Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 7
1.1. Биологические эффекты ядов на организм человека и животных... 7
1.1.1. Пчелиный яд 7
1.1.2. Жабий яд 11
1.1.3. Яд саламандры 14
1.2. Неспецифические адаптационные реакции 16
1.3. Средства противолучевой защиты 29
1.3.1. Некоторые аспекты повреждающего действия ионизирующей радиации на организм человека и животных 29
1.3.2. Радиопротекторы 32
1.3.3. Средства биологической защиты 34
2. Материалы и методы 39
3. Результаты исследований 46
3.1. Диагностика возникновения состояния радиорезистентности, развивающегося в результате многократного введения зоотоксинов ... 46
3.2. Изучение продолжительности радиозащитного действия зоотоксинов 49
3.3. Изучение радиозащитного действия курсового введения зоотоксинов от фракционного облучения в дозе ЗГр 58
3.4. Изучение радиозащитного действия курсового введения зоотоксинов от фракционного облучения в дозе 1,5 Гр 65
4. Обсуждение результатов 70
Заключение 88
Выводы 90
Цитированная литература 92
Приложение 110
- Неспецифические адаптационные реакции
- Средства биологической защиты
- Диагностика возникновения состояния радиорезистентности, развивающегося в результате многократного введения зоотоксинов
- Изучение радиозащитного действия курсового введения зоотоксинов от фракционного облучения в дозе 1,5 Гр
Введение к работе
Интерес к радиобиологическим проблемам является несомненной приметой настоящего времени, обусловленной известными издержками современного индустриального развития. Происходит постоянное обострение радиоэкологической ситуации вследствие техногенных аварий на ядерных объектах, испытаний ядерного оружия, захоронения ядерных отходов, что ставит новые задачи в поиске средств защиты от фракционного (многократного) и хронического облучения (Кудряшов, Гончаренко, 1999). Классические радиопротекторы из-за своей высокой токсичности, ограниченного срока применения, а также снижения защитной активности при уменьшении мощности дозы облучения, оказались непригодными в сложившихся условиях. В решении указанной проблемы важная роль принадлежит поиску противолучевых средств длительного действия, особое место среди которых занимают вещества природного происхождения, в группу которых входят зоотоксины (Гончаренко, Кудряшов, 1991, Васин, 1999).
Высокая биологическая активность а также способность вызывать общую, неспецифическую ответную реакцию (Артемов, 1969; Крылов и др. 1998; Корягин, Ерофеева, 2004; Овощникова 2004) позволяют рассматривать зоотоксины, как возможные стимуляторы радиорезистентности. Были изучены противолучевые свойства пчелиного яда (Артемов 1975; Корягин и др., 2000), жабьего яда (Орлов, Конькова, 1978), яда саламандры (Овощникова, 2004). Однако, изучение пролонгированного радиозащитного действия этих ядов, а также их радиопротекторных свойств от фракционного облучения не проводилось. Большая практическая ценность применения зоотоксинов в малых дозах, повышающих неспецифическую резистентность организма, заключается прежде всего в том, что они могут рассматриваться препаратами выбора в условиях длительного низкоинтенсивного воздействия ионизирующего излучения.
В связи с указанным, в работе была изучена способность малых (в десятки раз ниже летальных) доз ядов пчелы медоносной (Apis melifera), саламандры пятнистой (Salamandra salamandra) и жабы зеленой (Bufo viridis) защищать систему крови от фракционного действия ионизирующей радиации, а также определена продолжительность состояния радиорезистентности системы крови, формирующегося в результате многократного введения зоотоксинов. Исследуемые яды имеют различную химическую природу, токсичность и специфическую направленность действия на организм. Яд пчелы богат компонентами белковой природы и известен как гематотропный агент (Крылов, 2005). Яд саламандры содержит в основном стероидные алкалоиды (Habermehl, 1971), проявляющие нейротропные эффекты (Крылов, Ошевенский, 1984; Гелашвили и др., 1987; Тинякова и др., 1999). Яд жабы оказывает выраженное кардиотропное действие, благодаря наличию буфадиенолидов, обладающих подобно сердечным гликозидам растений, прямым кардиотоническим действием (Крылов, 2002). В результате того, что именно система крови и кроветворения страдает в первую очередь при действии радиации (Ярмоненко, Вайнсон, 2004; El-Kashef et.al., 1999), а ее показатели являются основными индикаторами типа неспецифических адаптационных реакций (Гаркави и др., 1998), именно показатели системы крови были выбраны в качестве критериев оценки противолучевых эффектов ядов пчелы, жабы, саламандры.
