Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Пострадиационная адаптация и обмен веществ: всасывание в кишечнике меченых липидов, витамина B12 и цитрата железа после тотального и локального облучения

ВАК РФ 03.01.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Пострадиационная адаптация и обмен веществ: всасывание в кишечнике меченых липидов, витамина B12 и цитрата железа после тотального и локального облучения"

На правах рукописи

ФИЛИН Константин Павлович

ПОСТРАДИАЦИОННАЯ АДАПТАЦИЯ И ОБМЕН ВЕЩЕСТВ: ВСАСЫВАНИЕ В КИШЕЧНИКЕ МЕЧЕНЫХ ЛИПИДОВ, ВИТАМИНА В12 И ЦИТРАТА ЖЕЛЕЗА ПОСЛЕ ТОТАЛЬНОГО И ЛОКАЛЬНОГО ОБЛУЧЕНИЯ

03.01.01 - Радиобиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

18 АПР ¿013

Обнинск-2013

005057574

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Медицинский радиологический научный центр» Министерства здравоохранения Российской Федерации и Федеральном государственном бюджетном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники» Федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения

Научный руководитель - доктор медицинских наук, профессор, Габуния Ричард Ипполитович

Официальные оппоненты:

- Вайнсон Адольф Адольфович, доктор биологических наук, профессор, ФГБУ «Российский онкологический научный центр им. H.H. Блохина» Российской академии медицинских наук, заведующий лабораторией лучевых методов лечения опухолей;

- Жаворонков Леонид Петрович, доктор медицинских наук, ФГБУ «Медицинский радиологический научный центр» Министерства здравоохранения Российской Федерации, заведующий лабораторией радиопатологии.

Ведущая организация: ФГБУ «Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна» Федерального медико-биологического агентства России.

Защита диссертации состоится 28 мая 2013 г. в 11.00 часов на заседании диссертационного совета Д 208.132.0! при Федеральном государственном бюджетном учреждении «Медицинский радиологический научный центр» Министерства здравоохранения Российской Федерации по адресу: 249036, г. Обнинск Калужской области, ул. Королёва, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ «Медицинский радиологический научный центр» Минздрава России.

Автореферат разослан _Ц ^_2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Палыга Геннадий Фёдорович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Известно, что в комплексе повреждений при воздействии ионизирующих излучений на организм человека большую роль играют нарушения со стороны кишечника - высоко радиочувствительного органа [Ярмоненко С.П., Вайнсон A.A., 2004; Бутомо Н.В. и соавт., 2004]. Нередко такие нарушения становятся серьезным препятствием для продолжения лучевой терапии и реабилитации пациентов [Зедгенидзе Г.А., 1985; Бардычев М.С., Цыб А.Ф., 1985; Киселева Е.С. и соавт., 1996; Линденбратен Л.Д., Королюк И.П., 2000; Griffiths N.M., 2001].

Несмотря на постоянное развитие гастроэнтерологии как науки, издание учебников и монографий, посвященных изучению состояния различных отделов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) в норме и патологии [Парфенов А.И., 2009], включая радиационное воздействие [Бардычев М.С., Цыб А.Ф., 1985; Труфанов Г.Е. и соавт., 2009; Терапевтическая радиология /Под ред. Цыба А.Ф., Мардынского Ю.С., 2010], проблемам системной и временно: й зависимости восстановительно-адаптационных пострадиационных обменных процессов в кишечнике не уделяется достаточного внимания.

Между тем все большее внедрение методов ядерной медицины и радиологии в науку и практику [Корсунский В.Н., Кодина Г.Е., Брускин А.Б., 2007; Цыб А.Ф., Королюк И.П., Капишников А.Б., 2009] повышает актуальность проблем влияния радиации на организм, что закономерно привлекает внимание исследователей, в том числе и к нарушению процессов обмена веществ при радиационной патологии.

Несомненно, одной из оптимальных моделей изучения пострадиационных процессов обмена веществ можно считать радиационное поражение кишечника, так как в комплексе повреждений при острой лучевой болезни (ОЛБ) нарушения со стороны кишечника играют большую роль.

Состояние внутренней среды организма обусловлено многими функциями всех органов и систем гомеостатической иерархии, и центральное место в нем занимает обмен веществ, тесно связанный с абсорбционной функцией кишечника.

По этой причине большую ценность представляют сведения в литературе по всасыванию необходимых организму веществ, в частности, при нарушении гемопоэза и других гомеостатических функций, развившихся после общего и локального облученця организма [Раушенбах М.О., Чертков И.Л., 1965; Утешев A.B., 1981;Cultrera G., et al., 1964]. Однако многочисленные работы о всасывании в кишечнике после воздействия ионизирующих излучений разноречивы. В ранних работах одни авторы находили угнетение всасывания, например, железа в пострадиационный период [Slaviero G.E., et al., 1964; Dalla Palma, 1968], другие - сохранение функции и даже ее повышение [Donati R.M.,

et al., 1969]. Подобная ситуация наблюдалась в отношении липидов, витамина В,2, иных нутриентов [Горизонтов П.Д., 1971, 1973].

