Введение к работе
Актуальность темы. Около 90 % информации человек получает с юмощыо зрения. На сегодня наиболее распространенной причиной нижения и потери зрения является помутнение хрусталика — атаракта, частота которой для лиц старше 50 лет составляет 15% в ападных странах и 40% в развивающихся странах. По данным ВОЗ в 992 году в мире насчитывалось до 50 млн. слепых вследствие ката— іактьі (Taylor А., 1992). Следует отметить, что начальные формы ка-аракты имеются у значительно большего количества людей. В по — ледние годы в связи с участившимися случаями облучения больших рупп населения (авариями на атомных станциях, радиационным агрязнением местности и т.п.) актуальным становится изучение атаракты, вызванной общим облучением организма.
В настоящее время консервативное лечение катаракты является галоэффективным, главным образом потому, что остаются невыяс — енными механизмы развития катаракты на ранних стадиях заболе — ания. У человека мы практически не имеем возможности исследовать атше стадии развития катаракты, т.е. скрытый период до появления омутнений и период начальных помутнений. Ранние стадии удобно зучать на животных. Однако в большинстве моделей, которые редлагаются для изучения старческой катаракты (облучение глаз животных Уф светом, локальное облучение глаз или головы животного ысокими дозами ионизирующего излучения, инъекции селинита) атарактогенез сопровождается воспалительными реакциями и про — сходит очень быстро, т.е. совсем не так как при развитии наиболее аспространенной старческой катаракты.
Основное внимание данного исследования было уделено изу— ению катаракты, индуцируемой общим облучением организма жи — этных в сублетальных дозах. Развитие катаракты в данном случае роходит медленно, что позволяет исследовать ранние стадии забо — звания. Катаракту, индуцировашгую общим облучением, важно зучать не только в силу актуальности проблемы последствий радиа — ионных аварий, приводящих к массовым облучениям населения, адиационному воздействию при общем облучении подвергается весь рганизм. Поскольку радиация является фактором ускоренного ста— ения, то катаракту, индуцированную общим облучением организма, ожно рассматривать в качестве модели старческой катаракты.
Эффективность радиационного воздействия на хрусталик непо — эедственно связана с идущим в нем универсальным патофизиологи — гским процессом свободнорадикального окисления. Ранее было жазано, что рентгеновское облучение значительно уменьшает ак — ївность хрусталиковых восстановительных систем: отмечается по — гепенное уменьшение концентрации восстановленного глутатиона, иенынение НАДФН, уменьшение уровня работы гексозомонофос— атного шунта (Giblin F., 1979, Reddy V., 1990). Также было обнару— єно, что перед формированием зрелой радиационной катаракты в уусталиках происходит связывание цитозольных протеинов с мем —
2 бранными протеинами за счет окисления белковых SH групп с образованием дисульфидной — S—S— связи (Garadi R., 1987). В результате мембрана теряет нормальную структуру.
В исследованиях Деева с соавт. (Deyev А., 1991) было показано, что после общего облучения мышей гибридов Fl(CBAxC57B16) в дозе 5 Гр развитию катаракты предшествовало падение уровня GSH, накопление продуктов перекисного окисления липидов, накопление флуоресцирующих нетриптофановых продуктов в ядре, снижение отрицательного заряда кортикальных белков, которое объяснялось их возможным дефосфорилированием.
Вместе с тем существует концепция, которая отводит ведущую роль в радиационном катарактогенезе не процессам свободноради— кального окисления, а повреждению хрусталикового эпителия. С точки зрения этой концепции ключевую роль в развитии радиационной ка — таракты играет непосредственное радиационное повреждение делящихся клеток эпителия хрусталика (Merriam G., 1983). Клетки, появляющиеся в результате аномальных митозов, встраиваются в ме — ридианальные ряды (MP), располагающиеся на экваторе хрусталика. Дезорганизация структуры MP приводит к нарушению роста и укладки волокон хрусталика, что и ведет к развитию помутнений.
