Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Структурно-функциональные изменения в желудочно-кишечном отделе белых крыс при комбинированном действии ионизирующего и лазерного излучения

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Структурно-функциональные изменения в желудочно-кишечном отделе белых крыс при комбинированном действии ионизирующего и лазерного излучения"

Р ~ ^ На правах рукопису

* сл :

отчич

ВІРА ПЕТРІВНА

СТРУКТУРНО-ФУНКЦІОНАЛЬНІ ЗМІНИ В ШЛУНКОВО-КИШКОВОМУ ТРАКТІ БІЛИХ ЩУРІВ ПРИ КОМБІНОВАНІЙ Дії ІОНІЗУЮЧОГО ТА ЛАЗЕРНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ

оз. 00.05 - Біофізика

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

ЛЬВІВ - 1996

ДИСЕРТАЦІЯ Є РУКОПИС

Робота виконана на кафедрі біофізики та математичних методів у біології Львівського державного університету їм. І. Франка

Наукові керівники:

доктор біологічних наук, професор Гойда о.А.

кандидат медичних наук, доцент | демків Б.Ф.

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук, професор Рибальченко В.К.

Кандидат біологічних наук.

Провідний науковий співробітник Санагурський Д. І.

Провідна установа - Відділення регуляторних систем клітини Ін-ту біохімії ім.О.П.Палладіна НАН України

Захист дисертації відбудеться “5" червня 1996 року о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 04.04.09 з біологічних наук при Львівському університеті імені Івана Франка.

Адреса: 290005 - Львів - 5, вул. Грушевського, 4

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці

Львівського державного університету Імені Івана Франка Автореферат розіслано "-/ щ/тгра£.^1996р.

Вчений секретар спеціалізованої ради К 04.

кандидат біологічних наук

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Актуальність теми. Погіршення екологічної ситуації, пов'язане із Чорнобильською аваріє», поставило перед науковцями 1 практиками яобі аспекти медико-біологічних проблем.

Пер'и за все став гостро відчутним брак інформації про піс-ляр'їдіаційне відновлення клітин і тканин, хоча це -питання маз пряме відношення до загальнобіологічної проблеми репарації тка-ниннних пошкоджень.

Як відомо (Москальов, 1991; Барабой. 1993; Самойлов, Казаков. 1995/, після опромінення тварин іонізуючою радіацією наступають значні порушення білкового синтезу в клітинах, внаслідок пошкодження основних молекулярних механізмів Функціонування системи ДНК-РКК-білок, а такоя зміни структурної організації ліпідних 1 білкових компонентів мембран. Паралельно проходить зміщення стаціонарного рівня перекисного окислення ліпідів (ПОЛ) (Гончаренко, Кудряшов. 1980; верхогляд и др., 1992; Алехина. Дро-бинская. 29ЭЗ; Галицкий, Заводник, 1993), що веде до поглиблення структурно-функціональної трансформації мембранних комплексів клітин опромінених тварин.

Ось чому пошуки засобів, які активують репаративні процеси в клітинах та органах, підданих дії іонізуючого випромінювання, мають важлигз значення як для теоретичної біології, так і для практичної медицини. Вчені виявили (Гамалея и др.. 1983; Гончарова и др., 1994; Демків 1 ін., 1995; Лупырь. Трояник и др..

1995). що лазерне випромінювання має яскраво виражену стимулюючу та репаоатиЕну дію при пошкодженні різними патогенними факторами тканин.а також підвищує резистентність клітин до дії екстремаль-

- 2 - . них факторів зовнішнього середовища.

Незважаючи на високий рівень провалених досліджень, багато фактів до цього часу не знайшли глибокого теоретичного узагальнення з мет-'ю їх практичного застосування. При знанні природ;’, сили, тривалості 1 послідовності включення репаративних процес ів на певних фазах циркадного ритму, можна з великою ймовірністю прогнозувати ефект комбінованої дії кількох діючих факторів, ие дає підставу вважати перспективним застосування різних комбінацій лазерного та іонізуючого випромінювань з метою з'яс'/ванкя радіопротекторних та потенціальних репаративних ефектів такого поєднання. Ось чому ми вважаємо обгрунтованим вибір осневногс напрямку досліджень у даній роботі; , ,

Мета і завдання досліджень. Мета роботи полягала б комплексному дослідженні змін мікроструктурної організації тканин травногс. :ракту та вмісту в них нуклеїнових кислот (ДКК, РНК) і сумарного білка, а також рівня перекисного окислення ліпідів та каталазної активності крові та печінки, щоб на підставі одержаних даних з’ясувати характерні особливості структурно-функціональних зрушень у” тканинах як при осібній, так 1 комбіновані;' дії іонізуючого та лазерного, випромінювань. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні завдання:

1) вивчити мікроструктурну органїзаи-:' тканин нативних ор-

ганів (печінки, шлунку та дванадцятипалої кішки) за умов планованого експерименту; .. .