Неоднозначность получаемых результатов объяснялась не только сложностью изучаемого процесса, но и различиями в трудно сопоставимых методиках, условиях и объектах исследования. Все это предполагает привлечение близких к физиологическим методов, которые могли бы дать достоверную количественную информацию о всасывании в кишечнике различных в биохимическом отношении веществ при радиационной патологии. Такую возможность предоставляют методы радиоизотопной диагностики [Зедгенидзе Г.А., Зубовский Г.А., 1968; Габуния Р.И., Зубовский Г.А., 1985], в том числе в области гастроэнтерологии [Ишмухаметов А.И., 1970; Зубовский Г.А., 1988; Вахромеева М.Н., 2003; Тажединов И.Т., 2004].

Следует подчеркнуть, что понимание межсистемных закономерностей в норме и патологии является наиболее сложным разделом науки. В то же время многостороннее изучение всасывания в кишечнике различных и близких в биохимическом отношении веществ с использованием нескольких радиоизотопных методов после общего и локального гамма-облучения организма с определением морфологических изменений в кишечнике и клинической картины лучевой болезни позволит составить глубокое и объемное представление о протекающих системных процессах в динамике.

Данное обстоятельство послужило основанием к экспериментальному исследованию всасывания разнородных веществ: меченых липидов (триолеат-глицерина, олеиновой кислоты), витамина Bi2 и цитрата железа в динамике после тотального и локального (область живота) воздействия на организм гамма-излучения.

Цель исследования.

Определение системных и временных особенностей абсорбционно-экскреторной функции кишечника в динамике после дистанционного тотального и локального воздействия на организм гамма-излучения в отношении липидов, витамина В|2 и цитрата железа.

Задачи исследования:

1. Отработать стандартные условия опыта в эксперименте для определения контрольных показателей всасывания в кишечнике меченых триолеат-глицерина-|3|1, олеиновой кислоты-ш1, витамина В,2-58Со и цитрата 59Fe двумя методами: радиометрии фекалий и радиометрии всего тела у интактных животных.

2. Получить оптимальные условиям эксперимента модели радиационного поражения кишечника после воздействия гамма-излучения на весь организм и область живота с клиническими, гематологическими, гистологическими характеристиками в динамике. Определить адекватность использования двух методов радиометрии при изучении всасывания меченых липидов, витамина

В,2 и железа при тотальном и локальном радиационном поражении (с указанными целями метод радиометрии всего тела ранее не применялся). 3. Исследовать состояние всасывания различных (липиды, кофермент, минерал) и близких (триацилглицерол и ненасыщенная жирная кислота) в биохимическом отношении веществ во все периоды радиационного поражения с проведением сравнительного анализа структурно-функциональных изменений в организме при тотальном и локальном облучении для оценки системных и временных особенностей абсорбционно-экскреторных процессов.

Научная новизна исследования.

Впервые получена комплексная характеристика пострадиационных гомеостатических нарушений при изучении особенностей абсорбции и экскреции в кишечнике ряда различных и близких в биохимическом отношении веществ на двух моделях острой лучевой болезни (ОЛБ) средней степени тяжести после тотального облучения (ТО) и локального облучения (ЛО) с помощью двух методов радиометрии в соответствии с клиническими, гематологическими и гистологическими оценками наблюдаемого процесса.

Выявлен синдром недостаточности всасывания в кишечнике после однократного воздействия гамма-излучения в дозе 6,5 Гр на обеих моделях патологии. Феноменология синдрома недостаточности всасывания сопряжена с клиникой радиационного поражения и морфологическими изменениями в кишечнике.

Показано, что динамика изменения всасывания всех изученных препаратов (триолеат-глицерин-|311, олеиновая кислота-|3|1, витамин В,2- Со и цитрат 59Ре) имеет сходные временные отклонения: отмечается максимум угнетения функции через 3-е суток, а восстановление - через 14 суток после ТО или ЛО (область живота).

С помощью математического моделирования данных, полученных методом радиометрии всего тела, выявлено основное звено нарушения усвоения цитрата Ие при лучевой патологии - уменьшение фиксации его в эпителии слизистой оболочки кишечника. Уточнен также метаболизм олеиновой кислоты-13'I.

Сравнительный анализ структурно-функциональных изменений в организме при ТО и ЛО позволил уточнить патогенез пострадиационных нарушений и сделать обобщающие выводы о его системных особенностях. Синхронность и совпадение по направленности эффектов нарушения и восстановления абсорбции и экскреции различных (липиды, кофермент, минерал) и близких (триацилглицерол и ненасыщенная жирная кислота) в биохимическом отношении веществ после ЛО и ТО организма отражают гомеостатическую неразрывность анаболизма и катаболизма, резервных пострадиационных адаптационных механизмов.

Научно-практическая значимость работы.

