Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 13
1.1. Радиационная опасность при космических полетах 13
1.2. Влияние низких доз гамма- излучения на биологические объекты 17
1.3. Влияние изотопного состава воды на биологические объекты 28
1.4. Влияние ионизирующих излучений на иммунную систему 39
1.5. Отдаленные последствия низких доз ионизирующих излучений в эксперименте на животных 44
1.6. Химическая и биологическая защита от действия ионизирующих излучений 50
1.7. Методы и устройства получения воды с пониженным содержанием дейтерия 54
Глава 2. Материалы и методы 59
2.1. Условия проведения экспериментов 59
2.2. Методы исследования 63
Глава 3. Результаты исследований 75
3.1. Влияние воды с пониженным содержанием дейтерия и кислорода О на организм экспериментальных животных 75
3.2. Влияние воды с пониженным содержанием дейтерия и кислорода 180 на развитие повреждений в организме экспериментальных животных после дробного у - облучения в суммарных дозах 0,25; 0,50; 1,0 Гр 80
3.3. Изучение цитоархитектоники тимуса и селезенки у мышей после облученния 89
3.4. Влияние воды с пониженным содержанием дейтерия на частоту помутнения хрусталика у мышей после гамма-облучения 96
3.5. Частота радиационно - индуцированных опухолей у крыс после многократного гамма-облучения в низких дозах 101
Глава 4. Обсуждение полученных результатов 105
4.1. Влияние протиевой воды на органы здоровых лабораторных животных 105
4.2. Влияние воды с пониженным содержанием дейтерия и кислорода 180 на развитие повреждений в организме экспериментальных животных после дробного гамма-облучения в низких дозах 109
4.3. Изучение цитоархитектоники тимуса и селезенки у облученных мышей, длительно принимавших воду с пониженным содержанием дейтерия и кислорода 80 112
4.4. Влияние протиевой воды на частоту постлучевых помутнений хрусталика 117
4.5. Влияние протиевой воды на частоту индуцированных опухолей у крыс 123
Выводы 126
Литература 129
- Влияние низких доз гамма- излучения на биологические объекты
- Методы и устройства получения воды с пониженным содержанием дейтерия
- Влияние воды с пониженным содержанием дейтерия и кислорода 180 на развитие повреждений в организме экспериментальных животных после дробного у - облучения в суммарных дозах 0,25; 0,50; 1,0 Гр
- Влияние протиевой воды на частоту постлучевых помутнений хрусталика
Введение к работе
Актуальность проблемы
Освоение ближнего и дальнего космического пространства требуют решения целого ряда задач, одной из которой является обеспечение необходимой радиационной безопасности экипажа космических аппаратов. В современных условиях дозы ионизирующих излучений, получаемые космонавтами за время длительных полетов, не превышают допустимых уровней облучения, однако при межпланетных полетах они могут значительно увеличиваться. В таких случаях физическая защита пилотируемого аппарата может оказаться недостаточной для обеспечения необходимого снижения радиационной нагрузки на экипаж. Кроме того, возможно возникновение внештатных ситуаций, связанных с выходом космонавта в открытый космос. Возможность радиационного воздействия может существенно увеличиваться, и тем самым выполнение поставленных задач будет затруднено. В связи с этим возникает необходимость поиска способов повышения общей резистентности организма космонавтов, находящихся в условиях герметически замкнутого объекта, причем такие, которые могли бы использоваться на протяжении длительного времени, не вызывая побочных эффектов и оказывая достаточно надежную защиту организма. В связи с этим научный и практический интерес представляет экспериментальное изучение воды с пониженным содержанием стабильного изотопа водорода – дейтерия (дейтерия и кислорода 18О) на биологические объекты с целью снижения последствий радиационного воздействия. Введение в систему жизнеобеспечения космонавтов потребляемой воды со сниженным содержанием дейтерия (дейтерия и кислорода 18О) позволило бы осуществить две важные задачи: обеспечить водный режим организма космонавтов высококачественной питьевой водой и повысить радиорезистентность. За рубежом предпринимаются попытки использовать воду с измененным изотопным составом с целью снижения лучевых повреждений в периоде восстановления после лучевой терапии злокачественных новообразований, а также торможения роста злокачественных новообразований [Somlyai, 2002 г]. Активно рекламируют потребление такой воды коммерческие структуры. Однако в настоящее время фактически отсутствуют обстоятельные исследования влияния воды с пониженным содержанием дейтерия на биологические объекты и функции организма, позволяющие использовать её в практических целях. Не выяснены окончательно также механизмы биологического действия такой воды.
