Введение к работе
Актуальность проблемы. В связи с возросшим радиационным фоном и авариями на Чернобыльской АЭС и АЭС «Фукусима» радиобиологи большое внимание стали уделять изучению биологических эффектов малых доз радиации. Их влияние на организм, и в частности на нервную систему, представляет значительный интерес. Существующие взгляды на последствия воздействия малых доз ионизирующего излучения на человека противоречивы. Одни авторы настаивают на тяжелых последствиях (Яблоков А.В., 1995; Бурлакова Е.Б. с соавт., 1996; Пелевина И.И. с соавт., 2010 и др.), другие предполагают ускоренное старение организма (Азизова Т.В., 1999; Ушаков И.Б., 2000; Григорьев Ю.Г. с соавт., 2003; Давыдов Б.И., Ушаков Б.Н., 2005; Шафиркин А.В., 2007 и др.), а третьи отмечают стимулирующее и адаптивное действие малых доз радиации. Появился даже соответствующий термин – «радиационный гормезис», подразумевающий благотворное действие небольших доз ионизирующего излучения на организм (Кузин А.М., 1987; Василенко И.Я., 1991; Кейрим-Маркус И.Б., 1997; Булдаков Л.А., Калистратов К.С., 2005 и др.). Большинство же исследователей считают опасность влияния малых доз на организм преувеличенной (Ильин Л.А., 1994; Ярмоненко С.П., 1996; Рябухин И.С., 2000; Иванов В.К., Цыб А.Ф., 2003 и др.).
А.К Гуськова., И.Н. Шакирова (1989), Ф.С. Торубаров, О.В. Чинкина (1991), Г.М. Румянцева с соавт. (1994); И.Б. Ушаков с соавт. (2001) показали, что радиационная катастрофа на Чернобыльской АЭС повлекла за собой серьезные нарушения психофизиологического статуса ликвидаторов, а также населения радиактивно-загрязненных территорий. При этом абсолютное большинство ликвидаторов аварии и населения подверглись облучению в дозах, превышающих или незначительно превышающих пороговые и отвечающих критериям так называемых «малых» доз (Василенко И.Я., 1991; Ильин Л.А., 1991). Термин «малые дозы» - условное понятие. Их значение различно для разных уровней организации живых систем. Для млекопитающих наиболее часто малыми считают дозы ниже 1 Зв. Это примерно та доза, которую человек получил бы за счет природного облучения при максимальной продолжительности жизни в 110 – 120 лет (Афанасьев Р.В. с соавт., 2006). В клинической практике под малыми дозами понимают дозы ионизирующей радиации до 1 Гр, не приводящие к развитию очерченных клинических эффектов (Торубаров Ф.С. с соавт., 1991). Однако, до сих пор структурно-функциональные основы реакции организма и, в частности, нервной системы на воздействие ионизирующего излучения в дозах, не вызывающих детерминированные последствия остаются мало изученными (Григорьев Ю.Г.,1983; Холодова Н.Б.,1996 и др.). Недостаточное количество морфологических работ по выявлению изменений в ЦНС при воздействии малых доз ионизирующего излучения связано, видимо, с отсутствием выраженных клинических эффектов после облучения. Основное внимание исследователей было сосредоточено на дозах, когда четко наблюдается дозо-временной эффект (Григорьев Ю.Г.,1986; Антипов В.В. с соавт., 1989; Давыдов Б.И. с соавт., 1991; Ушаков И.Б. с соавт., 2010). В связи с этим до настоящего времени нет точных сведений о патогенезе заболеваний нервной системы у ликвидаторов. Зачастую органические изменения со стороны нервной системы трактуются как функциональные и, наоборот, а иногда жалобы ликвидаторов расцениваются специалистами как проявление установки на получение льгот или отражение радиофобии (Холодова Н.Б., 2008). Поэтому изучение морфологических изменений в ЦНС при воздействии малых доз радиации является актуальным (Федоренко Б.С. с соавт., 2002; Гуськова А.К., 2007; Холодова Н.Б., 2010 и др.). Большой интерес в этом плане представляет теменная кора, являющаяся высшим интегративным центром сенсорной информации. В этой ассоциативной области формируются субъективные представления об окружающем пространстве, о положении в нем тела. Это становится возможным благодаря сопоставлению соматосенсорной, проприоцептивной и зрительной информации, что обеспечивает выполнение профессиональных навыков оператора (Покровский В.М., 1997). При этом III и IV слои коры играют важную роль в осуществлении взаимной связи отдельных раздражителей, т.е. имеют преимущественное отношение к осуществлению сложных форм координированных психических процессов, связанных с детальным анализом соотношений конкретных предметных раздражителей и с ориентировкой в конкретном окружающем пространстве и времени (Лурия А. Р., 1969). Выявить радиочувствительные структуры и их дозо-временные зависимости возможно только в экспериментальных исследованиях, когда можно исключить практически все посторонние факторы, оставив лишь радиационный, и использовать объективные морфологические методы исследования.
Работа выполнена в соответствии с планом НИР Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко и Гос НИИ военной медицины МО РФ (г. Москва) по теме «Проект методических рекомендаций по оценке медико-психологических последствий у военнослужащих, работавших в условиях радиационного воздействия».