Посредством указанных методов радиоиндикации получена многоплановая одновременная сравнительная патогенетическая информация о всасывании в кишечнике и метаболизме в организме изотопов и препаратов с сохраняющейся во время тканевого обмена меткой. Дано математическое описание кинетики радиоактивного цитрата железа при пострадиационной энтеропатии. Сделан вывод о том, что при ведении больных, подвергнутых лучевой терапии, при техногенном облучении людей и иных ситуациях, необходимо учитывать временную гомеостатическую неразрывность анаболизма и катаболизма, резервных пострадиационных адаптационных механизмов при развитии в кишечнике синдрома недостаточности всасывания с целью адекватной диетической и медикаментозной коррекции пострадиационных нарушений метаболизма для купирования лучевой патологии.

В исследовательских целях при диагностике и контроле эффективности предпринятых мероприятий возможно использование данных методов радиометрии с учетом установленных особенностей каждого из них. Примененные методы радиометрии всего тела и радиометрии фекалий дали возможность количественно оценить в динамике степень выраженности изменений функции всасывания в кишечнике. Достоинством метода радиометрии фекалий является также техническая простота исполнения, физиологичность, информативность и объективность получаемых результатов.

Основные положения, выносимые на защиту:

На основе комплексного, многопланового подхода установлены системные и временн'ые особенности угнетения абсорбции триолеат-глицерина-|311, олеиновой кислоты-1311, витамина В|2-58Со и цитрата 59Ре при ОЛБ средней степени тяжести, вызванной воздействием локального и тотального у-излучения в дозе 6,5 Гр.

Динамика нарушения всасывания различных и близких в биохимическом отношении веществ, корреляция этих сдвигов с клинической картиной и патоморфологией кишечника укладываются в понятие пострадиационного синдрома недостаточности всасывания.

Однотипность и синхронность выявленных эффектов отражают гомеостатическую неразрывность анаболизма и катаболизма, активизацию резервных адаптационных механизмов.

Математическое моделирование результатов радиометрии всего тела позволило установить основное звено нарушения усвоения цитрата 59Ре и получить информацию о метаболизме олеиновой кислоты-1311 при лучевой патологии.

Реализация результатов исследования.

Результаты исследований используются в практической медицине, так как на основании настоящей экспериментальной проработки и дальнейших предклинических и клинических исследований изданы методические рекомендации: "Исследование обмена железа у человека с помощью радиометрии всего тела и отдельных органов". Обнинск: НИИМР АМН СССР, 1974. - 15 с. (Габуния Р.И., Горобец В.Ф.).

Работы автора отражены в учебниках и монографиях, в частности, в монографии: Радиоизотопная диагностика заболеваний органов пищеварения. -М.: "Медицина", 1979. - 280 с. (Ишмухаметов А.И.), рассчитанной на радиологов, автор которой являлся соавтором в экспериментальных исследованиях.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы доложены и опубликованы в материалах региональных, всероссийских и международных съездах и конференциях: Научная конференция молодых ученых Института медицинской радиологии АМН СССР (Обнинск, 1970). Юбилейная научная конференция «Радиация и организм» (Обнинск, 1970). Научная конференция молодых ученых и специалистов (Обнинск, 1972). 111-й Всероссийский съезд рентгенологов и радиологов «Лучевая диагностика и лучевая терапия заболеваний желудочно-кишечного тракта» (Кемерово, 1972). Межвузовская научная конференция по проблеме: «Изучение действия физических агентов на организм животных» (Одесса, 1972). 1-я Всесоюзная конференция по инженерной и медицинской биомеханике «Проблемы микроциркуляции и массообмена» (Рига, 1975). III-я Международная конференция «Современные аспекты реабилитации в медицине» (Ереван, 2007). Международная научная конференция «Современная медицинская техника и новейшие технологии в здравоохранении» (Москва, 2008). IY-я Международная конференция «Современные аспекты реабилитации в медицине» (Ереван, 2009).

Диссертация апробирована на совместной научной конференции экспериментального радиологического сектора ФГБУ «МРНЦ» Минздрава России и ФГБУ «ВНИИИМТ» Росздравнадзора 23 января 2013 года (протокол № 266).

По основным результатам исследований опубликовано 17 работ, из них 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК МОиН РФ.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, 8 глав, обсуждения результатов исследования, заключения, выводов и указателя литературы. Работа изложена на 132 страницах машинописного текста, содержит 25 рисунков и 20 таблиц. Список литературы включает в себя 202 источника, из них: 103 - на русском языке и 99 - на иностранном языке.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы исследования.

Работа выполнена на 794 крысах - самцах популяции Вистар (осуществлено 2917 исследований). Однократное локальное облучение области живота в дозе 6,5 Гр (мощность дозы -1,19 Гр/мин) в сопоставлении с воздействием гамма-излучения на весь организм в той же дозе (6,5 Гр при мощности дозы 0,23 Гр/мин) осуществлялось на гамма-терапевтической установке «Луч». Проведено динамическое наблюдение за развитием лучевого синдрома в течение 30 суток с регистрацией клинических проявлений, состава периферической крови и патогистологической картины тонкой кишки.