2) встановити кількісні гістохімічні зміни в макрострукту-

рах досліджуваних органів (вміст нуклеїнових кислот 1 сумарного білка); ■ '

3) дослідити вплив рентгенівського випромінювання на проце-■г;: проліферації у клітинах досліджуваних органів;

- з -

4) з'ясувати характер біологічної дії низькоенергетичного лазерного випромінювання на тканини досліджуваних органів;

5) дослідити ультраструктурні зміни в клітинах печінки, шлунка та дванадцятипалої кишки під впливом рентгенівського випромінювання;

6) вивчити можливість репарації променевого ушкодження тканин досліджуваних органів при комбінованій дії іонізушчого та лазерного випромінювань.-

Наукова новизна отриманих даних'. Вперше на тканинах досліджуваних органів білих щурів вивчено ультраструктурні та гістохімічні ефекти комбінованої дії іонізуючого та лазерного випромінювання, цо свідчать про радіопротекторну функцію лазерного вип-ромінюання, внаслідок чого встановлено такі факти:

1. Отримані нові дані про процеси проліферації 1 диференціації епітеліальних клітин слизових оболонок шлунка 1 кишківника опромінених тварин.

'і. Виявлено кількісні гістохімічні зміни вмісту нуклеїнових кислот 1 сумарного білка в клітинах печінки та клітинах слизових оболонок шлунково-кишкового тракту цих тварин.

3. Локазано. як ці морфологічні зміни впливають на Фуннціо-кальний стан-органів, що поглиблює інформацію про механізми радіаційного ушкодження органів шлунково-кишкового тракту.

4. Встановлено,що лазерне випромінювання при питомій активності енергії 0,648 Дж/см2 активус систему ДНК-РНК-білок в клітинах печінки та клітинах слизової оболонки шлунково-кишкового тракту. .

5. Виявлено Інгібуючу дів монохроматичного червоного світла на перекисне окислення ліпідів в досліджуваних тканинах.

Науково-ппактичча цінність поботи. Отримані дані лспс2к:-:-;ть

і уточнюють відомості про характер розвитку гістохімічних змін при опроміненні організму рентгенівськими променями. Вони вносять нові аспекти щодо вивчення механізмів розвитку променевої патології клітин епітеліального шару.

Результати проведених досліджень значно розширюють уявлення про механізм комбінованої дії Іонізуючого та лазерного випромінювання на біосинтетичні процеси та перекисне окислення ліпідів.

теоретичного обгрунтування рекомендацій щодо профілактики' та лікування променевого ураження організму.

Аггообанір роботи: Основні матеріали дисертації доповідалися на: І з'їзді .українського біофізичного товариства (Київ. 1994); Всеукраїнській конференції з фізіології 1 біохімії тварин (Львів, 1994); Ювілейній конференції анатомів, гістологів, ембріологів (Львів, і995); Всеукраїнському з'їзді радіобіологів (Дніп- ■ ропетровськ, 1995); щорічних наукових конференціях Львівського університету (Львів, 1990-1995); засіданні кафедри біофізики та математичних методів у біології Львівського державного університету в червні 1995. року.

Матеріали дисертації висвітлені в семи публікаціях.

Структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, огляду літератури, опису методів досліджень та отриманих результатів, їх обговорення, висновків 1 списку літературилМ&азв). Праця має сторінок. 18 таблиць у додатку, 2 схеми та 40 малюнків.

Декларація особистого внеску дисертанта. Дослідження виконане дисертантом повністю 1 самостійно. Аналіз одержаних результатів проведено спільно з науковими керівниками.

МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ.

Експерименти проводились на лабораторних щурах вагою 180-250 г. які утримувались на віварному раціоні 1 були розділені на три трупи.Першу групу тварин опромінювали рентгенівськими променями на апараті РУМ-17. Умови опромінення: Інтенсивність

доз;: 5.2 мКл/кг в хвилину, напруга на променевій трубці 180 кУ, сила струму 11 шА, фільтр - 0,5 Си + 1,0 А1, Фокусна відстань до середини тіла тварин - 72см.експозиційні дози - 25,8 мКл/кг та 258 мКл/кг (мінімально летальна доза ЛД 50/30).