Цель работы:
Целью проведенного исследования явилось - изучить влияние воды с пониженным содержанием дейтерия (дейтерия и кислорода 18О) на развитие лучевых повреждений при действии низких доз гамма-излучения 60Со и возможность ее использования при космических полетах и в области практической медицины
Задачи исследования предполагали:
- Изучение влияния воды со сниженным содержанием дейтерия на организм здоровых животных.
- Выяснение радиопротекторных свойств воды с пониженным содержанием дейтерия и кислорода 18О при многократном облучении экспериментальных животных гамма – лучами 60Co в суммарных дозах 0,25; 0,50; 1,0 Гр.
- Изучение динамики формирования цитоморфологических изменений тимуса и селезенки мышей после многократного воздействия гамма – излучения в низких дозах в обычных условиях и в условиях предварительного использования воды с пониженным содержанием дейтерия кислорода 18О.
- Анализ частоты и сроков возникновения радиационно индуцированных помутнений хрусталика у мышей и новообразований у крыс после длительного применения протиевой воды.
Научная новизна
Впервые получены научные данные по изучению влияния длительного использования воды с пониженным содержанием дейтерия (дейтерия и кислорода 18О) на развитие лучевых повреждений в организме экспериментальных животных.
Проведен сравнительный анализ клеточных изменений в периферической крови экспериментальных животных и кариоцитов костного мозга мышей, длительно принимавших воду с пониженным содержанием дейтерия и кислорода 18О до и в период облучения. Изучены цитологические изменения в органах иммунной системы экспериментальных животных.
Установлено снижение степени развития лучевых повреждений у экспериментальных животных, длительно принимавших воду с пониженным содержанием дейтерия и кислорода 18О до облучения и в процессе проведения эксперимента, проявляющееся в уменьшении повреждений и ускорении процессов восстановления в органах иммунной системы, клетках костного мозга и периферической крови.
Впервые показана возможность модификации отдаленных последствий воздействия ионизирующих излучений (катарактогенных и канцерогенных эффектов) у экспериментальных животных.
Научно -практическая значимость работы
Изучена роль воды со сниженным содержанием дейтерия (дейтерия и кислорода 18О) в процессе развития и восстановления от лучевых повреждений при низких дозах гамма – радиации. Полученные данные имеют важное значение для космической биологии и медицины. Они позволяют снизить возможные последствия радиационного воздействия на организм при космических полетах. Результаты работы могут быть использованы в практической медицине для профилактики и лечения онкологических заболеваний, в реабилитационный период после лучевой терапии и хирургических вмешательств, а также в радиобиологии с целью модификации отдаленных последствий действия ионизирующих излучений.
Основные положения, выносимые на защиту
- Вода с пониженным содержанием дейтерия (дейтерия и кислорода 18О) при длительном использовании не оказывет токсического влияния на организм экспериментальных животных.
- Вода с пониженным содержанием тяжелого стабильного изотопа водорода - дейтерия и стабильного изотопа кислорода 18О обладает защитным действием при облучении животных гамма – лучами в низких дозах, проявляющимся в снижении степени тяжести лучевого повреждения и активации процессов восстановления.
- При длительном потреблении воды с пониженным содержанием тяжелого стабильного изотопа водорода - дейтерия и стабильного изотопа кислорода 18О после дробного воздействия в меньшей степени повреждаются клетки кроветворной и иммунной систем экспериментальных животных.
- У лабораторных животных, длительно содержавшихся на протиевой воде, значительно реже развиваются радиационно индуцированные помутнения хрусталика и новообразования различных локализаций.
- Механизмы влияния воды с пониженным содержанием дейтерия (дейтерия и кислорода 18О) на организм экспериментальных животных связаны с повышением общей резистентности организма, частью которой является и радиационная резистентность.
- Вода с пониженным содержанием тяжелого стабильного изотопа водорода - дейтерия (дейтерия и кислорода 18О) может быть рекомендована для проведения клинических исследований с целью снижения возможных последствий относительно низких уровней радиационных воздействий у космонавтов, лиц, профессионально связанных с воздействием ионизирующих излучений, а так же в случаях необходимости повышения общей резистентности организма: после тяжелых хирургических вмешательств, лучевой терапии.