Цель работы. Целью работы служило изучение способности ядов пчелы, жабы и саламандры защищать систему крови от фракционного (многократного) действия ионизирующей радиации.
В задачи работы входило:
1 .Диагностика возникновения состояния радиорезистентности системы крови, развивающегося под влиянием многократного введения малых доз зоотоксинов.
2,Определение длительности состояния радиорезистентности, оцениваемой по показателям белой крови: общему количеству лейкоцитов, лейкоцитарной формуле и показателям костного мозга: общему количеству кроветворных клеток костного мозга и отдельных кроветворных рядов у животных, облученных в разные сроки.
3. Изучение способности зоотоксинов защищать систему крови от фракционного облучения в суммарной дозе 3 Гр, оценивая показатели красной крови, белой крови, а также костного мозга.
4. Выявление способности зоотоксинов защищать систему крови от фракционного облучения в суммарной дозе 1,5 Гр, оцениваемой по показателям красной крови, белой крови, а также костного мозга.
Научная новизна исследования. В работе впервые проведено исследование способности ядов пчелы, жабы, саламандры защищать систему крови от фракционного действия ионизирующей радиации, а также изучена продолжительность состояния радиорезистентности системы крови, формирующегося в результате многократного введения малых доз зоотоксинов. В этих условиях обнаружено, что курсовое введение ядов пчелы в дозе 0,1 мг/кг, яда жабы в дозе 0,1 мг/кг, яда саламандры в дозе 0,5 мг/кг способствует развитию состояния радиорезистентности продолжительность которого составляет 3-4 недели в зависимости от вида яда: четыре недели для ядов пчелы и саламандры, три недели -для яда жабы. Впервые установлено, что курсовое введение зоотоксинов в малых дозах способствует эффективной защите системы крови от фракционного облучения в суммарной дозе 1, 5 Гр и суммарной дозе 3 Гр, что, по видимому, обусловлено развитием неспецифической адаптационной реакции устойчивой активации.
Практическая и теоретическая значимость работы.
Изучение продолжительности радиозащитных эффектов, вызванных многократным введением ядов пчелы, жабы, саламандры а также их способности защищать систему крови от фракционного у-облучения позволяют расширить представления о механизмах формирования неспецифической радиорезистентности и предполагают возможность создания на их основе препаратов, повышающих радиорезистентность организма, с целью их применения как радиопротекторов длительного действия.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Многократное введение малых доз ядов пчелы, жабы, саламандры вызывает развитие состояния радиорезистентности, обусловленное формированием неспецифической адаптационной реакции устойчивой активации.
2.Состояние радиорезистентности системы крови сохраняется в течение длительного времени (трех-четырех недель в зависимости от вида яда).
3.Возникновение состояния длительной радиорезистентности позволяет успешно защищать систему крови при фракционном у-облучения.
Апробация работы. Результаты работы обсуждены на Ш-й Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования в системе образования» (Тамбов, 2005), на конференции Сибирского государственного медицинского университета «Естествознание и гуманизм» (Томск, 2005), а также на третьем европейском конгрессе «European Congress on Social Insects» (Санкт-Петербург, 2005).
Структура и объем диссертации. Материалы диссертации изложены на страницах машинописного текста, иллюстрированы таблицами и рисунками. Работа состоит из введения, обзора литературы, характеристики материалов и методов исследования, глав результатов исследования, обсуждения, заключения, выводов и списка литературы, содержащего источников, из которых на русском языке и на иностранных языках.
