РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2012, том 52, № 1, с. 39-43
ОБЩАЯ РАДИОБИОЛОГИЯ
УДК [57+61]::539.1.047:591.3
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭМБРИОТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ В РАЗНЫХ ПЕРИОДАХ ВНУТРИУТРОБНОГО РАЗВИТИЯ
© 2012 г. О. С. Изместьева*, Л. П. Жаворонков, Ю. А. Семин, В. М. Посадская, В. С. Глушакова, А. А. Лузянина, А. С. Шевченко
ФГБУМедицинский радиологической научный центр Минздравсоцразвития РФ, Обнинск
Пролонгированное воздействие ионизирующего излучения с мощностью поглощенной дозы 2.6 мГр/ч в суммарной накопленной дозе около 20 сГр при действии в разные периоды внутриутробного развития вызывало у облученного потомства в постнатальном онтогенезе нарушение процессов координированного развития органов и снижение выносливости к физической нагрузке. Полученные результаты сопоставимы с последствиями облучения плода в течение всей беременности в накопленной дозе 125 сГр и дают основание радиационное воздействие в указанном режиме (20 сГр) рассматривать как биологически значимый фактор.
Ионизирующая радиация, малые дозы, радиоэмбриотоксическое действие, фенокритические периоды развития, пострадиационный онтогенез.
Накопленный опыт эмбриологии и радиобиологии свидетельствует о высокой радиочувствительности плода на всех стадиях его развития. Ионизирующее излучение может быть причиной тяжелых патологических последствий для развивающегося организма, начиная от индукции уродств и грубых нарушений соматического развития и заканчивая, например, расстройствами тонкой координации процессов формирования мозга, снижением интеллекта, умственной отсталостью. Ранее [1, 2] в модельных опытах на крысах нами было показано эмбриотоксическое действие низкоинтенсивного у-излучения в достаточно широком диапазоне мощности поглощенной дозы (МПД) от 2.6 ± 0.2 до 5.2 ± 0.3 мГр/ч при непрерывном воздействии в течение всего периода беременности с суммарной накопленной дозой от 1.0 до 2.5 Гр соответственно. У облученного потомства выявлено нарушение физического статуса по показателям соматического роста, процессам координированного развития органов и выносливости к физической нагрузке. Данные мировой литературы свидетельствуют о высокой радиочувствительности плода, причем величина эффективных доз при остром облучении зависит от периода эмбриогенеза. Большинство авторов приходят к заключению, что у потомства животных, однократно облученных в дозах 0.5—1.0 Гр в период основного органо-
* Адресат для корреспонденции: 249036 Обнинск, Калужская обл., ул. Королева, 4, ФГФУ МРНЦ Минздравсоцразвития России; тел.: (48439) 9-71-38; факс: (495) 956-14-40; e-mail: olgaizmestieva@mail.ru.
генеза, формируются множественные уродства, такие, как волчья пасть, расширение желудочков мозга и нарушения со стороны опорно-двигательного аппарата [3—5]. В обзорной статье А.М. Ля-гинская на основании данных нескольких авторов отмечает, что минимальная доза для тератогенных эффектов в период основного органогенеза оценивается величиной 5—10 сГр, а для плодного периода — 25 сГр [6]. Возможные особенности таких эффектов ионизирующей радиации для условий хронического и пролонгированного облучения практически не изучались.