Апробация работы
Основные результаты и положения диссертационной работы доложены и обсуждены на III, IV, VI Конференции молодых специалистов, аспирантов, студентов, посвященной дню космонавтики ГНЦ РФ ИМБП РАН, г. Москва, 2004, 2005, 2007г.; Нуково-практичной конференцii «Парадигми сучасно радiобiологii. Радiацiйний захист персоналу об’ъктiв атомно енергетики» г. Кев-Чорнобиль 2004г; Всероссийской конференции “Радиобиологические основы лучевой терапии” г. Москва, 2005г.; Первом съезде физиологов СНГ, Сочи – Дагомыс, 2005г.; 4-th International Workshop on Space Radiation Research and 17-th Annual NASA Space Radiation Health Investigatos’ Workshop, Moscow-St.Peterburg, 2006; 36-th Scientific Assambley COSPAR, Beijing, China 2006; 35-th Annual meeting of the European Radiation Research Society, Kiev, 2006; Конференции по Программе фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные науки- медицине» Москва, 2006г.
Диссертация апробирована на заседании секции «Космическая физиология и биология» Ученого совета ГНЦ РФ – ИМБП РАН (протокол № 7 от 12 июля 2007).
По теме диссретации опубликовано 14 печатных работ.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из 4 глав (обзор литературы, материалы и методы исследований, результаты проведенных исследований, обсуждения результатов), выводов и списка литературы.
Диссертация содержит 143 страниц, включая 25 таблиц, 1 рисунок.
Список литературы состоит из 148 библиографических названий, из них отечественных 109 и 39 иностранных.
Влияние низких доз гамма- излучения на биологические объекты
Принято считать, что «малые дозы» - это дозы, не превышающие естественный - радиационный фон, то есть фактически это дозовые пределы для профессиональных работников, не оказывающие неблагоприятного влияния на состояние здоровья [Л.А.Булдаков, B.C. Калистратова, 2005]. Низкими дозами следует считать дозы, не вызывающие выраженных лучевых реакций в организме большинства экспериментальных животных и человека вскоре после воздействия ионизирующего излучения, хотя у некоторых людей развитие отдельных признаков лучевого заболевания возможно. Это дозы стандартного редкоионизирующего излучения в пределах от 0,25 до 1,0 Гр, после облучения которыми не развивается острая лучевая болезнь с характерными ее проявлениями. Тем не менее, низкие дозы в организме млекопитающих вызывают определенные компенсаторные отклонения со стороны периферической крови, костного мозга и других систем организма. Они опасны ткже в отношении развития отдаленных последствий воздействия излучений. Известно, что при дозе облучения 0,5 Гр боеспособность человека не страдает, а после облучения в дозе 1,0 Гр возможно развитие примерно у 15% облученных людей признаков лучевой реакции легкой степени на протяжении короткого периода времени также без существенного снижения работоспособности [Е.П. Кронкайт, В.П. Бонд, Ч.Л. Данхэт, 1960]. Доза однократного облучения 1,0 Гр даже при наличии признаков лучевой реакции не только не приводит человека к гибели, но и не вызывает в большинстве случаев развития острой лучевой болезни [А.В.Козлова, Е.И. Воробьев, 1956].
Обобщая результаты изучения биологических эффектов после однократного облучения животных и человека в дозах, не превышающих 0,5 Гр, В.Г. Владимиров [1989] пришел к выводу об отсутствия в литературе убедительных доказательств причинения существенного вреда организму от внешнего облучения. Этот вопрос имеет чрезвычайно важное практическое значение для решения вопросов радиационной безопасности. Это важно также еще и с в связи с тем обстоятельством, что многие нарушения, возникающие в отдаленные сроки после действия ионизирующих излучений, во всем мире принято считать беспороговыми эффектами. Широкое использование ионизирующих излучений в производственной деятельности человека, науке и медицине привлекает большие контингента людей, работающих в условиях профессионального контакта с малыми уровнями ионизирующих излучений.
