Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Рецепция эстрогенов в различных гормонокомпетентных тканях организма крыс-самок при малых дозах внешнего и внутреннего гамма-облучения

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Рецепция эстрогенов в различных гормонокомпетентных тканях организма крыс-самок при малых дозах внешнего и внутреннего гамма-облучения"

гт8 од

академия наук беларуси

~ 8 окт 1996институт радиобиологии

удк 577.171.6 ♦ 577.346

СЕЧКО Людмила Констшитшовна

рецепция эстрогенов в различных гормонокомпетентных тканях организма крыс-самок при малых дозах внешнего И внутреннего гамуа-овлучения

03.00.01 - РаОиобиояогия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Минск - 1998

fuOi/ш выпилнена в Институте радиобиологии АН Беларуси Научный руководитель: д.м.н.. профессор, академик Е.Ф.Конопля

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Г.Г. Гацко доктор медицинских наук, профессор Л.Н. Астахова

Оппонмрумцам организация: НИИ радиационном медицины

МЗ Республики Беларусь

Защита состоится <?J96 года в.^ часоь

на заседании совета по защите диссертаций Л 01.35.01 в Институте радиооиологии АН Беларуси (220600. г. Минск, ул. Жодинская. 2).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института радиобиологии АН Беларуси.

Автореферат разослан 0 года.

Учений секретарь

совета по защите диссертации

кандидат биологических

паук

A.M. Ходосовскш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. После катастрофы на ЧАЭС сложилась ситуация длительного действия на живые организмы, в том числе и человека, малых доз радиации [Ильин Л.А. и др.,1989; Казаков B.C. и др.,19911, что приводит к нарушению компенсаторно-восстановительных и адаптационных процессов, контролируемых нейроэндокринной системой. с участием половых гормонов и, в частности, эстрогенов [Дедов В.И. и др.,1993). При этом имеет место одновременное влияние внешнего и внутреннего облучения. Последнее связано с опасностью накопления в организме различных радионуклидов, среди которых важное значение принадлежит l37Cs, а на начальном этапе - 1311 [Конопля Е.Ф. .1993.19961.

При оценке влияния ионизирующего излучения на отдельные звенья эндокринной системы необходимо учитывать, что в основе реализации биологического эффекта в тканях любого стероидного гормона находится сложный механизм, который включает взаимодействие гормона с ре-цепторными белками вдтозоля,' активацию и транслокацию образовавшегося комплекса в клеточное ядро с последующим взаимодействием с хроматином, реализующимся в инициации транскрипционных процессов и, наконец, в синтезе функциональных белков [Розен В. Б. и др. Л986].

Однако в литературе практически отсутствуют данные, характеризующие эстроген-рецепторные взаимоотношения в органах-мишенях при облучении животных.

В связи с этим расшифровка сложных процессов динамики рецепции и содержания эстрогенов, являющихся одним из основных классов половых стероидных гормонов, обеспечивающих осуществление детородной функции, при облучении, особенно хроническом, и введении 137Cs и |311 могла бы обеспечить прогресс в областях как фундаментальной радиоэндокринологии, так и прикладной медицины.

Связь работы с крупншш научными программами, тема»«. Работа выполнена в рамках Научно-технической программы С.07 "Продление жизни". Межреспубликанской программы 03.01.02 "Изучение действия внешнего и внутреннего облучения в малых дозах на механизмы гормональной регуляции метаболизма и функций клеток и структурные изне-нения в органах и тканях". Межреспубликанской программы 03.02.01 "Изучение влияния радиоэкологической обстановки на важнейшие системы организма".

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось исследование рецепции эстрогенов в органах с различной гормональной компетентностью на отдельных этапах реализации гормонального сигнала при малых дозах внешнего и внутреннего гамма-облучения.

Предусматривалось решение следующих задач:

- изучить состояние эстроген-рецепторной системы органов-мише-¡¡ей (матка и печень) самок крыс при внешнем остром и хроническом т-облучении в малых дозах:

- оценить динамику изменений эстроген-белковых взаимодействий в матке и печени самок крыс при внутреннем облучении в условиях инкорпорирования ,311 и 137Сз;

- выяснить особенности акцепции эстроген-рецепторных комплексов ядрами клеток органов-мишеней в условиях внешнего и внутреннего ^-облучения;

- изучить параметры остроген-рецепторного взаимодействия при различных вариантах комбинированного облучения;

- исследовать возрастные особенности эстроген-рецепторного взаимодействия при облучении;

- дать оценку состояния рецепторной системы эстрадиола у 1-го поколения крыс-самок от облученных родительниц;

- выяснить влияние реально сложившейся в республике радиоэкологической обстановки на эстроген-рецепторную систему.

Научная новизна полученных результатов. Впервые дана комплексная оценка состояния остроген-рецепторной системы в различных гор-мончувствителышх тканях крис-самок после внешнего, внутреннего и комбинированного облучения. Установлено, что при внешнем гамма-облучении в малых дозах (0.25; 0,5 и 1.0 Гр) в органах-мишенях происходят количественные и качественные изменения в эстроген-рецептор-нем взаимодействии, которые носят дозозависимый характер. Обнаружено. что инкорпорированные ,311 и ,37Сз как в отдельности, так и при сочетанном виде при дозах в диапазоне 0.01-0.4 Гр вызывают значительное снижение концентрации цитозольных участков специфического связывания эстрадиола к 12 мес пострадиационного периода. Более выраженные изменения отмечены при совместном воздействии нескольких типов облучения (,3'1. 137Сз и внешнее т-облучение).