Другу групу тварин піддавали дії ккзькоенергегичногс* лазерного випромінювання (НЕЛВ) з допомогою лазера ЛГ-126. Умови опромінення: довжина хвилі лазерного променя рівна 0,633 А0, по-

тужність лазера 3,6 мВт. відстань між лазером 1 досліджуваними органами 33 см. У цієї групи тварин під ефірним наркозом розрізали шкіру черевної порожнини і опромінювали досліджувані органи (печінку, шлунок та дванадцятипалу кишку) протягом 1хв., Зхв., 5хв. (питома активність енергії відповідно 0,216 Дж/см2; 0,648 Дж/см2 та 1,080 Дж/см2).

Третю групу тварин опромінювали рентгенівськими променями в дозах 25.8 мКл/кг та 258 мКл/кг. Для.вивчення післядії НЕЛВ під ефірним наркозом розрізали шкіру черевної порожнини 1 опромінювали досліджувані органи при питомій активності енергії 0,648 Дж/см2. Проби потрібних тканин відбирали після декапітації тєа-рин на 1. З, 5, 7 добу після опромінення. •

Для ультраструктурних і гістохімічних досліджень в усіх тварин відсікали кусочки печінки, шлунку та дванадцятипалої киски 1 виготовляли постійні препарати (Волкова, Елецкий. 1982), ульгратонкі зрізи за методом (Раїаде. 1952). Постійні препарати

- 6 - . фарбували за методом Фельгена. Браше та Мезія (Пірс. 1962).

Інтенсивність перекисного окислення ліпідів у гомогенатах печінки та сироватці крові оцінювали за вмістом первинних продуктів цього процесу - дієнових кон’югатів і одного із кінцевих метаболітів - малонового даальдегіду (МДА) за методикою Тимирбу-латова 1 Селєзньова (1981). Стан антиоксидантної системи печінки та сироватки крові вивчали за активністю каталази (методика Ко-ролюка в модифікації Мартинюк. Тимочка та їй.. 1988).

Виготовлені постійні гістологічні препарати взятих тканин досліджували цитофотометричним методом. Кількісне визначення вмісту ДНК проводили при довжині ХВИЛІ А- 536. 570 нм. РНК

-при X - 555 нм. сумарного білка - при А - 590 нм. з кожного препарату знімали по 20 замірів. Вміст ядерної ДНК. цитоплазматичної РНК 1 сумарного білка визначали в умовних одиницях.

■ Умовні одиниці для ДНК - оптична густина зафарбованої ДНК. помножена на площу ядер. Умовні одиниці для РНК і білків - оп-тіта густина зафарбованих РНК і білків в цитозолі клітини.

Контролем служили інтактні щурі. Достовірність визначали за допомогою коефіцієнта Стьюдента. Статистичну обробку •отриманих даних проводили на ЕОМ СМ-4 та комп’ютері ІВМ з використанням пакету прикладних програм БТАТОЙАР. ■

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Вплив рентгенівського випромінювання на вміст нуклеїнових кислот та сумарного білка в клітинах печінки. слизової оболонки і'Луккп та дванадцятипалої кишки білих щурів. .

Опромінення тварин в дозах 25,8 мКл/кг та 258 мКЛ/кг викликає клГ:ке в усі терміни досліджень статистично достовірне (р > 0.і*?) зниження вмісту ядерної ДНК. цитоплазматичної РНК та су-хлркого сілка в досліджуваних органах порівняно з контрольною

' . - 7 - ,

групою тварин. При цьому слід відзначити, що на 5-ту добу експерименту у тварин опромінених рентгенівськими променями в дозі 25.8 мКл/кг спостерігається незначне підвищення вмісту досліджуваних компонентів порівняно з попередньою 3-ю добою.

Очевидно, ці зміни зумовлені запуском механізмів адаптації або активацією репараційних систем опромінених тварин. Активація синтезу нуклеїнових кислот розвивається, як відомо, у відповідь на вплив найрізноманітніших факторів (Василенко, 1993: Владимиров. Деев. 1993). ' ' ■ '

Показано, що посилення функцій органу 1 системи закономірно тягне за собою активацію біосинтезу нуклеїнових кислот 1 білків.

У відповідь на вимоги середовища зростає Функціонування систем, відповідальних за адаптацію, тому власне там вперше розвивається активація біосинтезу нуклеїнових кислот і білків.

При опроміненні тварин іонізуючою радіацією в дозі 258 мК-іукг нами відмічено зниження вмісту досліджуваних компонентів протягом усього експерименту, що дає змогу зробити висновок про відсутність постсгресорної активації. Очевидно, що опромінення тваринного організму.рентгенівськими променями в дозі 256 мКл/кг веде до швидкогогиключення захисних та адаптивних механізмів.