Неспецифические адаптационные реакции
В настоящее время известны четыре неспецифические адаптационные реакции: стресс, повышенная активация, спокойная активация и реакция тренировки. В основе развития этих реакций лежит количественно-качественный принцип: в ответ на действие раздражителей, различных по количеству, т.е. в зависимости от их биологической активности, развиваются качественно отличающиеся стандартные адаптационные реакции организма (Гаркави и др., 1998).
Первая общая неспецифическая адаптационная реакция была открыта и описана Гансом Селье, который обнаружил, что в ответ на действие разных по качеству, но сильных, неадекватных раздражителей в организме стандартно развивается один и тот же комплекс изменений, характеризующих эту реакцию, названную им общий адаптационный синдром, или реакцией напряжения - реакцией стресс (Селье, 1972, 1979).
Дальнейшее изучение стресса показало, что эта реакция протекает стадийно, характеризуется определенным комплексом изменений в нейроэндокринной системе, оказывает влияние на уровень неспецифической резистентности организма, его воспалительный потенциал и метаболизм. Независимо от природы раздражителя решающее значение в эфферентном осуществлении стресс-реакции имеют два пути: либо через гипоталамус— гипофиз— кору надпочечников, либо через возбуждение симпатической нервной системы, которое проявляется путем выделения катехоламинов — адреналина в мозговом слое надпочечников, норадреналина - в центральной нервной системе и в адренергических синапсах (Горизонтов и др., 1983).
Многочисленными работами Г. Селье и его последователей установлено, что основной гормональный механизм в реализации стресс-реакции запускается в гипоталамусе, в частности в дугообразном ядре. Здесь под влиянием нервных импульсов, поступающих из коры мозга, ретикулярной формации, лимбической системы, гиппокампа и миндалевидного комплекса, возникают сложные нейрогуморальные процессы, действующие по принципу обратных связей. Гипоталамус рассматривается как высший центр регуляции эндокринных функций. Поступающие в него афферентные сигналы реализуются под влиянием не только нервных импульсов, но и различных гормонов (Алешин и др., 1981). Через 6 часов после стрессорного воздействия развивается первая стадия стресса - «реакция тревоги», после, по мнению Селье, наступает стадия резистентности, т.е. стадия устойчивости, и, если раздражитель очень сильный или повторяется, то развивается третья стадия - стадия истощения (Селье, 1972).
Селье было показано, что первую стадию стресса характеризуют такие показатели как уменьшение тимуса, лейкоцитоз, лимфопения, эозинофилия, нейтрофилез, развитие кровоизлияний и язв в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта, выброс надпочечниками в кровь адреналина, стимуляция секрета АКТГ гипофиза, приводящая к повышению секреции глюкокортикоидных гормонов коры надпочечников, в то время как секреция минералокортикоидов угнетена, угнетение секреции щитовидной и половых желез. В результате изменений, достигнутых с стадию тревоги, в стадии резистентности отмечается повышенная устойчивость организма к сильным, повреждающим воздействиям. В стадию истощения характер изменений напоминает реакцию тревоги, за исключением того, что секреция глюкокортикоидных гормонов начинает постепенно снижаться (Селье, 1972).