Новыми являются данные о снижении акцепции эстроген-рецепторных комплексов ядрами гормонокомпетентных клеток в различных уело ■

виях облучения.

Установлено сохранение нарушений в Функционировании рецептор-ной систем» эстрадиола у крис-самок 1-го поколения после радиоинду-цированной гипофункции щитовидной железы у их родительниц.

Обнаружена обратная корреляционная зависимость между степенно тяжести радиационных изменений и возрастом, а также появление после облучения изменений в эстроген-рецепторной системе, характерных для интактннх животных старших возрастных групп.

Практическая значимость полученных результатов. Изученные в различные сроки после радиационного воздействия в малых дозах характеристики эстроген-рецепторного взаимодействия расширяют существующие представления о молекулярных механизмах развития гормонзави-симой патологии после облучения.

Полученные результаты могут быть использованы для прогнозирования возможных последствий облучения для репродуктивной системы организма и разработки методов профилактики.

Основные положения диссертации, выносимые на загдету:

1. Существование зависимости характера изменений цитозолыюй рецепции эстрадиола от гормональной и радиационной чувствительности ткани, а также от дозы, вида облучения и времени, прошедшего после радиационного воздействия.

2. Наличие более выраженных изменений в функционировании эстро -ген-рецепторного аппарата в тканях-мишенях облученных животных ь не половозрелом возрасте по сравнению со старшими возрастными группами.

3. Облучение крыс-самок в репродуктивном возрасте приводит к изменению концентрации рецепторных мест связывания для эстрадиола и снижению акцепции эстроген-рецепторных комплексов ядрами тканей-мишеней у потомства I поколения.

Личный вклад соискателя. Автором лично выполнена экспериментальная часть работы, проанализирован фактический материл, сделаны научно-обоснованные выводы, оформлена диссертационная работа. Научный руководитель академик Е.Ф. Конопля принимал участие в определении цели и задач исследований, оказывал консультативную помощь.

Апробация результатов диссертации. Результаты диссертационной работы обсуждены на: Республиканской научно-практической конференции по радиобиологии и радиоэкологии, Минск,1988; Всесоюзном симпо зиуме "Молекулярные механизмы хронического (внешнего и внутреннего)

действия ионизирующих излучений на биологические системы",1990; Радиобиологическом съезде. Киев,1993; Научной конференции "Чернобыльская катастрофа: прогноз, профилактика, лечение и медикопсихологи-ческая реабилитация пострадавших", Минск.1994; "2nd International Conierence "Radiobiological consequences of nuclear accidents", Moskow,1994; IV Международной конференции "Чернобыльская катастрофа:- .нрогноз, профилактика, лечение и медигшсихологическая реабилитация пострадавших". Минск.1995; Научной конференции "Десять лет после Чернобыльской катастрофы". Минск.1996; Международной конференции "Механизмы нейрогуморальной регуляции в условиях действия низких доз радиации, Вена (Австрия). 1996.

Опубликованность результатов. Результаты исследований опубликованы в 9 научных работах (2 статьи и 7 тезисов).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, изложения материалов и методов исследования. 6 глав экспериментальных исследований, обсуждения полученных результатов, заключения, выводов и списка литературы, который включает 197 источников. Работа изложена на 134 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц и 19 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Работа выполнена на белых крысах-самках линии Вистар стадного разведения различных возрастных групп (от 2 до 18 мес). Животных подвергали внешнему острому от источника 137Cs (установка "ИГУР", мощность дозы - 6,2 сГ'р/мин). и хроническому (установка "ГАММАРИД 190/120", мощность дозы - 1,56 сГр/сутки; время облучения 17-68 суток) облучения, а также внутреннему облучению при инкорпорации 131I (2,5 МБк/кг, что при тщательном подборе массы животных составляло 500 кБк на животное и обеспечивало поглощенную дозу облучения на ЩД 94,6 Гр) и 137Cs (1,6 МБк/кг, что составляло на животное 320 кБк и обеспечивало поглощенную дозу облучения 0,15-0,26 Гр). Отдельные серии опытов были проведены на животных, содержавшихся в реперных точках с различной степенью радиоактивного загрязнения в результате аварии на ЧАЭС (поглощенная доза от 7,ЗхЮ~3 до 2.3x10"' Гр) а также на крысах, потреблявших загрязненный радионуклидами корм (поглощенная доза от 7,3х10"4 до 2,9х10"3 Гр).

Для проведения исследований в качестве гормонзависимого орга-а-мишени была использована матка, морфофункциональное состояние оторой в значительной степени определяется эстрадиолом [Вундер .А.,1980; Graham С.Е..1986]. В качестве гормончувствительного орана была выбрана печень, метаболические процессы в которой в знэ-ительной степени регулируются с участием половых гормонов [Lax :.R.. 1987].

Для исследования использовали цитозольную фракцию клеток мат-;и и печени, полученную путем центрифугирования гомогената органов ¡екапитированных животных, ядра гепатоцитов и кровь.

Содержание эстрадиола в сыворотке крови определяли с помощью ¡абора реактивов РИА-ЭСТРАДИОЛ-ПР. производства "ХОП ИБОХ" (Минск). I концентрацию рецепторов эстрогенов - методом радиоконкурентного зализа, с последующим удалением свободного гормона декстран-покры-ш углем [Чард Т..1981]. Гель-фильтрацию эстроген-рецепторных юмплексов (ЗРК) осуществляли на термостатируемых колонках с сефа-(ексом G-100 [Дэвени Т.,Гергей Я. ,1976].