Отримані нами дані узгоджуються Із висновками таких дослідників як Барабой,- Дзятковская (1990): Самойлов, Казаков (1995)

про те. що Іонізуюче випромінювання викликає патоморфологічні зміни в печінці, шлунку та дванадцятипалій кишці, порушення в них вмісту нуклеїнових кислот (ДНК. РНК) та сумарного білка, а також викликає патологічні зміни мембранних компонентів завдяки ініціації перекисного окислення ліпідів (Абакулов, Галицкий. 1993; Алехина, Дробинская. 1993).

- 8 - , Дія низькоенергетичного лазерного випромінювання на вміст нуклеїнових кислот та сумарного білка в клітинах печінки, шлунка та.дванадцятипалої, кишки..

В ході досліджень встановлено, що при експозиції іхв., з хв.

1 5хв. та відповідно при питомій активності енергії 0,216 Ла/см2, 0,648 Дк/ск2 та 1,080 Дж/см2 морфологічні зміни в печінці та шлунково-кишковому тракті характеризуються посиленням проліферації сполучнотканинних клітин. Стимулюючу дію низькоенергетичного гелій-неонового випромінювання на проліферативну діяльність клітин виявлено в діапазоні питомих активностей енергії від 0,648 Дж/см2 до 1.080 Дг/см2. Оптимальний ефект відмічається при питомій активності енергії 0.648 Дж/см2 (р > 0,999), табл. і.

Аналізуючи отримані результати про вплив низькоенергетачно-го лазерного, випромінювання на клітии досліджуваних органів слід відмітити збільшення вмісту ядерної ДНК, цитоплазматичної РНК та сумарного білка, при наростанні питомої активності енергії від 0,216 Дж/см2 до 1,080 Дж/см2. Найбільша стимулююча дія НЕЛВ на проліферативну активність клітин досліджуваних органів виявлена при питомій активності енергії 0,648 Дж/см2 (р > 0,99). Збільшення часу експозиції до 5-ти хвилин (питома активність енергії І.080 Дж/см2) приводить до деякого зниження ядерної ДНК. цитоплазматичної РНК та сумарного білка порівняно з 3-х хвилинним опроміненням. .

Отеє, лазерне випромінювання підвищує метаболічну активність в клітинах досліджуваних органів. Найбільш чутливим до дії низькоенергетичного лазерного випромінювання є клітини швидкоп-рслцеругчіїх тканин епітелію та еритроцити (Лупирь, Трояник. і??5>. Гидкість репаративних змін в них залежить від стану ор-

. Таблиця і.

Вміст нуклеїнових кислот 1 сумарного білка (умовні одиниці) в клітинах печінки, шлунка та дванадцятипалої кишки білих щурів, опромінених червоним світлом низькоенергетичного гелій-неонового лазера (п=6). ■

1 ' Група і і і Дослід-і " "1 Доза | Печінка і 1 "■ 1 і І Шлунок 1 і Дванадцятипала 1

тварин 1 жувані 1 опромі- 1 1 І кишка 1

І компо- І нення 1 1 1

1 ненти | 1 1 (Дж/см** 1 М ± м 1 Мім 1 І { Мім |

К 1 г 1 ДНК і' — 1 32.0 £ 0.3 1 1 1 34.8 ± 0.3# і 33,4 ± 0.6 |

Опр. 1 1 0.216 | 34. 1 і 0.3* І 36.1 ± 0.4* І 35.9 і 0.4 |

Опр. 1 1 0.648 І 35.4 1 0,5* 1 37.7 ± 0.4'* І 37,5 ±0,4* |

Опр. І 1 і і 1.080 1 і 32,8 і 0,4 І 34.7 ± 0.4 1 і і 33.5 і 0.3 1

К 1 1 1 РНК І 1 31,8 ± 0,6 1 1 І 37,2 ± 0.3 1 31.7 і 0.5 . І

Опр. 1 1 0.216 | 35,2 ± 0.4 І 42,7 ± 0.3* { 36.5 ± 0.4 І

Опр. . 1 1 0.648 | 41,8 ± 0,5* 1 49.1 ± 0. 5* 1 42.0 ±0.5* |

Опр. 1 1 1 1 1,080 І і 30,7 і 0,6 1 36,5 ± 0.4 1 і І 30,7 ± 0.4 |

К 1 1 І сумар- 1 1 21.5 ± 0,3 1 1 1 28,5 ± 0.3 1 25.5 і 0.3 І

Опр. 1 ний 1 0.216 | 25,2 і 0,4 І 26,5 ± 0.6 1 29.0 ± 0.4 |

Опр. 1 білок 1 0,648 І 31,2 ± 0.5* І 28,7 ± 0.4* 1 30,7 + 0,4* |

Опр. і 1 1 і і 1.080 І 1 20,7 ±0,6 І 24,7 і 0.2 1 ■ і 27,3 і 0.6 І 1

* - достовірні зміни викликані Опроміненням в порівнянні з контролем (р>0.999).