В настоящее время стресс-реакция рассматривается как неотъемлемый компонент реакции срочной адаптации, которая возникает непосредственно после действия раздражителя и реализуется на основе готовых, ранее сформированных биологических механизмов. Очевидными проявлениями срочной адаптации являются бегство животного в ответ на боль, увеличение теплопродукции в ответ на холод, увеличение теплоотдачи в ответ на тепло, рост легочной вентиляции и минутного объема кровообращения в ответ на недостаток кислорода и т.д. Важнейшая черта этого этапа адаптации состоит в том, что деятельность организма протекает на пределе его физиологических возможностей - при полной мобилизации функционального резерва - и далеко не в полной мере обеспечивает необходимый адаптационный эффект. Срочная адаптация обеспечивает либо быстрый выход из контакта с фактором среды, либо оказывается длительной и тогда характеризуется предельной мобилизацией физиологических резервов, выраженной стресс реакцией, явлениями повреждения и несовершенством функций организма в данных условиях. В результате длительного или многократного действия на организм факторов среды развивается долговременный этап адаптации. По существу, он развивается на основе многократной реализации срочной адаптации и характеризуется тем, что в итоге постепенного количественного накопления каких-то изменений организм приобретает новое качество - из неадаптированного превращается в адаптированный (Меерсон, 1992). Было показано, что главным адаптивным эффектом стресса, реализующимся в процессе долговременной адаптации, является действие гормонов на функционирование генетического аппарата клетки, они через регуляторный аппарат генома могут влиять на экспрессию определенных генов и рост клеточных структур (Меерсон, Пшенникова, 1993). Второй адаптивный эффект стресс-реакции состоит в том, что «стрессорные» гормоны - катехоламины, вазопрессин и другие - опосредованно через соответствующие рецепторы или прямо влияют на активность липаз, фосфолипаз (Emilsson, Gudbjarnason, 1984), интенсивность свободно-радикального окисления липидов (Коган и др., 1979), т.е. на основные процессы, ответственные за обновление липидного бислоя мембран, а тем самым - липидное окружение мембраносвязанных функциональных белков. В результате могут быть достигнуты сравнительно быстрые изменения активности основных мембранных белков, т.е. жизненно важных ферментов, рецепторов, каналов ионного транспорта, локализованных в клеточной мембране. Третий адаптивный эффект стресс-реакции состоит в мобилизации энергетических и структурных ресурсов организма, которая выражается увеличением в крови концентрации глюкозы, жирных кислот, нуклеотидов, аминокислот, а также мобилизацией функций дыхания и кровообращения. Этот эффект приводит к увеличению доступности субстратов окисления, исходных продуктов биосинтеза и кислорода для органов, работа которых увеличена. Главную роль в мобилизации резерва углеводов в организме играют катехоламины и глюкагон за счет прямой активации гликогенолиза и гликолиза через аденилатциклазную систему в печени, скелетных мышцах и сердце (Виру, Кырге, 1983). Выделение катехоламинов при этом происходит на самом раннем этапе стресс-реакции, а глюкагона несколько позже (Galbo et. al., 1976). Другим источником глюкозы являются возникающие под влиянием глюкокортикоидов и паратгормона активация гидролиза белков, увеличение фонда свободных аминокислот и активация глюконеогенеза в печении и скелетных мышцах (Kepple et. al., 1980). При этом глюкокортикоиды, действуя на свои рецепторы на уровне клеточного ядра, стимулируют синтез ферментов глюконеогенеза (Голиков, 1988). Оба рассмотренных выше гормональных механизма обеспечивают мобилизацию глюкозы при стресс-реакции и ее своевременное поступление к жизненно важным органам (Виру, Эйлер, 1976).
Средства биологической защиты
Главным стимулом в поисках и исследованиях природных противолучевых средств послужило стремление избавиться от ряда существенных недостатков классических синтезированных радиопротекторов: их побочного токсического действия, ограниченного срока их применения, снижения защитной активности при уменьшении мощности дозы облучения. Применение природных препаратов позволяет получить лечебно-профилактичекий эффект, частично или полностью лишенный перечисленных недостатков. В отличии от классических радиопротекторов у препаратов природного происхождения активность возрастает по мере снижения мощности дозы облучения на фоне действия природных факторов загрязнения. Они проявляют свойства адаптогенов, способных стабилизировать гомеостаз, повышать общую неспецифическую резистентность организма. В силу этих свойств, определяющих многообразие лечебно-профилактических эффектов, адаптогены занимают ведущее место среди средств фармакосанации (Кудряшов, Гончаренко, 1991).
Предполагается, что адаптогены - препараты природного происхождения и противолучевые лекарственные препараты, в том числе лекарственные средства, модулирующие общую неспецифическую реакцию организма и иммунную систему, могут быть использованы в качестве средств защиты от хронического облучения (Кудряшов, Гончаренко, 1999).
Противолучевые средства природного происхождения были обнаружены в различных классах химических соединений: из группы витаминов способность повышать радиорезистентность организма отмечена у В6 (53-56), у биофлаваноидов, каротиноидов, при совместном применении Ві и В6, фолиевой и аскорбиновой кислоты, у женьшеня, элеутерококка (Брехман, 1960), китайского лимонника, у колхицина и его производных у бактериальных эндотоксинов полисахаридной природы и полинуклеотидов из РНК, а также у АТФ (Васин, 1999).