Ядра получали по методу [Романов и др., 1976].

Изучение акцепции эстроген-рецепторних комплексов ядрами про-юдили при одновременной инкубации равных количеств ЭРК с одинако-¡ым количеством ядер животных различных экспериментальных групп.

Специфическое связывание ЗН-эстрадиола анализировали в коорди-штах Скэтчарда [Scatchard.1949]. Концентрацию белка в цитозоле оп-)еделяли по методу Лоури [Lowry et al.,1951].

Статистическую обработку проводили методом вариационной статистики [Рокицкий П. Ф. .1977].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Установлено, что острое внешнее г-облучение в дозах 0.5 и 1,0 Гр приводило у 2- и 6-месячных животных к снижению числа цитоп-чазматических рецепторов эстрадиола (РЭ) на протяжении 30- и 60-ти :уток после воздействия, которое более выражено у 2-мес крыс и при зозе 1,0 Гр (рис. 1). Эти результаты, полученные с помощью радиоли-гандного метода, подтверждены гель-фильтрацией цитозоля матки 6-ме-зячных крыс, облученных р дозе 1,0 Гр (рис. 2).

Величины равновесной константы ассоциации (Ка) были повышены на 3-й сутки у Г' месячных qw при облучении в лозях и и t.o Гр. я у

Рис I. Изменения числа РЭ в м ке крыс-самок после остр | внешнего у-облучения в дозах I и 1,0 Гр в зависимости от в раста животных. Примечание:

контроль.опыт - 2 М(

- КОНТРОЛЬ, ОПЫТ - 6 М1

* - р<0,05

Сроки после облучения, сутки

Номер

Рис. 2. Гель-фильтрация циюзоля иатки крыС, инкубированного с

эстрадиолом в контроле (-) и при у-облучении {---).

Примечание; 1 - Э1'К, 2 - свободный !Н-эстрадиол.

45

44

¥

б 35

| М

1 » 29

контроль

--0,5 Гр

.... 1,0 Гр

Зсут

10 сут

30 «ут

{'»с. 3. Акцепция цигозольних эстроген-рецепторних комплексов ядрами печени самок крыс после острого внешнею у-облучепия.

6-месячных - только при лозе 1,0 Гр. К 30-м суткам после облучения величины Ка приближались к контрольным показателям.

Концентрация эстрадиола в сыворотке крови к 3-м суткам после облучения в дозе 1,0 Гр повышалась на 70-90%. К концу первого меся ца имело место снижение уровня эстрадиола в крови, но все же он ос тавался выше контрольных величин в среднем на 30% в группе 2-месяч ных крыс. Установлено также . что при дозах облучения 0.5 и 1.0 Гр происходило снижение величин ядерной акцепции эстроген-рецепторных комплексов (Р<0.05), более значимое при дозе 1.0 Гр (рис. 3).

Полученные результаты свидетельствуют, что острое внешнее облучение в дозах 0,5 и 1.0 Гр вызывает нарушение функций эстро-ген-рецепторного аппарата, степень которого зависит от дозы облучения и возраста облучаемого организма. Можно предположить, что воз никновение изменений в эстроген-рецепторной системе органов-мишеней крыс-самок является одной из причин возникновения нарушений в репродуктивной функции, что особенно опасно при облучении неполовозрелых животных и становлении репродуктивной функции.

При хроническом внешнем ^-облучении в дозах 0,25-0.5 Гр к 3-м суткам после окончания курса облучения наблюдается 2-3-кратное увеличение концентрации РЭ в органах-мишенях 6-месячных крыс. В более-поздние сроки (30-е сутки) при дозе облучения 0.5 Гр происходило восстановление содержания РЭ до контрольного уровня. При облучении в меньших дозах (0,25 Гр) концентрация РЭ к концу месяца в 2 раза превышала контрольные значения.

При хроническом т-облучении крыс 6-месячного возраста в дозе 1,0 Гр в исследуемые сроки (10-, 30- и 180-е сутки) не наблюдали достоверных изменений в состоянии цитозольной рецепции эстрадиола в матке и печени, у 2-месячных крыс число рецепторных белков к эстра-диолу в матке было снижено к 10-м суткам на 50%, а к 180-м - на 70%.

Более выраженные изменения рецепции эстрадиола в гормонзависи-мых и гормончувствительных тканях крыс-самок зрелого возраста при более низких дозах хронического облучения, возможно, связаны с меньшей активацией репарационных систем при данной дозе облучения.

Как показывают результаты исследования, процессы восстановления эстроген-рецепторной системы в печени происходят значительно быстрее, чем в матке Вероятно, это определяется тем, что печень обладает определенной способностью репарации повреждений, которые п

других тканях ведут к интерфазной гибели паренхиматозных клета [Jackson К.L. etal.,1977]. Низкая радиочувствительность печет связана также с низкой пролиферативной активностью гепатоцитов, гистологические изменения в которых проявляются только при летальны> дозах ионизирующего излучения [Кожановская Я.К. и др., 1989].

Величины На в органах-мишенях были достоверно повышены лишь ш 3-й сутки после пролонгированного облучения в дозах 0,25 и 0.5 Гр. К -10- и 30-м суткам происходило их восст шовление до уровня значений. характерных для интактных животных.

Концентрация эстрадиола в крови была ниже контроля в средне* на 3535 в течение всего периода исследований. Ядерная акцепция эст-роген-рецепторных комплексов также была снижена, возможно, из-зё посттрансляционных модификаций рецепторов или изменения их взаимоотношений с низкомолекулярными регуляторами активации, хотя более вероятна связь с непосредственным изменением рецепторных белков.