ганел та часу експозиції.

Оптимального ефекту лазерного опромінення, що максимально збільшує вміст нуклеїнових кислот та сумарного білка в клітинах печінки, шлунка та дванадцятипалої кишки, ми досягали при питомій активності енергії 0,648 Дж/см2.

Комбінована дія іонізуючого та лазерного випромінювання на вміст нуклеїнових кислот та сумарного білка в клітинах печінки., шлунка та дванадцятипалої кишки У цій серії експериментів було досліджено комбіновану дію Іонізуючого та лазерного випромінювання на вміст нуклеїнових кислот та сумарного білка в клітинах досліджуваних органів білих щурів. Комбінований вплив вищезгаданих факторів поки що мало досліджений. . ' ' '

Опромінення ґелій-неоновим лазером тварин, попередньо підданих рентгенівським променям в дозі 25,8 мКл/кг, веде до збільшення вмісту' досліджуваних компонентів. Найбільш достовірне зростання досліджуваних компонентів спостерігається на 5 добу у всіх досліджуваних органах (табл.2).

Післядія гелій-неонового лазерного проміння при питомій активності енергії 0.648 Дж/см2 має стимулюючий вплив на вказані компоненти, а післядія НЕЛВ на опромінені іонізуючою радіацією в дозі 258 мКл/кг досліджувані органи не спричиняла жодного стимулюючого впливу на біосинтез ДНК. РНК та сумарного білка. Очевидно. пошкодження, викликані рентгенівськими променями у високій дозі є настільки глибокими, що низькоенергетичне лазерне випро-яіна&анкя не компенсувало їх репаративними процесами.

Таблицй 2.

Вміст нуклеїнових кислот 1 сумарного білка в клітинах печінки, слизової оболонки шлунка та дванадцятипалої кишки білих щурів, опромінених рентгенівськими променями в дозі 25,8 мКл/кг та післядії НЕЛВ при питомій активності ерергії 0,648 Дж/см2 на попередньо опромінені досліджувані органи (п = 6). .

Група тварин Дослі- джува- ні компо- ненти Час після опромінення в добах Печінка . Шлунок Дванадцятипала • кишка

Дія іонізуючого випромінювання. М ± м Дія НЕЛВ на попередньо опромінену пе чінку М ± м Дія Іонізуючого випромінювання м ± м Дія НЕЛВ на попередньо опромінений шлунок М 4 м Дія іонізуючого випромінювання . М ± м Дія НЕЛВ на попередньо опромінену дванадцятипалу кишку М ± м

к днк _ 32,0 і 0.3 32,0 + 0.3 34.1 4 0,3 34.1 ±'0,3 33.4 4 0.3 33.4 4 0,3

Опр. і 30.0 4 0.4* 31,2 + 0.2“ 32.1 ± 0,2* 33.5 і 0.4” 31.2 ± 0.4* 32,8 4 0,3”

Опр. 3 27,3 4 0,4* 28,5 + 0.4 30,9 ± 0.6* 32.3 4 0.4 30. 5 4 0.4* 31,5 4 0.5

Опр. 5 29,2 і 0.4* 30,6 + 0,4** 31,6 ± 0.7* 33,9 4 0,4” 32.4 4 0.3* .33,2 4 0.2”

Опр. 7 25.3 і 0.7* 26,2 + 0.5 29.6 4 0,4* 30,8 4 0,3* 28.1 4 0.4* 29,5 4 0,3”

К РНК - 31,8 ± 0,3 31,8 + 0.3 37,2 4 0,3 37,2 4 0,3 31.7 ± 0.3 31.7 ±0.5

опр. 1 30,6 і 0.4* 31.6 + 0.5 34.2 4 0,6* 35,6 4 0.4 30.3 4 0.4* 31.0 4 0,3

опр. 3 29,5 ± 0,4* 30.4 +■ 0.4 32,6 і 0,4* 33.6 4 0.4 29.4 4 0.5* 30,8 4 0.3”

Опр. 5 30,5 ±0,3 31.1 + 0.3” 33.1 4 0.4* 35.8 ± 0.3* * 30.2 ± 0.4* 31,5 ±. 0.2”