Однако, среди противолучевых средств природного происхождения выделяют две основные группы соединений, это - зоопрепараты и фитопрепараты (Кудряшов, Гончаренко, 1991).
Впервые концепция о биологическом действии адаптогенов растительного происхождения (фитоадаптогеноз), способных регулировать гомеостаз путем стимулирующего и тонизирующего действия на человека была высказана Брехманом. Используя экстракты женьшеня и элеутерококка (лигиановые глюкозиды), он показал, что стимуляция (повышение умственной и физической работоспособности) происходят вскоре после однократного введения препаратов, а тонизирующий эффект связан с повышением общей неспецифической реакции организма в результате пролонгированного их действия. Оба препарата при длительном скармливании крысам обладали защитным действием от острого и хронического облучения (Брехман, 1980). Особенностью действия фитоадаптогенов является регуляция ими активности головного мозга, выражающаяся в восстановлении ряда биохимических нарушений, в частности обмена биогенных аминов, что в свою очередь способствует возрастанию радиорезистентности животных (Гончаренко, Кудряшов, 1980).
Из группы фитопрепаратов можно выделить ряд препаратов, обладающих радиопрофилактическим лейкостимулирующим действием, таких как гидролизаты из крестоцветных: капусты огородной (Brassica eleraces), брюквы (Brassica napus), горчицы (Brassica junces), редьки (Rorippa montana), жирушника (Raphanus sativus) и др. К этой группе также относятся полисахаридные экстракты из древесных съедобных грибов - Auricularia auricular Judae, лишайников - Paramella tinctorum Desper - «Шихуа», плавунов Lycopodium clavatum и др. (Гончаренко, Кудряшов, 1991). В Шанхайском институте военной медицины Ю.Чиджи и др. (Ju Zhijie et.al.,1988) было изучено около 100 препаратов из морепродуктов: моллюсков, морских звезд, голотурий, офиур, креветок, рыб, оказывающих противолучевое действие.
Особая группу природных адаптогенов представлена зоопрепаратами, а именно трефонами - экстрактами из клеток и тканей животных, зоотоксинами и гормональными препаратами. В 1922 г. в лимфоцитах был обнаружен трефон, стимулирующий гемопоэз. Было показано, что экстракты их тимуса и селезенки стимулируют пролиферацию и дифференцировку кроветворных органов, регенерацию костного мозга и могут быть использованы для лечения лучевой болезни. К настоящему времени накопилось много работ о радиозащитных свойствах трефонов лимфоидных тканей животных разных видов. Как показали Олонцевава и др., очищенные препараты селезеночных экстрактов телят обладают выраженным радиозащитным действием, стимулирую гемопоэз у облученных животных. Среди гормональных препаратов, можно выделить эстрогены, действие которых реализуется посредством обратного торможения пролиферативной активности костного мозга (защита от повреждения ткани) и стимуляции синтеза нуклеиновых кислот и белков, обеспечивающих восстановление гемопоэза. Один из наиболее изученных препаратов данной группы - это этилстильбэстрол (Владимиров и др., 1988).
Третья группа адаптогенов животного происхождения - зоотоксины, это яды змей, пауков, пчел, скорпионов, жаб и т.д.(Халиков, 1978; Вернигорова, Лебедев, 1986). В дозах, вызывающих гормезис, они используются как средства, повышающие общую неспецифическую резистентсноть организма и радиорезистентность (Вернигорова, Лебедев, 1986). Активным началом в них, как правило, являются пептидные фракции: бутоксин в яде пестрого скорпиона, меллитин в яде пчел. Яды скорпиона и паука каракурта обнаруживают радиопрофилактическое и лечебное действие как при остром, кратковременном, так и при протяженном облучении. Однократное их введение в микроколичествах (10-100 мкг/кг массы тела) приводит к пролонгированному действию ( от 1ч до 3 сут). Важно то обстоятельство, что в радиозащитных дозах они нетоксичны при многократном введении, не обнаруживают эмбриотоксичных и кумулятивных свойств (Гончаренко, Кудряшов, 1991).
