

Нааи результаты подтверждав факт влияния Т{|, вводимого после воздействия радиации, на количество клеток с аберрациями хромосом, что свидетельствует о надежной воспроизводимости эффекта , 1972, Е.Н.Антипенко с соавт.,1974 ).

Определены оптимальные условия применения Т^» как антимутагенз, после облучения в дозе 64,5 мКл/кг: изучен диапазон аффективных доз, установлен период формирования эффекта гормона и необходимая . продолжительность его введения.

Проведенные исследования показали, что Т^ обладает противолучевым действием в широком диапазоне изученных доз: от 2,5 до 40,0 нкг/100 г веса. Интервал эффективных доз Т(( оказался достаточно широк - значения действующих доз отличались, по крайней мере, в 16 раз.

Противолучевые свойства Т^ выявлялись только с Ц суток после облучения, Формирование эффекта завершалось в течениг последувщих 4 суток, а, монет быть,и раньяе. Объясняя причины, обуславливавшие формирование противолучевого эффекта гормона только в определенный период, следует учитывать фазовые изменения, происходящие в организме после облучения, в т.ч. изменения функции щитовидной иелезы, а также процессы, происходящие в печени.

Известно, что лучевая болезнь средней степени тяжести в своем развитии проходит следующие периоды: начальный, латентный, разгара и восстановления. В начальном периоде Функция многих органов и систем усилена. Показано, в частности,' что после действия радиации в первые дни отмечается повышенная активность щитовидной келсза, .сменяющаяся в дальнейшем гипофункцией с последуетей нормализацией дегн тельности ( А.С.Мозжухнн, Т.К.Джаракьян, 1957, Л.А.Катекко, [957, 361, Э.Бетц, 1961, Е.А.Лялин, 1961, А.З.Ткачев, 1970 ).

Известно, что процессы окислительного ¡>осрорилирогания в период разгара лучевой болезни угк?тс-.,гея С см. обзор И.В.Савк:имго# 1977 )

Что касается общего облучения в дозе 64,5 мКл/кг, то, как указывает Г.М.Наумова и Н.П.Рудаков ( 1974 ), уже к 3 часу после воздействия радиации наступает.торможение окислительного фосфорилирования о опережавшим ослаблением фосфорилирования; к 7 суткам энергетический обмен нормализуется.

Известно также, что после облучения в тканях интенсифицируются свободно-радикальные процессы, приводящие к угнетению антиокислительной активности липидов, что играет большую роль в развитии патологических реакция ( Е.Б.Бурлакова с соавт., 1957 ). С другой стороны известно, что Т^ является ингибитором радикальных процессов ( Е.Б.Бурлакова, 1975 ). Установлено, что после общего рентгеновского облучения в дозе 64,5 мКл/кг антиокислительная активность липидов печени мышей, уменьшается в три раза, достигая наименьшего значения к 6 суткам ( Е.Б.Бурлакова с соавт.,1975 ). Именно в этот период, период разгара лучевой болезни, отмечается и наибольшее угнетение функции щитовидной кедезы. Следовательно, именно в это время оправдано введение Т^, как ингибитора.

Таким образом, введение Т^ в до&е 2,5 мкг/100 г веса с 4 по 7 сутки после облучения в период разгара лучевой болезни может компенсировать недостаток гормона в период его максимального дефицита, стимулировать окислительное фосфорилироаание, а также ингибиро--вать свободно-радикальные процессы, приводящие к наибольшему угнетению антиокиелктельной активности липидов именно в эти дни. Все это делает понятным, почему дальнейшее, более длительное ( о 4 по 10 И о 4 по 15 сутки ) введение гормона не приводило к увеличению его противолучевого эффекта.

В рамках проведенных исследований определены пределы модифицируете действия Т/, на количество клеток с поврежденными хромосомами у облученных и необлученных животных.

Обнаруженное противолучевое влияние Т^ на количество клеток с поврежденными хромосомами не может быть превышено ни увеличением дозы, ни увеличением продолжительности введения гормона.

