РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2013, том 53, № 2, с. 170-182
МОДИФИКАЦИЯ РАДИАЦИОННЫХ ЭФФЕКТОВ
УДК [57+61]:539.1.047:599.323.45:57.024:57.033
ОСОБЕННОСТИ И ВОЗМОЖНОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИИ ПОВЕДЕНЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ В ПРИПОДНЯТОМ КРЕСТООБРАЗНОМ ЛАБИРИНТЕ ХРОНИЧЕСКИ ОБЛУЧЕННЫХ МЫШЕЙ С РАЗЛИЧНОЙ ГЕНЕТИЧЕСКИ ДЕТЕРМИНИРОВАННОЙ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬЮ
© 2013 г. О. Ф. Сенюк1*, Л. Ф. Горовой2, В. А. Ковалёв1, Л. А. Паламар1, Н. И. Круль1, А. В. Жидков1, Г. Ф. Чемерский1, С. И. Киреев3, И. В. Хатунцева3
Институт проблем безопасности атомных электростанций НАН Украины, Чернобыль, Украина 2Институт клеточной биологии и генетической инженерии НАН Украины, Киев, Украина 3Государственное специализированное научно-техническое предприятие "Чернобыльский радиоэкологический
центр", Чернобыль, Украина
Приведены собственные результаты сравнительного исследования в приподнятом крестообразном лабиринте (ПКЛ) поведенческих реакций, характеризующих тревожность у мышей Ва1Ь/с и С57Ы/6 с разными значениями ЛД30/50 в условиях хронического внутреннего воздействия ионизирующего излучения (ИИ) в дозах, отличающихся на несколько порядков, а также при моделировании соче-танного внутреннего и внешнего воздействия ИИ в малых дозах. В качестве адаптогенного средства апробирован хитин-меланин-глюкановый комплекс из трутового гриба Fomes/ошвШапт (ХМГК). Показано, что при одинаковых условиях содержания у мышей с повышенной чувствительностью к воздействию ИИ — линия Ва1Ь/с, по сравнению с менее радиочувствительными мышами — линия С57Ь1/6 отмечается комплекс признаков более тревожного поведения в новом окружении. Хроническое внешнее и внутреннее воздействие редкоионизирующих излучений в малых дозах содействует усилению тревожно-фобических реакций у мышей с повышенной радиочувствительностью. Накопление в телах мышей, в частности, в костях черепа и веществе головного мозга, активности, связанной с 137С8 на уровне двух десятков кБк/особь, ассоциируется с достоверным снижением показателей двигательной и эмоциональной активности мышей обоих линий и с нивелированием линейных отличий в поведенческих реакциях. Изменения в сторону уменьшения исследованных параметров тревожности в тесте ПКЛ у мышей обоих линий, которые получали ХМГК, могут свидетельствовать о наличии у этой субстанции анксиотропных свойств. Употребление животными ХМГК также нивелировало увеличение тревожно-фобических реакций в связи с длительным воздействием ионизирующих излучений, подтверждая наличие у ХМГК анксиолитической активности наряду с описанными мощными радиосорбирующими, антиоксидантными, генопротекторны-ми и иммуномодулирующими свойствами.
Ионизирующие излучения, индивидуальная радиочувствительность, поведенческие реакции, приподнятый крестообразный лабиринт, хитин-меланин-глюкановый комплекс.
БОТ: 10.7868/80869803113010128
Со времен Бергонье и Трибондо (1906 г.) зрелая нервная ткань традиционно рассматривается как исключительный пример "закрытой статической популяции" с "фиксированным постмитотиче-ским состоянием" и поэтому "наиболее радиоустойчивой" клеточной популяции [1]. Сегодня установлено, что тонкие интегральные показатели функционирования центральной нервной системы (ЦНС) проявляют высокую чувствительность к воздействию ионизирующих излучений
* Адресат для корреспонденции: Украина, 07270 Киевская обл., Чернобыль, ул. Кирова, 36-А, ИПБ АЭС НАН Украины; тел.: (38044-93) 5-15-72); факс: (38044 93) 5-1901; е-mail: olga.seniuk@yahoo.com.
(ИИ), а степень нарушения функций ЦНС может быть определена по электрофизиологическим, биохимическим и/или поведенческим параметрам. Следует подчеркнуть, что отклонения от нормы функций ЦНС, которые описываются этими параметрами, могут наблюдаться при облучении всего тела в малых дозах [2].
Благодаря большому содержанию в нервной ткани фосфолипидов и кислорода при воздействии ИИ в ЦНС млекопитающих создаются оптимальные условия для липопероксидации с последующим нарушением основных функций ее тканей: ионотранспортной, электростатической, осмотической и энергогенерирующей [3]. Для
эффективной реализации сложной умственной деятельности критичным является поддержание оптимального состава внутренней среды мозга — тканевой жидкости, циркулирующей в межклеточном пространстве ЦНС. Гемато-энцефаличе-ский барьер, обладающий избирательной проницаемостью для различных молекул [2], защищает мозговую ткань от проникновения нейротокси-нов из периферического кровотока. В случае воздействия ИИ в сотые доли секунды во всем объеме облученной ткани головного мозга генерируются токсичные продукты радикальной природы, в частности, активные формы кислорода и азота — маркеры окислительного стресса, изменяющие химию ликвора [3]. Универсальность окислительного стресса в живом веществе, наличие наряду с прямым непрямого действия ИИ открывают широкие перспективы защиты от лучевых поражений при помощи антиоксидантов [4, 5].