Недавно были показаны радиозащитные свойства для яда саламандры (Овощникова, Корягин, 2001,2002; Корягин и др., 2002; Логинов и др.., 2002), яда пчелы (Крылов и др., 2004), яда жабы (Корягин, Ерофеева, 2004; Корягин и др., 2005).
Диагностика возникновения состояния радиорезистентности, развивающегося в результате многократного введения зоотоксинов
В результате проведенных исследований было показано, что однократное облучение в дозе 3 Гр приводит к снижению общего количества клеток костного мозга в среднем на 35% у облученных животных, уменьшению количества клеток миелоидного, лимфоидного и мегакариоцитарных рядов в среднем в два раза, снижению общего количества лейкоцитов периферической крови в 3 раза по сравнению с интактными животными, а в лейкоцитарной формуле наблюдается сильнейший нейтрофилез и лимфопения. При изучении продолжительности радиозащитного действия также было показано, что облучение в дозе 3 Гр приводит к снижению общего количества клеток костного мозга на 28% через 7 дней после облучения и остается таким низким в течении 28 дней исследования. В нашем эксперименте показано, что у-облучение в дозе 3 Гр оказывает существенное поражающее воздействие на клетки белой периферической крови, общее количество лейкоцитов у облученных животных было в 6 раз ниже по сравнению с интактными животными в течении всего периода исследований, а в лейкоцитарной формуле также наблюдается сильнейший нейтрофилез и лимфопения. В третьей серии экспериментов, посвященной изучению радиозащитного действия курсового введения зоотоксинов от фракционного облучения в дозе ЗГр было выявлено снижение общего количества клеток костного мозга у облученных животных в среднем на 55% по сравнению с интактными животными, уменьшение количества клеток миелоидного ряда в среднем в 2 раза, лимфоидного в среднем в 3 раза и эритроидного в среднем в 3,5 раза по сравнению с интактными животными, снижение общего количества лейкоцитов периферической крови достигало 50% по сравнению с интактными животными, в лейкоцитарной формуле наблюдается нейтрофилез и лимфопения в значительно меньшей степени выраженная, чем при однократном облучении. В целом можно заключить, что фракционное облучение в дозе 3 Гр оказывает более сильный повреждающий эффект по сравнению с однократным воздействием у-облучения в аналогичной дозе. При изучении радиозащитного действия курсового введения зоотоксинов от фракционного облучения в дозе 1,5 Гр было установлено снижение общего количества клеток костного мозга у облученных животных в среднем на 35-40% по сравнению с интактными животными, снижение общего количества лейкоцитов периферической крови достигало 50% по сравнению с интактными животными, в лейкоцитарной формуле наблюдались небольшие колебания в пределах нормы. В целом можно сказать, что фракционное облучение в суммарной дозе 3 Гр оказывает более сильное повреждающее действие на систему крови по сравнению с однократным облучением в аналогичной дозе.
Опустошение костного мозга начинается тотчас после облучения и неуклонно продолжается вследствие прямой гибели молодых, малодифференцированных и делящихся клеток, что обуславливает высокую радиочувствительности и низкие репаративных возможностей костного мозга (Ярмоненко, Вайнсон, 2004). Характер же изменения морфологического состава периферической крови зависит прежде всего от продолжительности жизни зрелых клеток. Количество наиболее долго живущих эритроцитов (около 100 дней) уменьшается с наименьшей скоростью, так как даже при полном отсутствии продукции скорость уменьшения их численности составляет менее 1% в сутки, численность же нейтрофилов, имеющих наименьшую продолжительность жизни (около 10 часов) уменьшается более стремительно, промежуточный случай представлен тромбоцитами (средняя продолжительность жизни около 10 дней). Также наблюдается значительное снижение количества лимфоцитов, имеющих две популяции - короткоживущую (недели) и долгоживущую (месяцы, годы), так как не смотря на то, что лимфоциты являются зрелыми элементами, обладают крайне высокой радиочувствительностью и погибают сразу после облучения в костном мозге, лимфоузлах и периферической крови (Козинец и др., 2002). Многими авторами показано, что гибель клеток системы крови, происходящая в результате прямого и непрямого повреждающего действия радиации происходит по апоптотическому и некротическому пути, причем для клеток лимфоидного происхождения характерен в основном апоптотический путь (Ярмоненко, Вайнсон, 2004; Кудряшов, 2004; Мазурик и др., 2002; Мазурик 2005).