Опр. 7 28,0 4 0,5* 29,4 ♦ 0,2 Зі, 9 ± 0.5* 33.1 4 0,3 27.6 ± 0.4* 29,8 ± 0.4”

к сумар- _ 21,5 ±0.3 21.5 + 0,3 23.5 ±0.3 23.5 ± 0. 3 25,5 ±0.3 25,5 4 0.3

Опр. ний 1 20.0 ± 0.5* 20.9 + 0,4 21.6 4 0.4* 22,3 4 0,4 23.2 ± 0.5* 24,1 ±0.4

Опр. білок 3 17,1 ± 0,4* 18.5 + 0,3” 18.9 ± 0.4* 20,1 4 0.3” 21,5 4 0,3* 22,8 ± 0.3”

Опр. 5 18,1 ± 0,4* 19.2 + 0,3” 20.0 4 0,4* 22.5 4 0.3 23.8 4 0,5* 25,1 4 0.2”

Опр. 7 15,8 ± 0,5* 17.7 * 0.2” 19.7 4 0.4* 20.8 4 0.3** 20,4 ± 0.4* 21,5 4 0,5

* - достовірні зміни викликані опроміненням в порівнянні з контролем (р>0.999);

** - достовірні зміни викликані дією (НЕЛВ) на попередньо опромінені досліджувані органи (р>0.999). .

11-

Таким чином, отримані нами результати свідчать про певний позитивний ефект лазерного випромінювання на процеси регенерації у клітинах попередньо опромінених органів рентгенівськими променями в дозі 25,8 мКл/кГ. В основі регенерації лежить активація системи ДНК-РНК-бІлок. тобто підвищення біосинтезу нуклеїнових кислот 1 білків.

Іонізуюче випромінювання в дозі 258 мКл/кг призводить до зриву захисних та адаптивних механізмів клітин, викликає настільки глибокі їх пошкодзення, що низькоенергетичне лазерне випромінювання в цьому випадку не здатне забезпечити їхню репарацію.

Вплив рентгенівського випромінювання ка перекисне окислення ліпідів та активність каталази в сироватці крові та печінці

біт.цщпз.. . • •

Важлива роль в розвитку первинних біофізичних процесів променевого ураження належить перекисному окисленню ліпідів (Тару-сов,1954; 1962;- Бурлакова. 1968; Владимиров. 1972; Кузин. 1976;1970;1994; Кудряшов. 1984; Дворецкий. 1990; Янович, 1991; Чаяло. 1991). ' .

Нами було показано. • що на першу добу після опромінення організму рентгенівськими променями в дозі 25,8 мКл/кг. продукти перекисного окислення ліпідів, зокрема малоновий диальдегід (Ш). в сироватці крові та печінці білих щурів зростає.

Таке піднесення інтенсивного ПОЛ в сироватці крові та печінці можна інтерпретувати появою в організмі опромінених тварин великої кількості вільних окислювальних радикалів і перекисів, які володіють каталітичною активністю 1 стимулюють процес ПОЛ. Концентрація ?.ЩА в сиворотці крові достовірно збільшується (р >

- 130,999). протягом і та 5 доби порівняно з контрольною групою тварин. Треба відзначити,цо ка 5-ту добу експерименту інтенсивність ПОЛ досягає максимального рівня (р > 0.99).

Отримані дані узгоджуються з даними Барабоя. 1990-1991; Пе-туніна, 1990; Кучеренка, 1991: Ревіна. 1993. які вказують на

зростання ПОЛ в перші доби після рентгенівського опромінення 1 зниження на 7-му добу. Це підтверджує гіпотезу про зниження активності процесів ліпопероксидації. Для печінки ці зміни виражені більш яскраво.

Нами проведені дослідження щодо впливу рентгенівського випромінювання в дозі 25.8 мКл/кг на активність каталази в крові та печінці білих щурів.

Аналізуючи дані про активність каталази в крові та печінці спостерігаємо достовірне збільшення активності каталази (р > 0,99) в досліджуваних органах на першу добу після рентгенівського випромінювання, а на 3 та 5 - достовірне зменшення активності каталази в крові та печінці. На 7 добу активність каталази в крові стрімко падає низче контрольного рівня, а в печінці -зростає. Очевидно, це можна пояснити більшою радіорезистентністю печінки, де швидко проходять процеси регенерації.