Цель работы — выявление особенностей поведенческих реакций у линейных мышей с различным уровнем генетически детерминированной радиочувствительности при воздействии ИИ разных видов в различных дозах и апробация в качестве адаптогенного средства хитин-меланин-глюканового комплекса из трутового гриба F. fo-mentarius (ХМГК).
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Животные и условия облучения. Модельная система базировалась на использовании в опытах самок двух линий мышей различной радиочувствительности: черных мышей линии С57в1/6 с ЛД50/30 = 6.70 Гр и белых мышей Ва1Ь/с с меньшим значением ЛД50/30 — около 5.85 Гр [6]. Среднее значение массы Ва1Ь/с мыши составило около 30 г (29.89 ± 2.8 г), а масса мышей С57Ь1/6 была на 23% меньше (23.1 ± 2.1 г). Кроме повышенной чувствительности к воздействию ИИ мыши Ва1Ь/с обладают более выраженной реакцией страха в новом окружении. В отличие от них мышам С57Ь1/6 присуща высокая двигательная активность, в которой проявляется генетически детерминированная активная поисковая реакция [7]. Указанные линии мышей содержатся с 1989 г. в экспериментальном виварии Института проблем безопасности атомных электростанций НАН Украины (ИПБ АЭС НАНУ, Чернобыль), где поддерживаются рекомендованные микроклимат и зоотехнические параметры [8]. Принимая во внимание известные данные о высокой чувствительности нейронов и высших нейроэн-докринных структур и центров гипоталамуса к действию ИИ в малых дозах в условиях хронического воздействия [9], было выполнено исследование поведенческих реакций при разных видах длительной инкорпорации радионуклидов (РН):
1) в условиях использования зеленых кормов, загрязненных РН;
2) при ежедневном употреблении в качестве питья специально приготовленной воды из бассейна барботера объекта "Укрытие" с высоким содержанием 137Cs.
Для моделирования дополнительного общего внешнего воздействия ИИ часть мышей, получавших зеленые корма с РН, экспонировали на плоских бетонных плитках (БП), в состав которых входила радиоактивная почва из Рыжего леса.
Оценка уровней накопления радионуклидов в органах мышей в результате хронического скармливания загрязненных зеленых кормов. Место расположения вивария совпадает с центром одной из трех зон с аномально высокими уровнями содержания разных радионуклидов, где загрязненность 238-240Pu колеблется в диапазоне от 2 до 3 кБк/м2, 241Am - от 4 до 6.6, 90Sr - от 100 до 180, 137Cs - от 200 до 510 кБк/м2 [10]. При этом соотношение содержания указанных радионуклидов соответственно составляло 0.7, 0.3, 30 и 68 % от общей активности загрязнений. Линии мышей, содержавшиеся в 30-километровой зоне отчуждения вокруг Чернобыльской атомной электростанции (зона отчуждения ЧАЭС), в качестве постоянной добавки к сухим кормам получали зелень и корнеплоды, выращенные непосредственно на приусадебном участке дома, где расквартирован виварий ИПБ АЭС НАНУ.
Радиоактивность разных органов и тканей исследуемых мышей — костей скелета, костного мозга, черепа, головного мозга, печени, почек, кожи и мышц, связанную с 137Cs, определяли при помощи у-спектрометрического комплекса, включающего детектор "ORTEC" (США) и многоканальный анализатор "NIKIA LP 490 B" с программным обеспечением Aspect. Для этого образцы биологического материала растворяли в концентрированной азотной кислоте (метод "мокрого озоления"). Выделение 90Sr из органов осуществляли методом ионообменной хроматографии на волокнистом сорбенте VS-15M в среде комплексообразователя трилона Б (ЭДТА). Образцы для измерений были подготовлены в виде сульфата стронция, который наносили на подложку из алюминиевой фольги. Для определения содержания 90Sr использовали низкофоновый а-р-счетчик NRR-610 ("Тесла", Чехия). Результаты определения активности 238-240Pu и 241Am в тушках мышей не приводятся, так они были на уровне следовых величин. Данные получены в период с 1998 по 2002 гг.
Расчет уровней активности, накапливаемой мышами в процессе 74-суточной инкорпорации с питьем. Ежедневно в качестве питья мыши получали специально приготовленную воду из слоев на уровне нижних отметок объекта "Укрытие", селективно обогащенную 137^ в результате удале-
ния других РН. Потребление такой воды с активностью около 6.0 кБк/сут на одну мышь обусловило накопление в теле одного животного радиоактивности от 20750 ± 3063 Бк (мыши Balb/c) и до 23900 ± 1720 Бк (мыши С57Ы/6), что было прижизненно определено на у-спектрометре "СР-4900В" ("Nokia", Финляндия).
Определение общей дозы внешнего облучения мышей, дополнительно полученной при экспозиции на пробах почв из Рыжего леса
В работе использовали еще одну модель влияния ИИ — хроническое воздействие малых доз ИИ при смешанном внутреннем и внешнем облучении, характерном для современного состояния Зоны отчуждения ЧАЭС. В качестве источника внешнего излучения использовали высоко диспергированные горячие частицы (ГЧ) из модифицированного топлива 4-го блока ЧАЭС, выброшенные из реактора в период острой фазы катастрофы и выпавшие в нескольких километрах от него. Пробы грунта с удельной активностью порядка 30 кГр/кг, собранные на территории Рыжего леса в 4 км от ЧАЭС, создающие поле ИИ с мощностью экспозиционной дозы (МЭД) ~52.2 мкГр
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.