На двух моделях радиационного поражения и контрольных необлученных животных проведено изучение всасывания триолеат-глицерина-I (ТГ-131.!), олеиновой кислоты-1311 (ОК-'3|Д витамина Вп-58Со (ВВ12-58Со) и цитрата 59Ре (Ц-59Ре).

С этой целью применены два метода радиометрии: подсчет радиоактивности фекалий на радиометрической установке и измерение радиоактивности всего тела на гамма-спектрометрической установке с низкофоновой камерой (для уточнения эффектов).

Результаты наблюдений обрабатывались статистически с использованием критерия <Ф> Стьюдента. Выживаемость животных рассчитывали по Каплану-Мейеру. Кривые радиоактивности всего тела графическим способом аппроксимировались суммой экспонент.

Результаты исследований и обсуждение.

Экспериментальный характер работы обусловил стандартизированные условия исследований, а выбор двух вариантов радиационного поражения организма и двух методов радиоиндикации ряда меченых препаратов с характерными разнонаправленными метаболическими свойствами системность и многоплановость исследования.

На основании анализа клинических показателей (внешний вид, поведение, летальность, характер стула) и изучения в динамике ряда тестов периферической крови и гистологической картины различных отделов тонкого кишечника на 300 животных установлено, что в результате воздействия гамма-излучения в дозе 6,5 Гр на весь организм или область живота развивается характерная картина ОЛБ средней степени тяжести, необходимость развития которой подобрана в предварительных экспериментах. Выделены четыре периода заболевания и, таким образом, прослежено течение ОЛБ от момента ТО и ЛО животных до выздоровления.

Определены, нормальные показатели всасывания в кишечнике меченых соединений - Т|)иолеат-глицерина-13|1, олеиновой кислоты-131!, витамина В,2-Со и цитрата5 Ре у контрольных животных.

Необходимо подчеркнуть обоснованность выбранного ряда меченых препаратов (липиды, витамин В12 и железо) для изучения всасывательной функции кишечника, так как это - различные в биохимическом отношении вещества без возможности прямых переходов метаболитов данных классов друг в друга, что важно в модельных исследованиях заболеваний.

Результаты проведенных исследований абсорбции в кишечнике триолеат-глицерина-13|1, олеиновой кислоты-'3|1, витамина В]2-58Со и цитрата 59Ре радиометрическими методами в различные периоды после ЛО и ТО на 494 животных представлены в таблицах 1 - 3 и рисунке.

На основе анализа и сопоставления эффектов после ТО и ЛО с контрольными значениями и между собой установлено, что максимальное нарушение всасывания всех препаратов наступало через 2-3 суток после облучения с практически полным восстановлением морфо-функциональных показателей к 14 суткам (таб. 1).

Таблица 1. Выделение с фекалиями радиоактивных препаратов у контрольных и облученных крыс (% от введенного количества).

Препарат Стат. показатели Контр, группа Сроки введения препарата после облучения (сутки)

30 мин | 3 | 7 | 14 | 21

Локальное облучение

ТГ-т1 М±ш 3,6±0,4 9,9±0,1 26,5±2,2 7,5±0,8 4,4±0,6 3,2±0,3

Р< — 0,01 0,001 0,01 0,5 0,5

ок- п[з М±ш 5,1 ±0,9 5,8±0,8 15,7±0,9 9,0 ±1,5 6,2±0,7 4,8±0,5

Р< — 0,5 0,001 0,1 0,5 0,5

вв,2- 58Со М±ш 31,8±2,1 48,9±3,3 78,3±3,2 42,3±3,9 34,3±5,8 32,4±1,6

Р< — 0,01 0,001 0,05 0,5 0,5

Ц-59Ре М±ш 62,7±4,1 75,6±6,1 91,1±2,9 78,8±5,5 67,8±7,2 63,6±3,1

Р< — 0,5 0,001 0,05 0,5 0,5

Тотальное облучение

ТГ- М±ш 3,6±0,4 5,5±0,3 18,9±2,0 5,4±0,9 2,8±0,9 4,0±0,5

Р< - 0,01 0,001 0,1 0,5 0,5

ок- |3,1 М±ш 5,1 ±0,3 6,0±0,5 7,1 ±2,0 6,6±0,8 4,7±0,6 4,6±0,8

Р< - 0,5 0,05 0,1 0,5 0,5

вв,2- 58Со М±ш 31,8±2,1 42,2±5,0 81,9±6,6 51,0±3,7 29,7±5,1 29,8±2,2

Р< - 0,1 0,001 0,001 0,5 0,5

Ц-59Ре М±ш 62,7±4,1 62,9±4,3 90,7±5,0 81,4±6,7 70,2±4,3 60,1 ±2,8

Р< - 0,5 0,01 0,5 0,5 0,5

Изменения всасывания у всех изучаемых нутриентов после ТО и ЛО соответствовала степени тяжести клинической картины ОЛБ и морфологическим изменениям в тонкой кишке.