Облучение крыс, вызванное введением ,311 (2.5 МБк/кг) и 131Cs (1,6 МБк/кг) также оказывало деструктивное действие на систему рецепции эстрогенов (табл 1).

Установлено, что через 1 и 3 мес, когда поглощенная доза внутреннего облучения на щитовидную железу (Щ8) после введения 1311 составляла 94,7 Гр. число цитоплазматических РЭ в матке уменьшалось примерно в 10 раз, в печени - в 2 раза. Сниженное их количество оставалось на протяжении всего периода исследований. Так. к 12-му мес после воздействия облучения уровень рецепторов в цитозоле матки был на 63% ниже по сравнению с контролем, в печени - на 47SS.

В случае инкорпорации 137Cs в первые 6 мес после облучения наблюдалось увеличение числа цитозольных рецепторов в органах-мишенях. Данный эффект свидетельствует в пользу точки зрения о частичном блокировании процессов транслокации цитозольных стероид-рецеп-торных комплексов в ядра клеток тканей-мишеней и, как следствие, снииение способности хроматина связывать гормон-рецепторные комплексы при их поступлении в ядро из цитоплазмы [Попов Е.Г.,1987; Конопля Е.Ф.и др.1994]. Через 12 мес после облучения, то есть к 18-месячному возрасту крыс отмечали резкое снижение числа цитоплазматических РЭ, соответствующее 26-28-месячному возрасту интактных животных. На основании этого можно предположить ускоренное старение половой системы организма, вызванное ионизирующим облучением.

При сочетанном введении в организм крыс-самок 131I и 13'Сз ои до отмечено достоверное снижение концентрации рецепторов эстроге нов на протяжении года.

Таблица 1.

Влияние введения ,311. ,37Сз и их сочетанного действия на содержание рецепторов эстрадиола в матке и печени крыс-самок (фмоль/мг белка)

Модель опыта Сроки после воздействия

1 мес. 6 мес. 12 мес.

матка печень матка печень матка печень

К 302.9+15.4 1 27,6+4,2 2 725,1+93. 3 3 50, 6+9, 7 61.3+6.4 48. 3+3, 4 249,8+8.1 198.7+8,6 313,8+28.3 176.4+9,8 482.5+51,7 * 48, 7+3. 0 74,7+9.5 * 40. 6+5, 3 124, 0+9,1 35,4+1,9 253, 7+48. 0 95,3+3,8 * 36, 4+2, 0 * 68, 8+6, 1 110.9+9.4 * 58.5+1.9 * 15. 1+3. 1 * 23.0+1,4

1римечания: * - статистически достоверные различия по отношению к контролю (Р<0,05); К - контроль; 1- введение 13 *1 (2,5 МБк/кг);2 - введение ,37Сэ (1.6 МБк/кг); 3 - сочетанное введение 13'I и |37Сз с вышеуказанными активностями.

Представляло интерес исследовать влияние различных доз дробно-■0 введения )37Св на изучаемые показатели. С этой целью проведены :ерии экспериментов на 2-х дозах: 16 кБк (1 кБк х 16 дней) и 80 кБк 5 кБк х 16 дней). На основании полученных данных можно сделать ледующие заключения:

- присутствует одинаковая направленность изменений рецепции строгенов в цитозолях матки и печени: подъем уровня РЭ к концу -го мес. достигающий максимума к 6-му мес, и затем (спустя 12 мес)

резкое снижение их содержания, однако в печени к концу года наб-юдалась тенденция к восстановлению нарушенных функций;

- изменения рецепции эстрогенов более выражены при суммарной ктивности |37Сз 80 кБк по сравнению с активностью 16 кБк. то есть меется дозовая зависимость;

- по степени выраженности изменений эстроген-рецепторной системы более чувствительны к действию облучения были неполовозрелые животные (2-месячные).

Выявленные эффекты можно объяснить тем, что при внутреннем облучении образуются длительное время радиотоксины и свободные радикалы. которые вызывают повреждение клеток путем инактивации одних и повышения активности других ферментов, модификации белков и их деструкции, повреждения ДНК. а также другчх молекул-мишеней [Степу-ро И.И., 1992]. В связи с деструкцией белков происходят уменьшение рецепторных мест связывания, а также обусловленное этим нарушение механизма транслокации ЭРК в ядра клеток-мишеней [Попов Е.Г.,1987].

При сравнении действия внутреннего и внешнего т-облучения на изучаемую систему крыс-самок необходимо отметить, что внутреннее облучение в дозе 0.15-0.26 Гр приводило к более выраженным изменениям в эстроген-рецепторной системе органов-мишеней , чем внешнее ,-облучение в дозах 0,25-1,0 Гр. Установленные различия в степени проявления повреждающего действия ионизирующего излучения, вероятно, связаны с характером распределения лучевых нагрузок на внутри-органном и внутриклеточном уровнях [Лягинская A.M..1989].

Представлялось важным оценить сочетание различных видов облучения (табл. 2). В этом плане изучены эффекты однократного введения 1311 (2,5 МБк/кг) на фоне острого внешнего т-облучения (0.5 Гр); однократного введения l37Cs (1,6 МБк/кг) на фоне острого внешнего т-облучения (0.5 Гр) и сочетанного воздействия этих 3-х факторов на состояние цитоплазматической рецепции эстрадиола! в гормонокомпе-тентных органах крыс.

