РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2007, том 47, № 6, с. 684-689
МОДИФИКАЦИЯ РАДИАЦИОННЫХ ЭФФЕКТОВ
УДК [57+61]:539.1.047:599
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА РАДИОЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ МЕЛАНИНА НА СОМАТИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ ПРИ ОБЛУЧЕНИИ В АНТЕНАТАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ ОНТОГЕНЕЗА
© 2007 г. О. С. Изместьева*, Б. В. Дубовик, Л. П. Жаворонков, Ю. А. Семин, А. Н. Шарецкий, В. И. Изместьев, В. М. Посадская
ГУ Медицинский радиологический научный центр РАМН, Обнинск
Ежедневное пероральное введение меланина в дозе 10 мг/кг веса беременным крысам линии Вистар устраняло функциональный дефицит соматического развития, выявленный у потомства при хроническом воздействии у-излучения в дозе 1.00-1.25 Гр за весь период беременности. Облучение или введение меланина в антенатальной фазе онтогенеза приводило к стимуляции иммунного ответа, которая определялась у крысят на 3-й неделе после рождения. На основании полученных данных сделано заключение о наличии противолучевого действия меланина в отношении эмбриотоксиче-ских эффектов ионизирующей радиации в малых дозах и о его участии в регуляции иммуногенеза.
Ионизирующая радиация, малые дозы, радиоэмбриотоксичностъ, меланин, радиоэмбриозащит-ные свойства, тимусзависимый иммунный ответ.
Повышение уровня радиационного фона в районах, пострадавших от загрязнения радионуклидами в результате аварии на Чернобыльской АЭС, ставит нас перед необходимостью широкого использования в повседневной жизни противолучевых препаратов. В результате полувекового опыта поиска средств химической защиты от поражающего действия ионизирующей радиации синтезированы многие тысячи препаратов, в той или иной степени защищающие организм от лучевого поражения [1, 2]. Вместе с тем до сих пор не созданы и нет известий об успехе в попытках поиска приемлемых средств, способных реально ослабить эффекты внутриутробного низкоинтенсивного облучения, и тем самым ограничить по-пуляционное влияние радиационного загрязнения внешней среды [1-3]. Поскольку среди населения, проживающего на радиационно загрязненных территориях, имеются беременные женщины и дети разного возраста, отличающиеся высокой радиочувствительностью, этот факт делает задачу поиска противолучевых средств для таких условий социально весьма значимой.
В последнее десятилетие внимание исследователей как препарат с радиозащитными свойствами привлек тканевой пигмент меланин - радиопротектор, созданный самой природой [4]. В ряде работ показана способность меланина снижать частоту мутаций в половых и соматических клет-
*Адресат для корреспонденции: 249036 Обнинск, Калужская обл., ул Королева, 4, ГУ МРНЦ РАМН; тел.: (48439) 7-47-70; факс: (495) 956-14-40; e-mail: olgaizmestieva@ mail.ru.
ках мышей, а также в культивируемых клетках человека при облучении в низких дозах [4-9]. Последнее обстоятельство определяет уникальность радиозащитного эффекта меланина, механизм действия которого, как полагают, связан с "нейтрализацией" свободных радикалов, образующихся в результате воздействия ионизирующей радиации, а также с его участием в обмене веществ, повышающих радиорезистентность организма [1]. На основании этого была поставлена задача оценить возможность радиозащитного действия экзогенного меланина у животных, облученных в антенатальном периоде развития организма.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Опыты проведены на крысах линии Вистар, полученных из питомника РАМН "Столбовая", содержавшихся в условиях крупного лабораторного вивария и получавших питание на основе сбалансированных брикетированных кормов. 100 половозрелых самок (возраст 3.5 мес, масса тела 230 ± 10 г) после верификации у них беременности по общепринятой методике [10] подвергали хроническому внешнему воздействию у-излучения на установке "Эксперимент" (Россия): (источник "ГС£ 7.012", изотоп с энергией 0.661 МэВ, активность 5.2 X 1011 Бк). Дозиметрические исследования и доверительную границу погрешности величины дозы определяли непосредственно в каждой клетке животных, куда их размещали на время облучения. Мощность по-
глощенной дозы в прямом пучке составила 2.6 ± ± 0.2 мГр/ч при 0.06 ± 0.005 мГр/ч в зоне минимальных значений (ложное облучение). Облучение или ложное облучение проводили круглосуточно в течение всего срока беременности (20 сут) с ежедневным перерывом на 30 мин для кормления животных и введения им препарата. Суммарная поглощенная доза в группе облучения составила ~1.25 Гр, а у ложного облучения (контроль) - 0.03 Гр. В течение всего эксперимента животных содержали в стандартных пластиковых клетках в условиях климатического комфорта (температура воздуха 22°С, влажность 50%). В помещении автоматически обеспечивали должный уровень конвекции воздуха, а также чередование темного и светлого времени суток (12 + 12 ч). В качестве потенциального эмбриопротектора испытывали высокоочищенный препарат меланина полимерной структуры, выделенный из черной шерсти овец и характеризующийся содержанием стабильных парамагнитных центров в концентрации >3 х 1018 г-1. Меланин в виде суспензии на крахмальном геле вводили внутрижелудочно ежедневно с первых по 20-е сут беременности из расчета 10 мг/кг. Контрольным животным в качестве плацебо вводили 1.0%-ный крахмальный гель. Доза препарата была избрана с учетом его эффективности по другим тестам. В соответствии с правилами рандомизации были сформированы четыре экспериментальные группы крыс: ложное облучение; ложное облучение + меланин; облучение; облучение + меланин.