Необходимо отметить, что малые дозы ионизирующих излучений в ряде случаев действительно обладают положительным влиянием на биологические объекты [Л.А.Булдаков, В.С.Калистратова, 2005]. На протяжении длительного времени известно, в частности понятие «радиационного гормезиса», который характеризует положительное стимулирующее действие малых доз ионизирующего излучения при однократном облучении объектов растительного происхождения [A.M. Кузин, 1991, 1995]. Проблема влияния малых доз ионизирующего излучения особую актуальность приобрела после аварии на Чернобыльской АЭС. Многочисленные исследования состояния здоровья пострадавшего населения свидетельствует о его ухудшении в результате радиационного загрязнения окружающей среды. В настоящее время фиксируется статистически значимое увеличение количества новообразований щитовидной железы, отмечается задержка умственного развития детей, прогрессивное нарастание количества помутнений хрусталика у облучившихся в детском возрасте. В патогенезе этих изменений большую роль играют иммунологические и цитогенетические нарушения в организме людей, проживающих на загрязненных территориях [А.Ф. Цыб, Г.В. Нестеренко, В.Ф. Горобец, 1993; А.Ф. Цыб, Л.А.Ильин, В.К. Иванов, 1995; А.В. Яблоков, 1998 и др.]. Анализ медико биологически последствий аварии на ЧАЭС свидетельствует также о наличии у значительного количества населения радиобиологических стрессов, последствия которых могут быть непредсказуемы [В.П. Антонов, 1989]. Неизвестны в настоящее время окончательно отдаленные последствия аварии. Прогноз, основанный на расчетах возможного количества дополнительных случаев отдаленной лучевой патологии, более тревожный, чем предполагалось ранее [Е.П. Иванов, К.И. Горельчик, B.C. Лазарев, О.М. Климович, 1990].
В литературе имеется достаточно большое количество экспериментальных данных о различных нарушениях в клетках и тканях млекопитающих, обусловленных малыми и низкими дозами ионизирующих излучений. Комплексные исследования эффектов малых доз на биохимические, биофизичекие и функциональные показатели клеток организма экспериментальных животных, облученных гамма-излучением низкой интенсивности, позволили получить убедительные данные о реакциях клеток и тканей млекопитающих при воздействии малых доз ионизирующего излучения [Е.Б. Бурлакова, А.Н. Голощанов, Н.В. Горбунова и др. 1996]. Международные организации по защите от ионизирующих излучений (МКРЗ, НКДАР), до сих пор придерживаются беспороговой концепции действия ионизирующих излучений, теоретическую основу которых составляют два основных положения, изложенные в публикациях МКРЗ: 1) индукция повреждений молекул ДНК является беспорговым процессом и 2) зависимость доза -эффект в отношении выхода генетических повреждений является линейной во всем диапазоне доз [Публикации МКРЗ № 41, 42, 1987]. Это предполагает, что сколь угодно малое превышение естественного радиационного фона нельзя признать полезным, поскольку оно сопровождается развитием нестабильности генома, проявляющимся периодическим повышением частоты генетических нарушений в виде мутаций в половых и соматических клетках с возможной злокачественной трансформацией последних [Д. Гофман, 1994Ц995; Yoiner,1995; Robson et al., 1991 и др.]. Второе из приведенных положений в последние годы подверглось обоснованным сомнениям, поскольку характер зависимости доза-эффект, при изучении цитогенетических и, по-видимому, некоторых других нарушений в области малых и низких доз не полностью соответствует экспоненциальной модели зависимости эффекта от дозы, а эти данные не редко используются при экстраполяции экспериментальных данных от животных к человеку [А.В. Севалькаев, 1982].
Проблема наличия или отсутствия порога при действии ионизирующего излучения чрезвычайно сложная и важная в практическом отношении, поскольку она прямо связана с охраной здоровья человека. Актуальность изучения этого вопроса неоднократно была изложена в обзорах НКДАР [Источники и действие ионзирующей радиации. НКДАР, 1978] В последем отчете малыми дозами считают попадание одного кванта редкоионизирующего излучения или одного тяжелого ядра плотноионизирующего излучения в чувствительный объем клетки [Биологические эффекты малых доз радиации. Отчет НКДАР, 2000]. Эпидемиологические исследования здоровья в популяции лиц, проживающих на территориях с повышенным или пониженным естественным радиационным фоном также не внесли необходимой ясности в изучение эффектов малых доз.