При сочетанном действии на организм крыс ,311 и внешнего т-об-лучения мы наблюдали эффект снижения концентрации рецепторов эстра-диола в течение 1-го мес. К концу 12 мес уровень их содержания в матке был близок к контрольным значениям, а для печени - несколько выше, в то время как введение только 13'I вызывало более длительное угнетение рецепторной системы эстрогенов (и через 12 мес не происходило восстановления нарушенной функции). Возможно, при более сильном воздействии (сочетание 1311 и внешнего облучения) в организме включались репарационные и компенсаторные механизмы и к.концу 1-го года уже отмечалось восстановление нарушенных функций. Это один из парадоксов комбинированного воздействия радиационных факто-

ров. пока еще трудно объяснимый [Филиппова Л. Г. и др.,1983; Заполь-ская H.A. и др.,1982]. Нельзя исключиь. что это увеличение могло в последующем (позднее года) нарастать и оказаться в этой степени негативным. как и снижение.

Таблица 2.

Комбинированное действие l3lI. ,37Cs и острого внешнего т-облучения на состояние цитозольной рецепции эстрадиола в матке и печени крыс-самок (фмоль/мг белка)

Модель опыта Сроки после воздействия

' 3 мес. 12 мес.

матка печень матка печень

Контроль 1 2 3 313.8+28,3 * 158.1+23.2 * 51,7+4,4 * 126.3+21,2 74.7+6,4 26.4+3,8 17,3+1.5 38,9+4.0 253,7+48. 0 244.9+4,8 * 23.1+12.3 * 20,4+5, 6 110,9+17.3 130, 0+9,1 113,2+17.1 * 16,6+1.8

Примечания: * - статистически достоверные различия по отношению к контролю (Р<0,05); К - контроль; 1- введение 13,1 (2.5 МБк/кг) + внешнее острое ^-облучение (0,5 Гр); 2 - введение !ЗТСз (1.6 МБк/кг) + внешнее острое облучение (0.5 Гр); 3 - комбинированное действие ,311. 137Сз и внешнего" острого ,-облучения.

Комбинированное действие инкорпорированного ,37Сз и внешнего острого облучения вызывало снижение содержания РЭ уже к 3-му мес после воздействия (в матке - на 83%. в печени - на 77%). К концу года наблюдали в печени их восстановление до контрольного уровня, а в матке происходило дальнейшее снижение (примерно в 10 раз).

Поскольку, нами было установлено, что инкорпорированный ,37Сз в течение первых 6 мес после воздействия вызывал увеличение числа рецепторов эстрогенов, а внешнее острое ,-облучение в дозе 0.5 Гр. наоборот, снижало их уровень, то можно предположить, что биологический эффект, полученный при комбинированном воздействии |37Сз и внешнего ,-облучения в ранние сроки определяется преимущественно внешним облучением. При внутреннем облучении скорость формирования

дозы при поступлении в организм радионуклидов растягивается во времени, и биологические эффекты возникают относительно поздно по сравнению с внешним облучением.

В случае комбинированного воздействия облучения (|.3,1, 137Сз и внешнее ^-облучение) наблюдалось стойкое угнетение системы цито-зольной рецепции эстрадиола в органах-мишенях на протяжении года.

Концентрация эстрадиола в крови крыс при комбинированном воздействии 13,1. ,37Сз и внешнего облучения через 3 мес повышалась, а к концу 12 мес снижалась по сравнению с контролем в 3-5 раз.

Анализируя полученные данные, необходимо отметить, что изменения в сторону снижения рецепторных белков для эстрогенов прогрессировали с увеличением срока после комбинированного воздействия ионизирующей радиации и носили более выраженный и стойкий характер при сочетании нескольких источников излучения.

Представлялось весьма актуальным оценить риск радиационного воздействия на живой организм условий радиоактивного загрязнения окружающей среда и хронического облучения в малых дозах. В наших экспериментах животные в течение 6'мес находились на загрязненных радионуклидами территориях (поглощенная доза от 7; ЗхЮ-3 до 2,3х Ю-1 Гр), а также питались загрязненным радионуклидами кормом (при этом за одни сутки в организм крысы поступало в среднем 20 Бк 137С$). Поглощенная доза внутреннего облучения после 2-х мес потребления загрязненного радионуклидами корма составила 7,3x10-* Гр, а после 6-ти иес - 2,9х10-3 Гр. Для более объективной оценки последствий радиоэкологической ситуации, которая сложилась во многих районах Беларуси, необходимо было учесть наличие йодного периода в первые месяцы после аварии, В связи с этим у животных вызывали гипофункцию ЩЖ путем инкорпорации 13,1 в дозе 2,5 МБк/кг, основная доза внутреннего облучения на ЩЖ от которого (94,7 Гр), была сформирована в 1-й месяц после введения радионуклида. .

Установлено, что 6-месячное содержание животных с нормальной функцией ЩЖ в условиях радиоактивного загрязнения местности приводило к увеличению РЭ в тканях-мишенях крыс-самок (в 2-4 раза). У животных с вызванной предварительно гипофункцией ЩЖ уровень рецепторов эстрогенов в цитозоле матки и печени, наоборот, снижался (в 4-6 раз по сравнению с контролем). Величины же Ка рецепторов эотра-диола к гормону в группе животных с нормальной функцией ЩЖ снижены

на 15-20%. в группе животных с гипофункцией ЩЖ - повышены на 40-50%. Таким образом, изменения в системе рецепции эстрогенов имеют разнонаправленный характер в зависимости от функции ЩЖ. которой отводится большая роль в функционировании эндокринной системы. Показано. что ее удаление приводит к дегенерационным процессам в яичниках и прекращению овуляции [Ткачук В. А. ,1983].