Особую научно-практическую актуальность имеет вопрос о величине пороговых доз ионизирующего излучения при диагностических процедурах у беременных женщин [7—11]. С учетом возможной необходимости в том числе и неоднократных рентгенологических исследований представляет интерес изучение последствий воздействия на плод ионизирующей радиации в разные фенокритические периоды. Цель данной работы — изучение эмбриотоксических эффектов пролонгированного радиационного воздействия при низкой мощности дозы в разные периоды внутриутробного развития.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Опыты проведены на крысах линии Вистар, полученных из питомника "Столбовая" РАМН. Половозрелых самок в возрасте 3.5 мес и массой тела 230 ± 10 г после верификации у них беременности по общепринятой методике [12] подверга-
Таблица 1. Основные показатели течения беременности и родов у крыс линии Вистар, подвергнутых действию ионизирующей радиации
Срок облучения (доза) Прирост массы тела за беременность, % Потеря массы тела за роды на 1 крысенка, г Количество живых крысят в помете на 1-е сут
Контроль (0 Гр) 38.5 ± 2.9 (14) 0.40 ± 0.07 8.0 ± 0.6 (14)
1-20 сут (1.25 Гр) 37.6 ± 2.5 (16) 0.51 ± 0.15 6.4 ± 0.5 (16)
8-11 сут (0.20 Гр) 34.3 ± 2.1 (13) 0.39 ± 0.1 6.8 ± 0.5 (12)
11-14 сут (0.20 Гр) 34.7 ± 3.0 (14) 0.56 ± 0.1 7.8 ± 0.8 (13)
14-17 сут (0.20 Гр) 29.5 ± 3.7 (8) 0.23 ± 0.1 9.2 ± 0.5 (11)
17-21 сут (0.20 Гр) 32.7 ± 4.4 (11) 0.3 ± 0.07 7.1 ± 0.5 (11)
Примечание. В скобках указано число пометов.
ли общему внешнему воздействию у-излучения на установке "Эксперимент" (Россия) (источник у-излучения 137С8, энергия 0.661 МэВ, активность 5.2 х 1011 Бк). Облучение или ложное облучение проводили круглосуточно с перерывом на 30 мин для кормления животных, мощность поглощенной дозы в прямом пучке составила 2.6 ± 0.2 мГр/ч при 0.06 ± 0.005 мГр/ч в зоне ложного облучения. Облучению животных подвергали в течение всего срока беременности (20 сут) или по 3 сут в разные периоды беременности, с учетом этого суммарная поглощенная доза в экспериментальных группах составила 1.0 ± 1.25 и 0.15 ± 0.18 Гр соответственно, а у ложного облучения (контроль) «0.03 Гр. В течение всего эксперимента животных содержали в стандартных пластиковых клетках в условиях климатического комфорта (температура «22°С и влажность воздуха — 50 ± 5%) со стандартным рационом питания на основе брикетированных кормов.
В работе представлены результаты комплексного исследования, позволяющего оценить физиологическое состояние организма в анте- и в постнатальном периодах развития. С этой целью в конце беременности (на 21-е сут) каждую подопытную группу животных методом случайного выбора разделяли на две подгруппы. Под нембу-таловым наркозом (55 мг/кг внутриперитонеаль-но) 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. У остальных животных каждой группы оценивали прибавку массы тела за беременность, а после родов — внепометные потери массы тела. На 1-е сут после родов регистрировали число живых крысят по каждому помету всех экспериментальных групп [13, 14]. В последующем вели систематическое наблюдение за животными первого поколения, регистрируя ряд показателей, характеризующих физическое развитие, динамику массы тела, а также ряд параметров раннего онтогенеза — сроки прорезывания зубов, покрытия шерстью, про-
зревания и т.д. [15]. У части крысят в возрасте 40 сут под нембуталовым наркозом производили забор органов и рассчитывали весовые коэффициенты (отношение массы органа к массе тела в %), отражающие процессы координированного развития. В качестве дополнительного интегрального критерия радиочувствительности плода использовали показатели физической работоспособности (длительность принудительного бега в третбане) при достижении крысятами возраста «1.5 или 2 мес. Скорость протяжки ленты третба-на варьировала от 22 до 34 м/мин. Полученный цифровой материал обработан методами вариационной статистики с использованием парамат-рического ¿-критерия Стьюдента, а также альтернативного ¿-критерия при сравнении выборочных долей. Уровень значимости различий был принят равным 0.95.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Как видно из результатов, представленных в табл. 1, непрерывное воздействие у-излучения в суммарной поглощенной дозе 1.25 Гр не сказывалось на течении беременности и родов. Подобные показатели были получены и при облучении экспериментальных животных в разные периоды беременности в суммарной поглощенной дозе до 0.2 Гр.