- Вплив лазерного випромінювання на перекисне окислення ліпі- • дів та активність каталази в сироватці крові та печінці білих

щурів

Для печінки характерне зниження швидкості протікання ПОЛ та закономірно Із зростанням питомої активності енергії лазерного випромінювання. Для клітин крові ці процеси носять коливний характер. При питомій активності енергії 0,216 Дж/смг 1 0,648 Дж/см2 швидкість протікання ПОЛ знижується, а при 1,080 Дж/см2

' - 14 -

зростає, отже, Інгібуючу дів на перекисне окислення ліпідів низькоьнергетичне лазерне випромінювання(НЕЛВ) має при питомій активності енергії 0.648 Дя-Усм-” в крові, а в печінці в межах питомої активності енергії 0,645-1.080 Дж/смг.

При дії низькоенергетичного лазерного випромінювання в клітинах крові та печінки зростає активність каталази за питомої активності його енергії 0,216 Дж/см* і 0.64.? Дж/смг. При дії лазерного випромінювання з питомою активністю енергії 1.080 Дж/им2 активність каталази спадає. Отже, питома активність енергії НЕЛБ

0.548 Дж/см2 є оптимальною для активації такого ферменту як ка-талаза. ' .

Комбінована дія іонізуючого та лазерного випромінювання на перекисне окислення, ліпідів та активність каталази білих мурів При комбінованій дії іонізуючого та лазерного випромінювання спостерігається нормалізація процесів переписного окислення ліпідів. На 5 добу експерименту наближення швидкості протікання лєрекисного окислення ліпідів Б крові до корми НОСИТЬ НаЯ&ІЛьЦ виранений характер, а в печінці - на персу добу експерименту. Не свідчить про те. що під впливом'лазерного випромінювання мембранні компоненти клітинних органоїдів відновлюються (мал. і). Ці результати певним чином узгоджуються із результатами, одержаними нами в процесі гістологічного дослідження клітин печінки.

Результати дослідження активності каталази при комбінованій дії іонізуючого та лазерного випромінювання в дозі 25.8 мКл/кг та післядії лазерного випромінювання при питомій активності енергії 0,648 Дж/си* на клітини крові та печінку білих щурів представлені на мал. 2. Зміни активності каталази при комбінова-

енергії 0,643 Дж/см2 активує систему ДНК-РНК-бІлок у гепатоштах та епітеліоцитах слизової оболонки шлункове-кишкового трзкту білих ШУріБ.

5. Внаслідок дії НЕЛВ на організм при питомій активності

енергії 0.648 Дж/см2 знижується швидкість процесів ПОЛ,- що може свідчити про інгібуючу дію монохроматичного червоного світла на ці процеси. ■ ,

6. Післядія НЕЛВ на попередньо опроміненшГ рентгенівськими променями організм в дозі 25.8 мКл/кг. активує репаративні 1 регенеративні процеси у досліджуваних органах 1 сприяє швидкому поверненню процесів ПОЛ до стаціонарного рівня.

7. Опромінення тваринного організму рентгенівськими променями в дозі 258 мКл/кг викликає настільки сильні пошкодження захисних та адаптивних механізмів в клітинах, що низькоенергетичне лазерне випромінювання не здатне стимулювати процесі їх репарації.

8. Внаслідок післядії низькоенергетичного лазерного випромінювання в пошкодженій іонізуючою радіацією печінці та сироватці крові зростає активність каталази та нормалізуються

процеси ПОЛ. .

9. Ультраструктурні дослідження гепатоцитів, екзокриноцитів та ентероцитів при післядії НЕЛВ (питома активність енергії

. 0,648 Дж/см2) на попередньо опромінені рентгенівськими променями досліджувані тканини в дозі 25,8 мКл/кг показали, що за цих умов у значній мірі відбувається репарація мембранних органоїдів. Лазерне випромінювання сприяє процесам відновлення структурної організації плазматичних мембран.

- 20 - .

Список публікацій ?з теиои дисертації -

1. Огчич в.П. Вплив низькоенергетлчного лазерного випромінювання на динаміку вмісту нуклеїнових кислот та сумарного білка в деяких внутрішніх органах. Вісник ЛДУ. Біофізика складних систем і процесів регуляції. Сер.біол. Львів. Вид-во ЛДУ.- 1990. Вип.20.-С. 17-22.

2. Градюк М.Б., Демків Б.Ф.. Отчич В.П. Вміст нуклеїнових кисл?"

та сумарного білка в слизовій оболонці тонкої кишки білих щурів при комбінованій дії іонізуючого і лазерного випромінювання. Вісник ЛДУ. Механізми біологічної дії іонізуачої радіації та екстремальних факторів. Серія біологічна, вип.22.- 1992.-

С. 78-82. .

3. Лемків Б.Ф.. Отчич В.П. Вплив комбінованої дії іонізуючого та лазерного випромінювання на еміст нуклеїнових кислот і сумарного білка в деяких внутрішніх органах // Тез.доп. 1-го з’їзду укра-. їнського біофізичного товариства.- Київ, 1994.- С.ЗЗ-Є4.