С целью оценки последствий нарушения изучаемой системы проведены эксперименты, в которых предусмотрено создание радиоиндуциро-ванной 131I гипофункции ЩЖ у крыс-самок 1-й 3-месячного возраста, которых спустя 2 мес спаривали с интактными самцами. В эксперимент брали крыс-самок 1-го поколения. Установлено, что в 2-месячном возрасте у этих животных концентрация рецепторов эстрадиола была повышена в матке и печени примерно в 2 раза. Через 6 мес (в 8-месячном возрасте) у крыс-потомков содержание РЭ снижалось, но все еще превышало контрольные значения. Величины константы ассоциации были в пределах контрольных значений на всех этапах исследования.

Из данных литературы известно [Дедов В.И. с соавт..1987], что при сравнительно низких дозах облучения (0,5 Гр в среднем на все тело) могут наблюдаться стойкие нарушения функционирования нсйроэн-докринной системы у потомков. Эти нарушения в последующем приводили к развитию таких неблагоприятных последствий, как угнетение адаптивных и репаративных процессов репродуктивной функции у самцов и развитию гормонзависимых опухолей у самок. Таким образом, мы можем предположить, что установленное нарушение рецепции эстрогенов у потомков может впоследствии существенно сказаться на состоянии их репродуктивной функции.

У 1-го поколения крыс, родившихся у самок, которые в течение 1-го мес содержались в радиоактивно загрязенной зоне (мощность дозы - 20 мР/ч, суммарная доза внешнего и внутреннего облучения - 0.23 Гр), также были отмечены изменения в эстроген-рецепторной системе, которые выражались в увеличении числа рецепторных мест связывания эстрадиола в органах-мишенях потомков 3-месячного возраста в среднем на 20%, которое у 6-месячных крыс (т.е. через 3 мес после первой серии опытов) снижалось в среднем на 35%. Концентрация эстрада ола в крови у 3-месячных животных была снижена, а затем (у 6-месячных) увеличивалась, превышая контрольный уровень. Было обнаружено также снижение способности акцепции эстроген-рецепторных комплексов

ядрами гепатоцитов в среднем на 15%.

При сравнении степени изменений эстрадиол-рецепторной системы у потомков, полученных от крыс-самок, подвергавшихся только воздействию неблагоприятной радиационной обстановки, и потомков крыс-самок, которым вводился 13,1. отмечаем, что более выраженные эффекты наблюдаются во втором случае. Это, вероятно, объясняется тем. что репродуктивная система взаимосвязана с щитовидной келезой и нарушения в функционировании последней имеют выраженное влияние на функцию репродутивной системы. Выявленный факт свидетельствует, что имевший место на начальном этапе йодный период мог значительно изменить радиочувствительность организма к последующему облучению.

Таким образом, облучение животных, независимо от его характера, вызывает нарушение функционирования системы рецепторов эстрогенов в тканях различной гормон- и радиочувствительности, эффект которого сохраняется длительное время и определяется рядом факторов - возрастом. состоянием функции эндокринной системы, видом облучения и т.д. Важным является тот факт, что получены сходные результаты как в модельных экспериментах по введению животным радионуклидов, так и в тех экспериментах, где животные длительное время Потребляли загрязненный радионуклидами корм,а также находились в зоне жесткого радиационного контроля. Результаты нашей работы подтверждают определяющую роль радиационного фактора при формировании изменений в системе рецепции эстрогенов у животных," находившихся в зоне с повышенным радиационным фоном. Последнее представляется важным для оценки последствий катастрофы на ЧАЭС в понимании механизмов эндокринных нарушений в живом организме.

выводы

1. Внешнее острое гамма-облучение в дозах 0,5 и 1,0 Гр вызывает в цитоплазме клеток гормонокомпетентных органов (матка и печень) самок крыс количественные и качественные дозозависимые изменения эстроген-рецепторного взаимодействия, проявляющиеся в увеличении константы ассоциации гормона к рецептору, уменьшении мест специфического связывания эстрадиола и снижении акцепции цитбзольных эот-роген-рецепторных комплексов ядрами гепатоцитов.

2. Хроническое внешнее гамма-облучение в дозах 0,25; 0.5 и 1,0 Гр в отличие от острого приводит к увеличению концентрации рецепто-

ров эстрогенов. Более значительные изменения при дозе 0.25 Гр, возможно. связаны с меньшей активацией репарационных систем при данной дозе облучения.

3. Степень изменений эстроген-рецепторного взаимодействия в матке и печени при действии малых доз внешнего острого и хронического облучения более выражена у неполовозрелых животных, чем у взрослых, что указывает на большую их радиочувствительность.

4. Гормонзависимые органы (матка) претерпевают более существенные изменения эстроген-рецепторной системы при облучении в малых дозах, чем гормончувствительные органы (печень).

5. Внутреннее облучение инкорпорированными 13,1 (500 кБк) и 137Сз (320 кБк) в отдельности и совместно, а также в сочетании их с внешним облучением вызывает в различной степени угнетение функции эстроген-рецепторного аппарата в матке и печени, последствия которого сохраняются на протяжении длительного времени после облучения. Наиболее выраженные нарушения наблюдаются при комбинированном действии 1311. 137Сз и внешнего гамма-облучения.