Таким образом остается невыясненным: какова степень влияния свободно — радикального окисления на развитие радиационной катаракты и, в частности, на развитие катаракты, индуцированной однократным общим гамма облучением.
Цель и задачи исследования. Основной целью настоящей работы было изучение роли свободнорадикальных реакций в патогенезе катаракты, индуцированной однократным общим гамма облучением организма экспериментальных животных. Для достижения поставленной цели решались следующие конкретные задачи:
1)Исследовать возможное влияние общесистемного послера— диационного окислительного поврежения организма, оцениваемого пс интенсивности протекания свободнорадикальных реакций в крови облученных животных, на развитие свободнорадикальных процессов е хрусталике.
2)Установить возможную взаимосвязь между изменением показателей свободнорадикальных процессов в хрусталике и растворимостью хрусталиковых белков на ранних стадиях катарактогенеза индуцированного однократным общим гамма облучением.
3)Исследовать роль повреждения хрусталикового эпителия пру развитии катаракты, индуцируемой общим облучением организма.
4)Исследовать: приводит ли однократное общее гамма облучение і сублетальной дозе к развитию сахарного диабета с последующа формированием катаракты по типу диабетической.
5)Изучить причины возрастания собственной нетриптофанової (голубой) флуоресценции в хрусталиках на ранних стадиях развитие катаракты.
6) Изучить влияние водорастворимых антиоксидантов анфена и тролокса на развитие катаракты, индуцируемой однократным общим гамма облучением.
Научная новизна результатов. Показано, что катаракта, индуцируемая однократным общим гамма облучением, не является диабетической по своей природе. Установлено, что при развитии катаракты, индуцированной общим облучением, изменение уровня восстановленного глутатиона носит универсальный двухфазный характер, причем на первоначальный подъем уровня восстановленного глутатиона в хрусталике существенное влияние оказывает, индуцированная облучением активизация процессов ПОЛ в плазме крови. Последующее же падение уровня GSH происходит синфазно подъему уровня ТБК—активных продуктов в самом хрусталике и свидетельствует о смещении равновесия факторов окисления и факторов антиокислительной активности в хрусталике в сторону окисления.
Падение уровня GSH в хрусталике взаимосвязано на молекулярном уровне с падением растворимости хрусталиковых белков и на клеточном уровне с процессом гибели хрусталикового эпителия. Показано, что гибель субкапсулярного эпителия в хрусталике имеет вторичный характер, вслед за развитием помутнений в заднем кор— тексе и происходит параллельно падению уровня GSH в хрусталике.
Показано, что синтетические водорастворимые антиоксиданты анфен и тролокс не задерживают развитие ранних стадий катарак— гогенеза, индуцированного общим облучением. Кроме того они не поддерживают, а даже снижают уровень восстановленого глутатиона в хрусталике, из чего следует важное заключение о том, что главным эффектом антикатарактальных препаратов должен быть эффект поддержки собственной глутатионовой системы хрусталика. Практическая значимость. Результаты проведенных исследований расширяют теоретические представления о молекулярно—клеточных механизмах катарактогенеза. Полученные данные могут быть использованы для дальнейшего исследования роли свободнорадикального окисления в развитии катаракты. Большое практическое значение имеет факт важности поддержания в нормальном состоянии системы восстановления глутатиона в хрусталике. В связи с этим очень важным следствием данной работы является то, что следует вести поиск таких антикатарактальных препаратов, которые могут поддержать работу глутатионовой системы хрусталика.
Алробация работы. Материалы диссертации были представлены на 4 — м Всесоюзном совещании "Люминесцентный анализ в медицине и биологии и его аппаратурное обеспечение" в г. Москве в феврале 1992 г., на научной конференции "Старение и долголетие: системный и междисциплинарный подходы" 25 апреля 1997 года в г. Москве. Структура и объем работы. Диссертация изложена на 144 страницах машинописного текста, содержит 2 таблицы, 33 рисунка и состоит из зведення, глав "Обзор литературы", "Материалы и методы", "Результаты и их обсуждение", "Заключение" и выводов. Список литературы включает 214 наименований.