4. Демків Б.Ф.. Отчич В.П. Вплив комбінованої дії іонізуючого та лазерного випромінювання на вміст нуклеїнових кислот 1 сумарного білка в слизовій оболонці тонкої кишки білих щурів // Тез.доп. Всеукраїнської конференції з фізіології і біохімії тварин,- Львів. 1934.- С.57.

5. Демків Б.Ф.. Отчич В.П. Бплиз комбінованої дії Іонізуючого та

лазерного випромінювання на вміст нуклеїнових кислот і сумарного білка і перекисне окислення ліпідів у деяких внутрішніх органах // Актуальні проблеми функціональної анатомії судинної системи. Матер. наук. конф. анатомів, гістологів, ембріологів. -Львів, 14-15 вересня 1995.- С. 44. .

6. Демків Б.Ф., Отчич В.П. Вплив Іонізуючого та лазерного випромінювання на динаміку вмісту нуклеїнових кислот, сумарного білка

І перекисне ОКИСЛ‘;!.НЯ ЛІПІДІ?. У ПОЧІПЦІ СІ "Ил Ц/ріЗ 'V ТС-3. ДОГ.. Усеукраїнського з'їзду радісііологів. Програма II з'їзду раді.-'Лологів Україні: (з міжнародною участю). - Лніпропетроеськ.

191-5. - l. . -І.

". Лемків В.'І1.. Отчич В.П. Ьг.м-.в н;;зьксонергет:г-ного лазерного

іипрс.'•!і!іь'іі;ня ка г^гиратиБні sp;;:ec;: б срганах іпункс-:

ъ<. го тракту опр-мінених тбїіия -v Актуз;"ьнІ проблем:: мед;:::;:::;:.

1 олог і і. ветапінарії і сільського гесгк дарова. Книга науко статей, - Львів: ”5:че". - 195?.- С.С-3--12. .

Otchich V.P. structural - fur..?tіоп-зі changes in tfce gastrlc-lntestina! section of the ■.•;hite rats under the ccir.bir.-ri action cf ionizing and laser radiation. ' Thesis Гог the scientific degree cf candidate cf bio logical sciences in the speciality 03.00.05 - biophysics. Laser radiation appears to stimulate mitotic activity, activating OKA-P.NA-protein system in hepatocytes and epiteliocytes of the luueous .т.екогапе of the gastric - intestinal section of the white rats.

Laser radiation produces a clearly expressed stimulating and repairing action, rasing cell resistance to the influence of the extreme factors of me surrounding medium (X-rays radiation). Single radiation by laser rays (energy density 0.548) of white rats following X-rays radiation increases nucleic acids and summary protein content decreasing the rate of the processes of the peroxide oxidation of lipids. '

It testifies to the inhibiting influence of ttr monochromatic light on the peroxide oxidation of lipids ana ;,'ne possibility of usage of this effect in medicine in the trrumcnt of in flafomatory processes of different ethology.

отчич Б.П. Структурно-функциональные изменения .б желудочно-кишечном отделе белых Крыс при комбинированном действии ИОНИ-зкрущего и лазерного излучения, диссертация ка соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.05 -биофизика. Установлено, что лазерное излучение стакул:рует митотическую активность, активизируя систему ДНК-РНК-Селок в гепато-цитах и эпителиоцктах слизистой оболочки желудочно-кишечного отдела белых крыс.

Лазерное излучение имеет ярко Еьрахекное стимулирующее я реларативкое действие. повывает резистентность кл*.-ток к воздейс-триь экстремальных факторов внешней среды (рентгена соче г.л пучение}. Одноразовое облучение лазерными луччми іудедькая активность энергии 0,648 Дж/см*) белых крыс после презрительного рентгеновского облучения их достоверно увеличивает ссдс-радме нуклеиновых кислот и суммарных белков понижая скорость процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ). Это говорит с-0 ;:нгп^;;р;.хи--м действии монохроматического света на ПОЛ и Бмк-.гсчостп псполь-ю-сания этого эффекта в медицине r:p;t лечен;:;’, ьс-т-алит-ількі;:-; процессов разной этиология.

КЛ5ЧОР1 слова: Іонізуюче та лазерне ікпрсміккганкя. кукд-Лкс-гіі •

кислоти (ДНК. РНК), сумарний білок, перекисне скпсленнл ЛІПІДІВ, катала за. електронна мікроскопія гепатсцитів. екзокркксиктів. ентероцитів. ■ ■