На рис. 1 показана динамика нарушения и восстановления всасывания указанных веществ по отношению к соответствующим контролям, принятым за единицу.

Сроки введения препарата после получения ¡сутки)

- г риспезт-глкцериня-1 1 -ОЛеНОЕЭЯ КПСЛ0ТЗ-М31 -Витамин 3 12-Со-оо -Цитрат я:елеэа-59

- Контрольный уровень

Сроки введения препарата после облучения (сутки)

Рис. 1. Динамика относительных показателей нарушения и восстановления всасывания в кишечнике при локальном (1) и тотальном

(2) облучении.

Отмечается синхронность и совпадение по направленности эффектов нарушения и восстановления абсорбции и экскреции триолеат-глицерина-13|1, олеиновой кислоты-13'I. витамина В,2-38Со и цитрата-59Ре после локального и тотального облучения организма.

Результаты исследования пострадиационного всасывания меченых липидов.

Эксперименты поставлены на 284 животных (проведено 1025 исследований). Методы радиоиндикации позволили выявить стеаторрею, манифестирующую нарушение всасывания липидов в кишечнике при тотальном и локальном облучении организма. Примененные параллельно подсчет активности в фекалиях для оценки всасывания жира (триолеат-глицерина- I и олеиновой кислоты-|3|1) (табл. 1) и измерение

радиоактивности всего тела (олеиновой кислоты-131!) в низкофоновой камере (табл. 2) позволили получить многостороннюю информацию о преобразовании меченых липидов и выделении ,3,Г из облученного организма.

Для понимания полученных результатов исследования всасывания липидов имеет значение состояние пищеварительной функции желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Так, угнетение усвоения триолеат-глицерина-131! в

кишечнике можно объяснить как нарушением всасывания, так и расстройством ферментного пищеварения.

Но при изучении усвоения олеиновой кислоты-'311 последнее учитывать не нужно, так как для ее всасывания не требуется предварительного расщепления липазой.

Таблица 2. Динамика радиоактивности всего тела у контрольных и тотально облученных крыс "Вистар" после введения внутрь олеиновой

кислоты-13|Л.

Сроки наблюдения после введения ОК-Ш.1 (дни) Радиоактивность всего тела тотально облучённых животиых (% от введенной дозы)

Контрольная группа | Группа после ТО

Статистические показатели

М+т п М+т Р< п

1 27,6+2,5 11 33,4±2,0 0,5 21

2 15,0±1,7 11 16,8±2,3 0,5 21

3 10,9±0,7 11 12,8±2,7 0,5 21

4 8,7±0,7 11 10,3±1,2 0,5 21

10 5,2±0,4 11 7,2±0,7 0,5 21

Полученные результаты подтверждают сведения литературы о том, что на стадии тканевого обмена происходит интенсивный отрыв метки от олеиновой кислоты и основная часть 1311 выводится главным образом с мочой. То обстоятельство, что скорость выведения 1311 через почки превышает скорость всасывания препарата в кишечнике и доля выведения его с фекалиями ничтожна по сравнению с количеством, экскретируемым с мочой, позволяет заключить, что кривая радиоактивности всего тела отражает выведение неорганического йода с мочой.

Следовательно, при изучении всасывания олеиновой кислоты, меченой |311, с помощью радиометрии фекалий определена разница в эффективности всасывания у контрольных и облученных животных. В то время как при радиометрии воего тела такое различие нивелировано быстрым ферментным отщеплением радиоактивного йода в процессе тканевого метаболизма и интенсивным выведением его через почки (при предварительном блокировании щитовидной железы нерадиоактивным йодом). Таким образом, получено основание полагать, что для изучения всасывания олеиновой кислоты-131! наиболее рациональна радиометрия фекалий.

Результаты исследования пострадиационного всасывания

59 ж-.

цитрата ге.

Изучение всасывания цитрата 59Ре проведено на 122 животных (698 исследований). Оба примененных метода оказались высоко информативными,

дающими дополнительные сведения для выявления и оценки тяжести нарушений усвоения в кишечнике цитрата 59Ре при лучевой болезни. Так, радиометрия фекалий дает четкое представление о количестве неусвоенного в кишечнике цитрата 59Ре (табл. 1), а метод радиометрии всего тела - об отдельных этапах усвоенной части железа в кишечнике и дальнейшего обмена его в организме (таб. 3).

Результаты исследований цитрата 59Ре методом радиометрии всего тела показывают снижение количества железа, фиксированного в эпителии слизистой оболочки кишечника.

Полученный данным методом параметр А2, который зависит от степени включения в слизистую кишечника, уменьшен у облученных крыс против контроля. Это происходит как раз в период наибольших изменений в стенке кишечника, в эпителии, где фиксируется железо.