В данной работе представлены результаты комплексного исследования, позволяющие оценить течение и исход беременности, а также развитие потомства в пострадиационном онтогенезе. С этой целью в конце беременности (на 21-е сут) каждую подопытную группу животных методом случайного выбора разделяли на две подгруппы. Под нембуталовым наркозом (55 мг/кг внутрипе-ритонеально) у части самок производили подсчет числа живых плодов и количества желтых тел в обоих яичниках. По разнице между этими показателями судили об уровне внутриутробной гибели плода. У остальных животных каждой группы оценивали прибавку массы тела за беременность, а после родов - внепометные потери массы тела. На первые сутки после родов регистрировали число живых крысят по каждому помету всех экспериментальных групп. В последующем вели систематическое наблюдение за крысятами (240 особей), регистрируя ряд показателей, характеризующих соматическое развитие: динамику массы тела и параметры раннего онтогенеза - сроки покрытия шерстью, прорезывания зубов и прозревания. Для характеристики адаптивных возможностей организма использовали интегральный тест выносливости к физической динамической нагрузке по длительности принудительного бега в третба-
не в возрасте 40 сут и 2.5 мес. Скорость протяжки ленты третбана у самок и самцов составила 22 м/мин и 34 м/мин соответственно. Критерием наступления полного утомления считали момент отказа животных продолжать бег несмотря на электрокожное раздражение.
Влияние антенатального облучения на процессы координированного развития определяли у облученного потомства в возрасте 3.5 мес. С этой целью методом случайного выбора у части животных под нембуталовым наркозом (55 мг/кг внутриперитонеально) проводили взятие головного мозга и внутренних органов и рассчитывали весовые коэффициенты соотношения массы органа к массе тела животного.
В специальных экспериментах оценивали выраженность первичного тимусзависимого гуморального иммунного ответа, который является интегральным показателем состояния иммунной системы организма. Для этого эритроциты барана (тимусзависимый антиген) в дозе 108 клеток на животное вводили внутрибрюшинно. Через 4 сут в селезенке определяли число кариоцитов и методом Каннингейма - содержание прямых антите-лообразующих клеток (АОК). Образцы сыворотки крови, полученные от индивидуальных животных, входящих в состав каждой группы, объединяли и измеряли титр гемагглютининов классов ^М (2-меркаптоэтанолчувствительные) и IgG (2-мер-каптоэтанолрезистентные) [11].
Результаты исследований обработаны методами вариационной статистики с использованием параметрического /-критерия Стьюдента, альтернативного /-критерия при сравнении выборочных долей.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Проведенные исследования показали, что в вариантах изолированного хронического непрерывного действия у-излучения в суммарной поглощенной дозе 125 сГр за 20 сут беременности и перорального введения меланина из расчета 10 мг/кг и их сочетанного применения не наблюдается существенное влияние указанных факторов на течение и исход беременности по всем изученным параметрам - приросту массы тела за беременность, потери массы тела в родах, количеству желтых тел яичников и плодов, количеству крысят в помете.
Анализ соматического развития крысят в пострадиационном онтогенезе, оцениваемый по динамике набора массы тела, не выявил существенных отклонений от физиологической нормы. Так, за первые 14 сут по всем четырем экспериментальным группам отмечена синхронность в наборе массы тела животных. Более того, в первые 3 сут раннего онтогенеза, когда происходит
Таблица 1. Динамика массы тела (М ± т, г) крысят после сочетанного воздействия у-излучения и меланина в антенатальном периоде развития
Сроки жизни, сут Контроль Облучение Меланин Меланин + облучение
1 5.9 ± 0.2 (15/112) 5.9 ± 0.2 (14/68) 5.8 ± 0.2 (13/58) 6.0 ± 0.2 (16/76)
7 7.3 ± 0.1 (91) 7.3 ± 1.4 (66) 7.4 ± 0.2 (55) 7.9 ± 0.2 (74)
14 20.1 ± 0.5 (85) 21.2 ± 0.7 (62) 19.3 ± 0.9 (53) 20.1 ± 0.6 (66)
21 31.3 ± 0.7 (85) 33.2 ± 1.0 (62) 29.6 ± 1.1 (51) 34.2 ± 0.9* (64)
30 6 59.3 ± 2.9 (28) 55.5 ± 4.6 (30) 48.4 ± 2.9* (30) 59.7 ± 2.9 (33)
? 56.6 ± 1.8 (39) 57.1 ± 2.7 (35) 54.6 ± 2.5 (21) 60.3 ± 2.9 (31)
60 6 179 ± 7 (28) 186 ± 7 (28) 184 ± 8 (30) 184 ± 6 (33)
? 158 ± 5 (30) 153 ± 5 (35) 181 ± 8* (24) 160 ± 3 (31)
105 6 207 ± 7 (18) 237 ± 15 (16) 214 ± 8 (20) 231 ± 11 (21)
? 179 ± 5 (20) 195 ± 11 (20) 184 ± 7 (16) 189 ± 5 (22)
Примечания. * р < 0.05; на срок 1 сут определена масса тела из расчета средневзвешенной по помету; в скобках указано количество животных.
адаптация организма к новым условиям существовани
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.