Необходимо заметить, что и в мутагенном действии гормона наблю-даетоя преде. , за границы которого не удается выйти ни варьированием дозы ( 20,0 и 40,0 мкг/100 г ), ни изменением продолжительности введения.

Уиеньшение дозы облучения до 12,9 мКл/кг приводит к исчезновению * эффекта, равно как и увеличение плотности ионизации ( облучение нейтронами ),

Таким образом, в нааих экспериментах Т^ выступает как регулятор количества клеток с поврежденными хромосомами.

Что касаетоя механизма модифицирующего действия Т^, то, как известно, уменьшение количества клеток с хромосомными аберрациями, индуцированными облучением, может наступить в результате репарации от повреждения и { или ) их элиминации ( Г.С.Стрелин, С.П.Ярмонен-ко, 1970 ).

Следует учесть, что , если бы в нааих опытах Т^ стимулировал митотическую активность в печени, тем самым способствуя элиминации поврежденных клеток, то он должен был бы увеличить количество клет-ток, достигающих фаза митоза и находящихся в ней. Однако, исследования уровня митотической активности клеток печени до гепатэктомии показали, что у облученных животных, получавших и не получавших Т^, митотический индекс, подсчитывавшая э 10 ООО клеток, был одинаков и составлял 0,6 + 0,2 и 0,9 + 0,2, соответственно.

Значение элиминации в противолучевом эффекте Т^ исключается также и тем, что для формирования противолучевого эффекта Т^ оказалось достаточно '4 суток - срока, который, по крайней мерз, в 10 С а, может быть, и больпе)раз меньше продолжительности жизненного цикла печеночной клетки ( В.Ф.Сидорова, 1966 ).

Мы не ставили задачу изучить реакция клеток печени на Т/, во всех фазах клеточного цикла, а воздействовали на гепатоцити только в фазе , когда выход аберрантных клеток вне зависимости от вреясян фиксации является постоянным С В.Ю.Нугис, Е.К.Пяткип, 1981 ). Однако, чтобы исключить возможное объяснение наблюдаемого противолучевого действия Т^ замедлением вступления аберрантных клеток в китоэ под влиянием гормона, антимутагенный эфрект Т^ был изучен в ряде последовательных фиксаций. В каждой из изученных точек С через 26, 27, 28, 29 и 30 часов после гепатэктомии ) гормон существенно я одинаково сникал уровень аберрантных клеток.

Кроме того, чтобы иметь полную уверенность в тон, что Т^ не вызывает препрофазного торможения, которое является свидетельство!» замедления продвижения клеток по циклу, было подсчитано количество профаз з 10 ООО клеток при зпбое игаотных через 26 ( наиболее ранняя точка исследования ) и через 26 часов после гепатэктомии ( в этот срок бчли забита животные в осювных опытах ) . Чзрез 26 часов про-£азныя индекс составлял II,С £ 4,2 у контрольных и 16,0 + 5,9 у »<-вотных, получеэтиу. после облучения в дозе 64,5 мКл/кг Т^; при исследовании через ??> часов - 23,0 + 7,0 и ^5,6 ♦ 7,6, соотлзтствяннб.

Таким образом, проведенные исследования позволили исключить предположение о замедлении вступления аберрантных клеток в митоз под влиянием. Т^.

Весомым аргументом в пользу влияния Т^ через системы репарации является исчезновение его противолучевого эффекта при введении после воздействия нейтронами, которые вызывает большее число ( по сравнении с рентгеновским излучением ) трудно репарируемых двойных разрывов и, кроме того, сильнее, чем редкоионизирующая радиация,повреждают ферментные системы репарации -г-ЬсЛ, » 1977, ^ ЗшилО , 1979).

Результаты опыта с актиномицином Д свидетельствуют о том, что мутагенное действие гормона связано с изменением активности ДНК-зависимой РНК-полимеразы.