6. Содержание животных в зоне кесткого контроля, равным образом как и потребление ими загрязненных радионуклидами кормов, вызывает однотипные изменения концентрации рецепторов эстрогенов в матке и печени молодых и зрелых животных, особенно значимые в отдаленные сроки и у молодых животных.

7. Гипофункция щитовидной железы, вызванная инкорпорацией 13'I. оказывает существенное влияние на состояние эстроген-рецеп-торной системы у потомков I поколения, полученных от облученных крыс-самок. Происходящие изменения затрагивают все звенья механизма действия гормонов на периферии - уровень эстрогенов в крови, взаимодействие с цитопалзматическими рецепторами и транслокацию гор-мон-рецепторных комплексов в ядро, что может оказать влияние на становление и функцию репродуктивной системы.

список РАБОТ. ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО теме диссертации

1. Наумов А.Д., Сечко Л.К. Эстроген-белковые взаимодействия экспериментальных животных в районах с повышенным радиоактивным фоном // Республ. научно-практич. конф. по радиобиологии и радиоэкологии: Тез. докл. - Минск. 1988. - С. 126.

2. Конопля Е.Ф., Гаврилин М. А.. Лукша Г.Л., Наумов А.Д., Попов Е.Г., Сечко Л.К. Уровень и рецепция стероидных гормонов при действии малых доз ионизирующего излучения (внешнего, внутреннего и комбинированного) //Молекулярные механизмы хронического (внешнего и внутреннего) действия ионизирующих излучений на биологические системы: Тез. докл. 1 Всес. симп.- 1990. - С. 61.

3. Конопля Е.Ф., Лукша Г. Л., Гаврилин М.А., Сечко Л. К. Влияние радиоэкологической обстановки, которая сложилась в Беларуси, на механизмы действия стероидных гормонов в организме // ВесЩ АНБ. Сер. б1ял.навук.-1992. - N 3-4. - С. 66-71.

4. Сечко Л.К., Наумов А.Д. Влияние гипофункции щитовидной железы на механизмы регуляции . эстроген-прогестиновой системы в потомстве крыс // Радиобиол. съезд: Тез. докл. - Киев,1993. - С. 97.

5. Наумов А.Д., Сечко Л.К. Половые стероидные гормоны, их содержание и рецепция в условиях действия ионизирующего излучения // Чернобыльская катастрофа: прогноз, профилактика, лечение и меди-копсихологическая реабилитация пострадавших: Тез. докл. научн. конф,- Минск, 1994. - С. 123-124.

6. Konoplya E.F., Popoff E.H., Sechko L.K. Radiation Influence upon mechanisms of sex steroid hormone receptlon//Radloblologlcal consequences of nuclear accidents: Proc. of 2 nd International Conference. - Moskow, 1994. - P. 117-118.

7. Наумов А.Д., Сечко Л.К. Состояние рецепторной системы стероидов в отдаленные сроки после воздействия йода-131 //Чернобыльская катастрофа: прогноз, профилактика, лечение и медикопсихологи-ческая реабилитация пострадавших: Тез. докл.IV Междунар. конф.-Минск, 1995. - С. 185-186.

8. Сечко Л.К., Наумов А.Д. Цитоплазматическая рецепция эстра-диола в клетках печени и матки крыс-самок при внешнем гамма-облучении // ВесЩ АНБ. Сер. 61ЯЛ. навук. - 1996. - N 3.

9. Сечко Л.К. Влияние внешнего хронического гамма-облучения в малых дозах на состояние цитозольной рецепции эстрадиола в гормон-зависимых и гормончувствительных органах крыс-самок //Десять лет после Чернобыльской катастрофы (научные аспекты проблемы): Тез. докл. Научн. конф,- Минск, 1996. - с. 267.

17

резюме

СЕЧКО Людмила Константиновна. Рецепция эстрогенов в различных гормонокомпетентных тканях организма крыс-самок при малых дозах внешнего и внутреннего гамма-облучения.

Ключевые слова: эстрадиол, цитозоль. рецепция, эстроген-рецепторная система, эстроген-рецепторный комплекс, ядерная акцепция, малые дозы облучения.

Объекты исследований: матка, печень и кровь крыс. Цель работы: исследование характера нарушений в механизме рецепции эстрогенов в органах с различной гормональной компетентностью на отдельных этапах реализации гормонального сигнала при малых дозах внешнего и внутреннего гамма-облучения.

Методы исследования: радиолигандный анализ, гель-фильтрация, спект-рофотометрический, статистический.

Полученные результаты и их новизна. Установлено, что внешнее гамма-облучение в дозах 0.25; 0.5 и 1,0 Гр и внутреннее (введение 1Э11 и 137Сз) в диапазоне доз 0.01-0,4 Гр как в отдельности, так и при их сочетании приводит к выраженным дозозависимым изменениям в эст-роген-рецепторном взаимодействии, которые носят количественный и качественный характер и проявляются в виде изменения числа рецеп-торнкх белков к эстрадиолу, величины константы ассоциации гормона к рецептору и снижения акцепции цитозольных эстроген-рецепторных комплексов ядрами печени крыс-самок. При внутреннем облучении изменения в рецепции эстрогенов носили более выраженный и продолжительный характер, чем при внешнем гамма-облучении. Наиболее существенные изменения проявляются при комбинированном воздействии облучения (,311 , 137Сз и внешнее гамма-облучение). Обнаружено сходство эффектов, полученных в модельных экспериментах и в условиях реально сложившейся радиационной обстановки. Установлено влияние гипофункции щитовидной железы, вызванной у крыс-родительниц введением 1311. на эстроген-рецепторную систему как у них. так и потомков 1-го поколения.