При диагностике возникновения состояния радиорезистентности, развивающегося в результате многократного введения зоотоксинов, было показано, что все исследуемые яды вызывали увеличение количества выживших клеток костного мозга в среднем на 20-30% по сравнению с контролем. Все исследуемые яды оказывали защитное действие на лейкоциты периферической крови: пчелиный яд, яд жабы и яд саламандры достоверно увеличивали по сравнению с показателями контрольных групп количество выживших лейкоцитов в среднем на 45-50%. Относительно красной крови никаких достоверных отличий в содержании общего количества эритроцитов и содержания гемоглобина в периферической крови у различных групп животных не было обнаружено, что скорее всего связано с устойчивостью красной крови к действию радиации, также высокой продолжительностью жизни эритроцитов. Таким образом, первая серия экспериментов показала, что все исследуемые яды обладали радиозащитным действием в отношении как клеток костного мозга так и лейкоцитов периферической крови при однократном облучении в дозе 3 Гр.
Изучение радиозащитного действия курсового введения зоотоксинов от фракционного облучения в дозе 1,5 Гр
В свою очередь показано, что активация свободнорадикальных процессов и перекисного окисления липидов при облучении вызывает также существенное нарушение ферментативной детоксикации системы печени, что связывают со снижением содержания цитохрома Р-450 в результате аномального развития реакций перекисного окисления липидов в облученном организме (Хавинсон, 2003). В физиологических условиях микросомы печени, легких и ряда других органов содержат в активном состоянии лишь 5% от всего пула системы цитохрома Р-450, представляющей собой полиферментный комплекс, содержащий цитохром Р-450 и его изоформы, НАДФН-цитохром Р-450 редуктазу, цитохром Ь5 и НАДН - специфический флавопротеин (Kappus, 1987; Тиунов и др., 1997). По мере возрастающего поступления в организм ксенобиотиков и образования эндогенных токсинов происходит активация цитохрома Р-450, а затем усиливается биосинтез соответствующих изоформ этого фермента. Однако, в свою очередь, в процессах микросомального окисления происходит образование побочных высокореакционных продуктов радикальной природы, способных инициировать процессы свободнорадикального и перекисного окисления биомолекул (Хавинсон, 2003).
В результате повышения активности опиоидергической системы происходит высвобождение из передней доли гипофиза в кровь бета-эндорфина причем в эквимолярных количествах с АКТГ. Это сопряжение детерминировано на генетическом уровне и определяется тем, что АКТГ и бета-эндорфин образуются из общего предшественника полипептида проопиомаланокортина (Guillemin et.al., 1977).Одновременно происходит сопряженное высвобождение норадреналина и мет-энкефалина из надпочечников (Тигранян, Вакулина, 1984), которое определяется тем, что оба вещества локализованы там в одних везикулах (Lewis et.al., 1982).Стимулируемое стрессом высвобождение опиоидных пептидов через систему опиатных рецепторов приводит к ограничению стресс-реакции по двум механизмам: во-первых, опиоидные пептиды на пресинаптическом уровне блокируют высвобождение норадреналина из симпатических терминалей ЦНС и на периферии через опиатные рецепторы на терминалях (Werking et al., 1987), и, во-вторых, они тормозят взаимодействие норадреналина с бета-рецепторами на постсинаптической мембране нейронов и клеток органов-мишеней, т.е. ограничивают норадренергическую передачу путем инактивации аденилатциклазы (Aghajanian, Wang, 1987). Кроме того, опиоидные пептиды способны ограничивать высвобождение стресс-гормона вазопрессина, ингибировать синтез и высвобождение кортикостероидов (Taylor et.al., 1983).