Цель исследования: изучить структурно-функциональные изменения нейронов средних слоев коры теменной доли головного мозга крыс при воздействии общего однократного и фракционированного гамма-облучения в малых дозах 10, 20 и 100 сГр в ранние и отдаленные сроки пострадиационного периода.
Задачи исследования:
-
Исследовать возрастные морфологические изменения нейронов средних слоев теменной коры больших полушарий головного мозга крыс.
-
Исследовать структурно-функциональные изменения нейронов средних слоев теменной коры головного мозга крыс после однократного облучения в дозах 10, 20 и 100 сГр в различные сроки пострадиационного периода.
-
Исследовать структурно-функциональные изменения нейронов средних слоев теменной коры головного мозга крыс после фракционированного облучения в дозах 10, 20, и 100 сГр в различные сроки пострадиационного периода.
-
Провести математическое моделирование нейроморфологических эффектов в зависимости от дозы и режима облучения, а также от длительности пострадиационного периода.
Научная новизна. Впервые с помощью различных методов исследования (гистологических, гистохимических, морфометрических и статистических) дана морфофункциональная оценка реакции нейронов средних слоев теменной коры головного мозга крыс на малые дозы гамма-излучения в ближайшие и отдаленные сроки пострадиационного периода. Показано, что действие гамма-излучения в малых дозах вызывает в нейронах комплекс обратимых неспецифических изменений различной направленности, имеющих фазный характер и не зависящих от параметров воздействия ионизирующего излучения. Содержание белка и РНК цитоплазмы и ядрышка повышалось при однократном облучении в дозе 100 сГр через 12 месяцев после воздействия, а при фракционированном облучении в дозах 20 и 100 сГр через 12 месяцев. К концу наблюдения показатели нуклеиновых кислот нормализовались, а содержание белка при фракционированном облучении при дозах 10 и 20 сГр снижалось. Активность окислительно-восстановительных ферментов СДГ, ЛДГ и Г-6-ФДГ при всех дозах и режимах облучения на всем протяжении пострадиационного периода статистически не отличалось от возрастного контроля. Впервые проведенное математическое моделирование нейроморфологических эффектов в нейронах средних слоев теменной коры головного мозга крыс при воздействии малых доз ионизирующего излучения показало, что динамика всех показателей имеет нелинейный характер с умеренным или слабым коэффициентом корреляции между исследуемыми аргументами и в изученном диапазоне доз статистически значимых различий не имеет.
Научно-практическая значимость. Результаты исследования дополняют представления о структурно-функциональных перестройках, возникающих в теменной доле головного мозга при радиационном облучении в малых дозах. Полученные результаты научных исследований служат морфологическим обоснованием для прогнозирования изменений в нервной системе в отдаленные периоды после облучения, при разработке рекомендаций для санитарно-гигиенического нормирования ионизирующего излучения в радиобиологии, авиационной и космической медицине.
Данные, полученные в работе, использованы при составлении отчета о НИР и реализованы в методических рекомендациях при участии автора:
-
Отчет «Исследование отдаленных медицинских и социально-психологических последствий у личного состава, принимавшего участие в ликвидации аварии на ЧАЭС» по теме «Проект методических рекомендаций по оценке отдаленных медико-психологических последствий у военнослужащих, работавших в условиях радиационного воздействия» (итоговый) / Гос НИИИ военной медицины МО РФ, инв.№ 0076, шифр «Экспертиза-2».: инв. № 7229. – М., 2005. – 45 с.
-
Методические рекомендации по оценке отдаленных медико-психологических последствий у военнослужащих, работавших в условиях радиационного воздействия. – М., Гос НИИИ военной медицины МО РФ, 2007. – 45 с.
Апробация диссертации. Материалы, основные положения и выводы диссертации были доложены и обсуждены на: Российской научной конференции «Медико-биологические проблемы токсикологии и радиологии» (Санкт-Петербург, 2008); Международной научной конференции «Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды» (Сыктывкар, 2009); VI Всероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Саратов, 2009); Международной научной конференции «Актуальные вопросы теоретической, экспериментальной и клинической морфологии» (Иваново, 2009); X Конгрессе Международной ассоциации морфологов (Ярославль, 2010); VI Съезде по радиационным исследованиям (Москва, 2010); Расширенном заседании радиобиологического отдела Гос НИИИ военной медицины МО РФ (Москва, декабрь 2010, протокол № 12/2010); Всероссийской конференции с Международным участием «Современные направления исследований функциональной межполушарной ассиметрии и пластичности мозга» (Москва, 2010); XV Международном конгрессе по реабилитации в медицине и иммунореабилитации (Дубай, ОАЭ, 2010); VIII Всероссийской конференции по патологии клетки (Москва, 2010); XVI Международном конгрессе по реабилитации в медицине и иммунореабилитации (Париж, Франция, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, в которых изложены основные положения диссертации, из них 15 в центральной печати, среди которых 5 в изданиях рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, заключения, выводов, списка литературных источников. Материал изложен на 156 страницах машинописи. Работа иллюстрирована 14 таблицами и 54 рисунками. Список литературы включает 322 источника, 259 из них – отечественных и 63 – зарубежных.
![Морфофункциональная характеристика слизистой оболочки тощей кишки после воздействия [Г]-излучения в малых дозах](/i/i/4495/469880.png "Морфофункциональная характеристика слизистой оболочки тощей кишки после воздействия [Г]-излучения в малых дозах Слюсарева, Ольга Александровна")