Таблица 3. Параметры кривых радиоактивности всего тела после введения внутрь цитрата 59Ре контрольным и тотально облученным ____крысам "Вистар" (через 3 сут)._

Груп- Стат. Экспоненты

пы пока- I II III

живот- зате-

ных ли А, X, а2 Л-2 Аз

Конт- М±ш 29,3± 4,2 1,6±0,2 33,4±6,8 0,8+0,1 37,3±4,9 0,004±0,0004

роль

ТО Ц-59Ре М+ш 74,0+6,9 1,9+0,2 20,8+7,6 0,7+0,1 7,5±1,6 0,005+0,0002

Р< 0,01 0,5 0,05 0,5 0,01 0,5

Соответственно уменьшение доли фиксированного в стенке кишечника железа ведет к увеличению неусвоенного железа, эвакуируемого с фекалиями (параметр А|). Отсюда доля железа, всосавшегося в кишечнике и поступившего в кругооборот в организме (параметр А3), снижена в сравнении с нормой, что хорошо коррелирует с показателями всасывания, полученными посредством радиометрии фекалий интактных и облученных животных. Таким образом, удалось установить, что основной причиной повышения уровня радиоактивности фекалий облученных крыс является уменьшение количества цитрата 59Ре, фиксированного в эпителии слизистой оболочки кишечника, а также охарактеризовать моторно-эвакуаторную функцию ЖКТ и динамику выведения из организма всосавшегося радиоактивного железа.

Для изучения всасывания цитрата 59Ре метод радиометрии всего тела высоко информативен, так как прочность метки обеспечивает достоверность сведений о всасывании и поведении препарата в организме. Это, безусловно,

справедливо и для витамина В|2. Данные препараты в норме не имеют путей быстрого выведения из организма, поэтому величина радиоактивности всего тела отражает степень всасывания их в кишечнике.

Результаты исследования пострадиационного всасывания витамина В12-58Со.

Эксперименты осуществлены на 88 животных (проведено 364 исследований). Полученные результаты представлены в таблице 1. Всасывание в кишечнике представляет собой активный процесс, свидетельством чему является избирательность всасывания, а для некоторых веществ (витамина В12 и железа) - регулирование эффективности всасывания на уровне кишечной стенки. Для объяснения причин нарушения всасывания в кишечнике витамина В|2 и железа необходимо учитывать также пострадиационную потребность организма в этих веществах. Можно предполагать, что вследствие подавления под влиянием радиации функции костного мозга, в частности, эритропоэза, наступает уменьшение потребности в железе и витамине Вц. Поэтому угнетение всасывания этих веществ можно было бы связать с анемией. Однако зависимость между этими явлениями оказалась более сложной, так как нами не обнаружено выраженной анемии у крыс, подвергнутых облучению области живота, при значительных нарушениях всасывания препаратов.

Развитие патологии, её тяжесть и продолжительность зависит от степени повреждения структуры и функции главных, магистральных каналов и путей превращения веществ. В свою очередь метаболические процессы зависят от множества реакций и поступающих в организм веществ [Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф., 2002; Murry R.K., Granner D.K., Mayes P.A., Rodwell V.W., 2004].

Предоставляется возможность сопоставить группу веществ с тесно взаимосвязанным метаболизмом (триацилглицерол и ненасыщенная жирная кислота, относящихся к одному классу веществ - липидам) с группой соединений, где взаимопревращения не очевидны (витамин В!2, железо и липиды). Обращает на себя внимание однотипность характера нарушения усвоения в кишечнике не родственных веществ. Это дает основание заключить о поражении общих для их всасывания механизмов.

Определенное разъяснение может дать сопоставление эффективности всасывания у тотально и локально облученных животных. Если бы решающую роль во всасывании витамине В]2, железа и липидов играло радиационное поражение всего организма, то у тотально облученных крыс следовало бы ожидать и большее поражение функции всасывания. Однако нами не обнаружено такой зависимости ни с одним из примененных препаратов. Это дает дополнительный аргумент считать, что именно кишечник является местом нарушения механизма усвоения веществ. В пользу такой точки зрения

свидетельствует совпадение во времени максимального угнетения всасывания всех изученных препаратов с наиболее выраженными деструктивными изменениями в тонкой кишке, в частности эпителии, покрывающем ворсинки.

Полученные нами результаты особенностей нарушения всасывания веществ при радиационном воздействии позволяют трактовать их не просто как нарушение функции, а как переход в другой режим работы механизма регулирования всасывания в условиях патологии. Полагаем, что понижение всасывания из кишечника облученного организма играет защитную роль, так как сразу начинают развиваться адаптационные процессы. Подтверждением предположению о защитной роли ограничения всасывания в кишечнике может служить факт удлинения жизни облученных животных при удалении у них части кишечника [Sigdestad С.Р., Osborne J.W., 1969].