Показано сопряжение стресс-реализующих систем с ГАМК-ергической системой. Повышение содержания катехоламинов и кортикостероидов, наблюдаемое при активации стресс-реализующих систем вызывает угнетение ГАМК-трансаминазы, разрушающей ГАМК, что приводит к увеличению содержания ГАМК в головном мозге (Андреев с соавт., 1983), где ГАМК способна ограничивать на постсинаптическом уровне секрецию рилизинг-факторов гипоталамуса, ограничивая тем самым активацию гипофизарно-адреналового звена стресс-реакции (Ixart et. al., 1983). Кроме того, показано, что ГАМК- система оказывает тоническое ингибиторное действие на так называемые «командные» нейроны гипоталамуса, которые при стрессе генерируют интегративный мультисистемный ответ, т.е. активацию вегетативных органов, таким образом ГАМК- система может ограничивать стресс-реакцию на центральном уровне - на уровне центров адренергической регуляции. Также ГАМК на пресинаптическом уровне обладает способностью ограничивать высвобождение норадреналина из симпатических терминалей (Fuler, 1985), т.о. ограничивать реализацию адренергической регуляции на уровне органов-мишеней. А поскольку в условиях целого организма ГАМК-ергическая система реализует свои защитные эффекты через ГАМК-рецепторы, которые сопряжены с бензодиазепиновфыми рецепторами, то фармакологическая стимуляция бензодиазепиновых рецепторов может повышать эффективность ГАМК-защиты.
В настоящее время также доказано, что при формировании адаптации происходит активация холинергической системы в ряде областей головного мозга, связанных с центрами инициации стресс-реакции. В частности показано, что происходит высвобождение и активация синтеза ацетилхолина в структурах гиппокампа, что оказывает сильное тормозное влияние на гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальную систему (Finkelstein et.al., 1985; Spignoli, Pepen, 1986; Feldman, Conforti, 1980).
Также было показано, что система простагландинов играет важную роль в антистрессорной защите организма. Доказано, что действие стресс-гормонов и катехоламинов на клетки органов-мишеней сопряжено с активацией в них биосинтеза производных арахидоновой кислоты и, в частности, простагландинов (Пшенникова, 1991). Простагландины группы Е в свою очередь по механизму обратной связи ограничивают высвобождение норадреналина из симпатических терминалей, действуя на пресинаптическом уровне, а также уменьшают повреждающий эффект катехоламинов на эффективные клетки на постсинаптическом уровне - за счет ингибирования аденилатциклазы. Кроме того, показано, что простагландины обладают непосредственным мембранопротекторным действием, защищая клетки органов от стрессорных повреждений, что, по-видимому, определяется их липидной природой и реализуется за счет их взаимодействия с липидным бислоем клеточных мембран, приводящего к стабилизации последних (Пшенникова, 1991). Отмечается также , что в процессе формирования долговременной адаптации происходит умеренная активация аденозинергической системы, в результате чего в клетках происходит накопление аденозина (Berne, 1980), который ограничивает выделение норадреналина из симпатических терминалей (Fulder, 1985), кроме того, аденозин, являясь одним из тормозных медиаторов на уровне мозга может ограничивать саму стресс-реакцию (Jackisch et.al., 1985; Marangos, 1986; Dunwiddle, Proctor, 1986).
Кроме того, показано, что в результате повторного действия стрессорных гормонов на клеточные рецепторы развивается увеличение экспрессии генов, кодирующих образование белков теплового шока (HSP). В результате в ядрах и цитоплазме клеток происходит накопление нескольких изоформ этих белков: шаперонов HSP70, исторически идентифицированных при стрессорных условиях, в течении которых они способны предотвращать агрегацию и ассистировать рескладывание неправильно сложенных белков; HSP90, количество которых может достигать до 1% всех растворимых белков цитозоля; а также малых протеинов теплового шока sHsps. Для HSP90 показано, что этот шаперон является важным для созревания нескольких протеинов, таких, как рецепторы стероидных гормонов (SHR). В отличии от большинства других рецепторных белков, SHR являются растворимыми внутриклеточными белками, которые перемещаются челноком между цитозолем и ядром. HSP90 связывается специфически с SHR в отсутствии стероидных гормонов.