Методы и устройства получения воды с пониженным содержанием дейтерия
Анализ литературных данных показал, что интерес в разделении изотопов воды и изучения их роли в жизнедеятельности организмов возник при использовании тяжелой воды в качестве замедлителя нейтронов в атомных реакторах. Это привело к большому числу работ по разработке технологий получения воды с измененным от природного содержанием дейтерия. Задача получения воды, обедненной по дейтерию, возникла после работ Б.И. Родимова, обнаружившего биологическую активность талой снеговой воды, характеризующуюся несколько пониженными концентрациями дейтерия [И.Н. Варнавский, Г.Д. Бердышев, Кулик М.В., 1995].
Технология получения воды с пониженным содержанием дейтерия по отношению к природному является модернизированной технологией получения тяжелой воды. «Облегченная» вода по дейтерию является побочным продуктом при получении тяжелой воды методом ректификации. В связи с этим целесообразно при использовании эффективных методов получения воды с пониженным содержанием дейтерия учитывать имеющиеся особенности лабораторных и промышленных методов получения тяжелой воды. Обзор методов получения тяжелой воды приведен в монографии [А.А. Аринушкина, 1971; Б.М Андреев, Э.П. Магомедбєков, А. А. Райтман и др. 2003].
Разделение изотопов воды может быть осуществлено методом электролиза, дистилляцией, сжиганием криогенного водорода или аммиака, а также методом изотопного обмена [Б.М. Андреев, Магомедбєков Э.П., А.А. Райтман, и др. 2003]. Коэффициенты разделения изотопов колеблются от 1,03 до 7 в зависимости от метода разделения [А.А. Аринушкина, 1971] и повышаются при снижением температуры проведения процесса. В целях пилотируемой космонавтики и планирования создания Лунной базы или при полете к Марсу потребуются относительно небольшие объемы производства бездейтериевой воды. Одним из простых в технологическом плане может быть реализован электролизный метод в сочетании с методом конверсии газообразных продуктов электролиза в воду.
Электролизный метод разделения изотопов водорода основан на различии в перенапряжении разряда на катоде протона и дейтрона, а также на различиях в их подвижностях (дейтрон сильнее связан с кислородом). Это приводит к преимущественному разряду протонов с образованием газообразного водорода, обогащенного протием, а затем, в зависимости от степени разложения воды электролита, происходит постепенное увеличение доли разряда дейтрона.
Электролиз воды обеспечивает наиболее высокий коэффициент разделения изотопов водорода. Одноступеньчатый электролиз воды примерно в 5 - 7 раз понижает содержание дейтерия в получаемом водороде. Коэффициент разделения дейтерий - протий электролизом воды в общем случае зависит от режима процесса: температуры, материала электродов, плотности тока, перенапряжения и состояния поверхности электродов. Наиболее высокие коэффициенты разделения достигаются при использовании катодов, выполненных из никеля, железа или платиновых металлов [А.А. Аринушкина, 1971]. Электролиз в сочетании с методом изотопного обмена D2/H2O в присутствии катализатора повышает коэффициент разделения изотопов водорода [В.М. Бакин, 1967]. Получение воды со сниженным содержанием дейтерия производится с конверсией продуктов электролиза воды (водорода и кислорода в воду). Наиболее эффективно конверсия газообразных продуктов электролиза достигается в топливном элементе, используя получаемую электроэнергию для компенсации затрат на электролиз [Ю.Е. Синяк, 1994]. Могут быть также использованы каталитический метод окисления водорода при избытке кислорода и газовая горелка [Р.В. Тейс, 1958]. Высокий коэффициент разделения для метода электролиза является положительной особенностью метода. Однако энергозатратное производство является малоэкономичным методом разделения изотопов водорода для получения воды в промышленном масштабе.
Получение воды с пониженным содержанием дейтерия - 111-135 мг/кг методом электролиза осуществлено [G. Somlyai, 1995]. Полученная вода, по мнению автора, обладает целебным эффектом, и используется при производстве пищевых продуктов. Регулярное употребление таких пищевых продуктов влияет на механизм деления клеток организма, благодаря чему, возможно, снижается риск образования мутировавших клеток.