Известно также, что из-за нарушения ферментного и бактериального равновесия в кишечнике облученного организма образуется повышенное содержание токсинов, поступающих в кровь. В этой связи инфильтрацию стенки кишечника гранулоцитами с выходом их на поверхность слизистой оболочки ЖКТ трактуют не только как усиливающий пострадиационную лейкопению фактор (отмеченный и в наших исследованиях), но и как защитный блок от вредного влияния на организм бактериальных токсинов.

Обобщая все вышеизложенное, необходимо выделить главное. Системный многоплановый подход к исследованиям и количественная характеристика эффектов позволила не только уточнить многие аспекты всасывания и метаболизма соединений, дать математическое описание кинетики, в частности, железа в облученном организме с выявлением стадии, на которой нарушается всасывание изотопа, но и объединить полученные сведения в логическую модель нарушений и сделать результирующие заключения.

Синхронность и конкордантность нарушения и восстановления абсорбции и экскреции в кишечнике различных (липиды, кофермент, минерал) и близких (липиды: триацилглицерол и ненасыщенная жирная кислота) в биохимическом отношении веществ после J10 и ТО организма (рис. 1) отражают гомеостатическую неразрывность анаболизма и катаболизма и степень активизации межсистемных резервных адаптационных механизмов.

Однотипность динамики изменения всасывания ингредиентов, различающихся по механизму всасывания, корреляция этих сдвигов с периодами лучевой болезни и данными патоморфологии кишечника укладываются в понятие пострадиационного синдрома недостаточности всасывания, при котором разнородные и близкие звенья абсорбционно-экскреторной системы работают согласовано практически как одна структура.

Полагаем, что уменьшение всасывания веществ при радиационном воздействии можно представить не просто как нарушение функции, но как

переход в другой (охранительный) режим работы механизма регулирования всасывания в условиях патологии.

Такое определение межсистемной и временной зависимости адаптации механизмов обмена веществ в пострадиационный период может являться патогенетическим обоснованием для совершенствования лечебной и диетической коррекции нарушений в оптимальные сроки.

ВЫВОДЫ:

1. Однократное дистанционное воздействие гамма-излучения на весь организм или область живота крыс Вистар в дозе 6,5 Гр приводит к развитию синдрома недостаточности всасывания в кишечнике, определенного по динамике изменения всасывания различных и близких в биохимическом отношении веществ: липидов, витамина В12 и железа. Феноменология синдрома сопряжена с клиникой радиационного поражения и морфологическими изменениями в кишечнике.

2. Максимум угнетения абсорбции триолеат-глицерина-'3|1, олеиновой кислоты-|3|1, витамина В|2-58Со и цитрата 59Ре наступает через 3-е суток, а восстановление - через 14 суток после тотального и локального облучения.

3. Синхронность и конкордантность нарушения и восстановления абсорбции и экскреции в кишечнике различных (липиды, кофермент, минерал) и близких (липиды: триацилглицерол и ненасыщенная жирная кислота) в биохимическом отношении веществ после локального и тотального облучения организма отражают системную и временн'ую гомеостатическую неразрывность обменных процессов и активизацию резервных адаптационных механизмов.

4. Математическая модель, полученная при радиометрии всего тела, позволила проследить судьбу цитрата 59Ре в организме с определением звена нарушения его усвоения - фиксации в эпителии кишечника, и уточнить метаболизм олеиновой кислоты.

5. Методы радиометрии всего тела и радиометрии фекалий адекватны в получении многоплановой количественной информации 6 пострадиационном состоянии всасывания, усвоения и экскреции меченых липидов, витамина В|2и цитрата железа при пострадиационной энтеропатйи.

6. Полученная комплексная характеристика пострадиационных гомеостатических абсорбционно-экскреторных нарушений может служить обоснованием к дальнейшим экспериментальным и клиническим разработкам по совершенствованию лечебных и диетических мероприятий с целью купирования радиационной патологии в оптимальные сроки.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. При экспериментальном исследовании состояния функции всасывания в кишечнике корректным оказался комплексный методологический подход с использованием методов радиометрии всего тела и фекалий после перорального введения меченых неродственных в биохимическом отношении веществ. Достоинством метода радиометрии фекалий является относительная техническая простота исполнения, физиологичность, информативность и объективность получаемых результатов.

2. При ведении больных, подвергнутых лучевой терапии, при техногенном облучении людей и иных ситуациях важно учитывать временную гомеостатическую неразрывность анаболизма и катаболизма, резервных пострадиационных адаптационных механизмов при развитии синдрома недостаточности всасывания в кишечнике с целью коррекции пострадиационного нарушения метаболизма в оптимальные сроки.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Филин, К.П. К изучению синдрома недостаточности всасывания при острой лучевой болезни / К.П. Филин //Материалы научной конференции молодых учёных Института медицинской радиологии АМН СССР. - Обнинск, 1970. - С. 135-136.