Степень использования: полученные результаты могут быть использованы при оценке состояния репродуктивной функции в клинике и эксперименте, целесообразно включить их в лекционный материал кафедр акушерства и гинекологии, патологической физиологии и радиационной медицины медицинских институтов.

Область применения: эндокринология, биохимия, радиобиология.

18

РЭЗШЕ

СЯЧКО Людм1ла Канстанц1науна. Рэцэпцыя эстрагенау у розных гармонакампетэнтных тканках арган1зиа пацукоу-самак пры малых дозах знешняга 1 унутранага гама-апраменьвання.

Ключавыя словы: эстрадыел, цытазоль, рэцепцыя, эстраген-рэцэптарная с1стэма. эстраген-рэцептарны комплекс, ядзерная акцэпцыя, малыя дозы апраменьвання.

Аб'екты доследау: матка, печань и кроу пацукоу. Мэта працы: даследаванне характару парушэнняу у механизме рэцэпцы1 эстрагенау у органах з рознай гарманальнай кампетэнтнасццю на асоб-ных этапах рэал1зацы1 гарманальнага с1гналу пры малых дозах знешне-га 1 унутранага гама-апраменьвання.

Метады даследавання: радыёл1гандны анал1з. гель-ф1льтрацыя. спект-рафатаметрычны, статыстычны.

Атрыманыя вын!к1 1 1х нав!зна. Вызначана, што знешнее гама-апра-меньванне у дозах 0.25; 0,5 1 1.0 Гр и унутранае (увядзенне 1311 1 137Сз) у дыяпазоне доз 0.01-0,4 Гр як па асобнаму, так 1 пры 1х спалучэнн! вядзе да значных дозазалежных змен у эстраген-рэцэптар-ным узаемадзеянн1, як1я маюць колькасны 1 якасны характер 1 выяуля-юцца у выглядзе змены колькасц1 рэцептарных бялкоу да эстрадыбла. вел1чын1 канстанты асацыяды1 гармона да рэцэптара 1 зн1жэння акцэп-цы1 цытазольных эстраген-рэцэптарных комплексау ядрам1 печан1 пацукоу-самак. Пры унутраным апраменьванн1 змены у рэцэпцы1 эстрагенау мел1 больш значны 1 працяглы характар, чым пры знешнем гама-апра-меньванн1. Найбольш Ютотныя змены вызначаны пры камб1наваным узд-зеянн1 апраменьвання (,3,1. 137Сз 1 знешнее гама-апраменьванне). Вызначана падобнасць эфектау, атрыманых у мадэльных экспериментах 1 ва умовах рэальна склаушагася радыяцыйнага станов1шча. Выяулен уп-лыу г1пафункцы1 шчытападобнай залозы, выкл1канай у пацукоу-мац1 увядзеннем 1311, на эстраген-рэцэптарную сЮтэму як у 1х сам1х, так 1 патомкау 1-га пакалення.

Ступень выкарыстання: атрыманыя вын1к1 могуць быць выкарастаны для ацэнк1 стану рэпрадукцыйнай функцы! у кл1н1цы 1 эксперыменце, мэ-тазгодна уключыць 1х у лекцыйны матэрыял кафедр акушэрства 1 г1не-калогП, паталаг1чнай ф1з1ялог11 1 радшщыйнай медыцыны медыцынск1х 1нст1тутау.

Гал1на выкарыстання. эндакрыналог1я, б1ях!м1я, радыёб1ялог1я.

19 SUMMARY

Sechko Lyudnila Konstantlnovna. Estrogens' reception In different hormone-competent tissues of female rats' organism at small doses of external and Internal gamma-irradiation.

Key words: estradiol, oytosol, reception, estrogen-receptor system, estrogen-receptor complex, nuclear acceptlon. small doses of Irradiation.

Objects of Investigations: uterus, liver and blood of rats. Objective: study of character of dlsturbaces in estrogens' mechanism In organs with different hormonal competence on separate stages of hormonal signal realization at small doses of external and internal gamma-Irradiation.

Research methods: radlolmmunologlcal analysis, gel-flltratlon. spectrophotometrlc. statistic.

Obtained results and their novelty. It was found that the external gamma-lrradlatlon In 0.25; 0.5, 1,0 Gy doses and the Internal one (injection of i31I and ,37Cs) In the range of doses of 0,01-0,4 Gy Doth separately and In conjunction cause expressed dose-dependent changes In the estrogen-receptor Interactions. Those changes are of quantitative and qualitative character and appear as the changes of lumber of receptor proteins to the estradiol, value of constant of lormone assotlatlon to the receptor and the decrease of acceptlon jf cytosol estrogen-receptor complexes by nuclei of liver of female -ats. The changes In the reception of estrogens were of more expressed and continuous character at the Internal gamma-irradlatlon than at the external one. The most significant changes appear under ;omblned Irradiation action (131I, ,37Cs and external gamma-lrradl-itlon). Likeness was found In the effects obtained In model expedients and In the conditions of real radiation situation. It was es-;abllshed that the hypofunctlon of thyroid, caused In rats-parents iy 13'I Injection, Influences the estrogen-receptor system both In .hemselves and In first progeny.

legree of use: the obtained results may be used In the assessment if state of reproductove function In the clinical and the experl-¡ent; they are worth-while to be Included In the lectures of chairs if obstetrics and gynecology, pathologic physiology and radiation ledlclne of medical institutes.

lelil of use: endocrinology, biochemistry, radloblology.

dbeu, ■