Следует подчеркнуть принципиальное значение выявленного цитоге-нетического эффекта Т^ при введении гормона спустя трое суток после воздействия радиации, поскольку принято считать, что самостоя^ тельно протекающие процессы репарации генетических структур завер-иавтея в течение часов после облучения ( В.П.Парибок, А.Е.Перевер-зев, 1967, Т.А.Шейкина, 1970, , 1972,З^.КсЧи№ ^аХ„

1976, В.Д.Жестяников, 1979, Н.Я.Гильяно, О.В.Малиновским, 1980 ). Следовательно, цитогенетический эффект Т^ можно рассматривать как стимуляций еще сохранившихся репаративных возможностей. Необходимо Б то гее время подчеркнуть, что в сводке стимуляторов процессов репарации генетических структур гормоны вообще не указываются С М.М.Виленчик, 1977 ).

Обнаруженное влияние Т^ на целостность генетических структур по своему значению выходит за пределы перспектив его применения как лечебного фактора. Щитовидная железа участвует в общих неспеци!>и-ческих адаптационных реакциях, развивающихся в ответ на воздействие разных по качеству раздражителей слабой и средней силы (Л.Х.Гар-кави С соавт., 1977 ). Деятельность щитовидной железы увеличивается при отом в 1,5 - 2 раза, что находится в пределах изученного нами диапазона доз, который оказался генетически значимым. Следовательно, есть достаточные основания полагать, что щитовидная железа участвует в регуляции генетического гомеостаза.

• ВЫВОДИ

I. Определены оптимальные условия применения Т^ после общего рентгеновского облучения крыс в дозе 64,5 мКл/кг:

- гормон необходимо вводить в период разгара лучений болезни,

т.е. с 4 по 7 сутки после воздействия радиации;

- минимальная действующая доза составляет половину суточной продукции нормально функционирующей щитовидной железы взрослнх яи~ вотных С 2,5 мкг/100 г веса ).

2. Обнаружены пределы противолучевого действия

- увеличение минимальной действующей дозы гормона в 16 раз на усиливает противолучевой эффект,

- увеличение продолжительности введения гормона в 2-3 раза также не усиливает его противолучевое влияние,

- уменьшение дозы облучения в 5 раз приводит к исчезновенг.э противолучевого эффекта гормона,

- увеличение плотности ионизации ( облучение нейтрона?«! ) также приводит к исчезновения противолучевого действия гормона.

3. Изучено влияние Т^ на уровень аберрантных клеток у необлучен-них животных:

- повреждающая доза при семидневной продолжительности введения гормона равна учетверенной суточной продукции гормона у взрослых крыс С 20,0 мкг/100 г веса ),

- количество аберрантных ¡слеток под влиянием повреждающих доз гормона, увеличивалось приблизительно в два раза и не изменялось при возрастании дозы.

Полученные материалы указывают на необходимость учитывать роль возраста при оценке модифицирующего влияния Т^ на цеяостность хромосом.

5. Антимутагенное влияние Т^ связано с его действием на целостность хромосом. Это доказывается:

- отсутствием изменения темпа вступления клеток в митоз под влиянием Т^ в дозе, вызывающей противолучевой эффект}

- коротким периодом формирования противолучевого эффекта гормона, который, по крайней мере,в 10 раз меньше продолжительности жизни клетки паренхимы нерегенерирувщей печени.

6. Мутагенный эффект Тц связан с активность*) ДНК-зависимой РНК-полимёразы.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Окислительное фосфорилирование и пострадиационное восстановление хромосом в клетках печени крыс. - Биоэнергетика при лучевом поражении живых организмов: Тез. докл. симп. Л., 1973, с. 194 (в соавт.),

2. Пострадиационное восстановление хромосом соматических клзток млекопитающих щ \z\vo : патогенетический и биохимический аспег**

ты. - 1-я радиобиологическая конференция социалистических стран: Сб, материалов. Шпиндлерув Млын , ЧССР, 1974, с'413 ( в соавт. ).

3. Об условиях применения тироксина как антимутагена после общего рентгеновского облучения. - Радиобиология, 1981, т.21, № 2,

с. 204-210 ( в ооавт. ).

4. Тироксин как регулятор стабильности хромосом. - 4-й съезд ренетиков и селекционеров Украины: Тез. докл. Киев: Наукова думка, 1981, ч. 5, с, 122-124 ( в ооавт. ).