2. Филин, К.П. Применение йод-131-поливинилпирролидона для изучения экспериментальной энтеропатии / К.П. Филин, А.И. Ишмухаметов //Радиация и организм: Сборник материалов юбилейной научной конференции 19-21 мая Обнинск, 1970. - С. 218-219.

3. Филин, К.П. Метод радиометрии в изучении всасывания меченых витамина В|2 и цитрата железа после внешнего гамма-облучения / К.П. Филин //Научная конференция молодых учёных и специалистов: Тезисы докладов Обнинск, 1972.-С. 117-118.

4. Филин, К.П. Радиоизотопное изучение всасывания в кишечнике витамина В12 после внешнего гамма-облучения / К.П. Филин, А.И. Ишмухаметов //Действие физических агентов на организм животных: Сборник научных трудов . Одесса, 1972.-С. 632.

5. Ишмухаметов, А.И. Метод радиоиндикации в оценке всасывательно-выделительной функции желудочно-кишечного тракта после внешнего гамма-облучения / А.И. Ишмухаметов, К.П. Филин //Лучевая диагностика и лучевая терапия заболеваний желудочно-кишечного тракта: Материалы 3-го Всероссийского съезда рентгенологов и радиологов 2-5 октября 1972. Кемерово, 1972.-С. 152-153.

6. Филин, К.П. Радиоизотопное изучение всасывания в кишечнике меченых липидов, витамина В,2 и радиоактивного цитрата железа после внешнего гамма-облучения / К.П. Филин//Медицинская радиология. - 1974 - Т 19 - № 10.-С. 17-20.

7. Филин, К.П. Математическое описание механики движения цитрата железа-59 в облученном организме / К.П. Филин, А.И. Ишмухаметов //Механика полимеров, - 1975. - №5. - С. 889-890.

8. Филин, К.П. Изучение состояния всасывания в кишечнике меченых липидов. витамина В!2 и железа после однократного гамма-облучения / К.П. Филин //Современные аспекты реабилитации в медицине: Материалы Ш-й международной конференции. - Ереван, 2007. - С. 210-213.

9. Филин, К.П. Методические подходы к изучению функции всасывания в кишечнике при лучевых воздействиях / К.П. Филин //Современные аспекты реабилитации в медицине: Материалы Ш-й международной конференции. -Ереван, 2007. - С. 335.

10. Филин, К.П. Модельные исследования пострадиационного состояния всасывания витамина В|2-кобальт-58 / К.П. Филин //Современная медицинская техника и новейшие технологии в здравоохранении: Сборник трудов международной научной конференции, посвященной 15-летию АМТН. - М„ 2008. - С. 249-250.

11. Филин, К.П. Всасывание цитрата железа-59 после гамма-облучения / К.П. Филин, A.B. Тер-Овакимян, Р.И. Габуния //Современная медицинская техника и новейшие технологии в здравоохранении: Сборник трудов международной научной конференции, посвященной 15-летию АМТН. - М. 2008.-С. 250-251.

12. Филин, К.П. Пострадиационное всасывание железа / К.П. Филин, Р.И. Габуния //Современная медицинская техника и новейшие технологии в здравоохранении: Сборник трудов международной научной конференции, посвященной 15-летию АМТН. - Москва, 2008. - С. 251-252.

13. Габуния, Р.И. Всасывание меченых липидов: триацилглицерола и ненасыщенной жирной кислоты после воздействия на организм гамма-излучением / Р.И. Габуния, К.П. Филин // Современная медицинская техника и новейшие технологии в здравоохранении: Сборник трудов международной научной конференции, посвященной 15-летию АМТН. - Москва, 2008. - С. 252253.

14. Габуния, Р.И. Процессы всасывания в кишечнике крыс после гамма-облучения / Р.И. Габуния, К.П. Филин //Экологические проблемы и социально-экономические аспекты обустройства и развития аридных территорий Российской федерации. - М.: «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук», 2009. - С. 210-214.

15. Филин, К.П. Пострадиационное всасывание в тонком кишечнике различных в биохимическом отношении веществ / К.П. Филин //Современные аспекты реабилитации в медицине: Сборник научных трудов 1У-Й международной конференции 21-24 сентября. - Ереван, 2009. - С. 402.

16. Габуния, Р.И. Всасывание в кишечнике после гамма-облучения / Р.И. Габуния, К.П. Филин //Медицинская радиология и радиационная безопасность, 2010.-Т. 55.-№1.-С. 39-44.

17. Филин, К.П. О пострадиационной неразрывности обменных и адаптационных процессов [Электронный ресурс] / К.П. Филин, Р.И. Габуния //Вестник Российского научного центра рентгенорадиологии Минздрава России. - 2012. - Т. 2. - Режим доступа: http://vestnik.rncrr.ru/vestnik/vl2/papers/filin_vl2.htm.

Заказ491 Тираж 100 Объем 1 п.л. Формат60х841/)б Печать офсетная

Отпечатано в МП «Обнинская типография» 249035 Калужская обл., г. Обнинск, ул. Комарова, I