Во всех изученных вариантах воздействия крысята рождались с близкими значениями массы тела, а число крысят в пометах, не отличаясь статистически значимо от контрольной группы, варьировало от 6 до 9 крысят. Это обстоятельство необходимо учитывать, так как оно могло стать фактором, определяющим условия лактации и темпов набора массы тела животных в раннем пострадиационном онтогенезе.
Результаты, представленные в табл. 1 и 2, свидетельствуют о наличии определенной корреляции между средним по группе числом в помете и темпами набора массы тела крысят, облученных в разные периоды эмбриогенеза, что не позволяет в
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭМБРИОТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
41
Таблица 2. Динамика массы тела (г) новорожденных крысят, облученных (МПД 2.6 мГр/ч) в разные периоды антенатального развития
Срок облучения, сут (доза, Гр) Число животных Сроки после рождения, сут
1 -е 7 -е 14-е 21-е 30 -е
самцы самки
Ложное 99 5.6 ± 0.2 12.56 ± 0.18 21.8 ± 0.3 32.7 ± 0.6 60.8 ± 1.7 60.4 ± 2.0
облучение (0)
1-20 (1.25) 93 6.0 ± 0.2 13.26 ± 0.25 22.7 ± 0.5 33.7 ± 0.8 68.4 ± 2.1* 69.2 ± 1.8*
8-11 (0.20) 84 5.6 ± 0.2 13.9 ± 0.2* 23.2 ± 0.4* 34.1 ± 0.5 69.4 ± 1.4* 66.8 ± 1.2*
11-14 (0.20) 94 5.6 ± 0.2 11.5 ± 0.2* 21.1 ± 0.5 32.5 ± 0.7 69.8 ± 1.9* 64.1 ± 1.8
14-17 (0.20) 93 5.4 ± 0.2 11.0 ± 0.2* 18.2 ± 0.3* 27.2 ± 0.5* 58.0 ± 1.9 57.1 ± 1.8
17-20 (0.20) 71 5.5 ± 0.2 13.5 ± 0.2* 24.0 ± 0.4* 35.2 ± 0.7* 67.4 ± 2.2* 66.8 ± 2.0
*Отличие по ¿-критерию Стьюдента от значений при ложном облучении значимо, р < 0.05.
Таблица 3. Весовые коэффициенты (М ± т, %) внутренних органов 40-дневных крысят, облученных в разные периоды эмбриогенеза (МПД 2.6 ± 0.2 мГр/ч)
Пол Срок, сут (доза облучения) Масса тела, г Головной мозг Печень Селезенка Тимус Надпочечники, х10-2 Яичники
Самцы Контроль (0) 73.2 ± 4.7 1.93 ± 0.14 4.9 ± 0.2 0.40 ± 0.03 0.23 ± 0.01 3.15 ± 0.13 -
1-20 (1.25 Гр) 82.1 ± 4.1 1.69 ± 0.05 4.4 ± 0.1* 0.28 ± 0.01* 0.25 ± 0.01 2.52 ± 0.15* -
8-11 (0.20 Гр) 86.7 ± 2.7 * 1.63 ± 0.05* 4.6 ± 0.1 0.36 ± 0.04 0.27 ± 0.01 2.43 ± 0.11* -
11-14 (0.20 Гр) 79.6 ± 4.2 1.78 ± 0.09 4.8 ± 0.2 0.42 ± 0.04 0.25 ± 0.01 2.63 ± 0.12* -
14-17 (0.20 Гр) 70.4 ± 4.7 1.91 ± 0.10 4.8 ± 0.2 0.47 ± 0.03 0.25 ± 0.01 3.29 ± 0.17 -
17-20 (0.20 Гр) 82.1 ± 3.1 1.70 ± 0.07
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.