Установлено, что для получения небольших количеств воды с пониженным содержанием дейтерия могут быть использованы методы вымораживания [Р.В. Тейс, 1958]. В некоторых работах описаны установки получения снеговой талой воды с пониженными концентрациями дейтерия (на 8-10%) и трития. В основу технологических схем установок при этом положены принципы природного фракционирования изотопов: испарение, вымораживание, оттаивание, насыщение воды солями и газами [И.Н. Варнавский, Г.Д. Бердышев 1995].
Таким образом, заканчивая краткий обзор литературы по проблеме, следует еще раз подчеркнуть, что в настоящее время имеются лишь единичные исследования биологических свойств воды с пониженным содержанием дейтерия (дейтерия и кислорода О), а также некоторый положительный способ ее использования в ряде областей практической медицины. Результаты исследований, описанные в литературе, относятся преимущественно к исследованиям влияния воды при острых лучевых реакциях, а также в периоде реабилитации в онкологической клинике после лучевой терапии. Механизмы влияния воды с пониженным содержанием дейтерия (дейтерия и кислорода О) фактически не изучены. Имеются предположения о повышении общей резистентности организма млекопитающих путем стимуляции иммунной системы. По своему влиянию на организм вода с пониженным содержанием дейтерия (дейтерия и кислорода 80) в некоторой степени напоминает действие так называемых адаптогенов и не относится ни к одной группе химических радиозащитных препаратов.
Влияние воды с пониженным содержанием дейтерия и кислорода 180 на развитие повреждений в организме экспериментальных животных после дробного у - облучения в суммарных дозах 0,25; 0,50; 1,0 Гр
Модифицирующее влияние воды с пониженным содержание дейтерия и кислорода О на отдельные системы организма экспериментальных животных изучено после многократного гамма-облучения в дозах 0,25; 0,5; 1,0 Гр.
Для оценки общего состояния организма экспериментальных животных учитывали массу тела животных и основных органов иммунной системы -вилочковой железы и селезенки, а также общую реакцию системы кроветворения. В таблице 14 показано отношение массы тимуса и селезенки к массе тела животных через 1 и 3 сут после облучения мышей в дозе 0,25 Гр.
Использование воды с пониженным содержанием дейтерия и кислорода 180 на облученных мышах приводило к снижению количества лейкоцитов периферической крови спустя 1 сут после облучения у животных первой группы до 77,0±2,0% (таблица 15), тогда как во 2-й группе животных этот показатель оставался на уроне 102,0±2,0%. К 3-м сут после облучения количество лейкоцитов в 1-й группе опыта несколько превысило контрольный уровень тогда как во 2-й группе, содержание лейкоцитов оставалось сниженным до 84,9±1,0% (р 0,05).
Колебания количества лейкоцитов в двух группах облученных животных, по-видимому, могут быть обусловлены различным содержанием растворимого кислорода в жидких средах организма и скоростью его утилизации в результате ускорения биохимических процессов в 1-й группе животных, употреблявших воду с пониженным содержанием дейтерия и кислорода 180, что в свою очередь может способствовать активизации процессов восстановления. Изменения качественного и количественного характера со стороны других клеток крови не отмечалось.
В группе животных, облученных в дозе 0,5 Гр, принимавших воду с пониженным содержанием дейтерия и кислорода О18, в период наблюдения от 3-х до 30 сут после облучения наблюдается увеличение массы тела до 28,6±0,2 в опытной, тогда как в группе мышей, содержавшихся на дистиллированной воде, масса тела существенно не изменялась за весь срок исследования и к 30 сут составила 23,7±0,3 (р 0,05) (таблица 16). Статистически значимые различия между двумя экспериментальными группами наблюдались спустя 3, 7, 15, 30 сутки после облучения.
Отношение массы тимуса к массе тела к 1, а также к 15 и 30 сут эксперимента в группе животных принимавших воду с пониженным содержанием дейтерия и кислорода 180 также оказалось достоверно выше, чем в других группах наблюдения, тогда как к 3 и 7 сут отмечалась обратная тенденция. К 1, 3, 7 сут в группе мышей принимавших дистиллированную минерализованную воду, наблюдалось более выраженное увеличение соотношения массы селезенки к массе тела, по сравнению с животными принимавшими воду с пониженным содержанием дейтерия и кислорода О. Однако к 15 сут эксперимента наблюдается статистически значимое увеличение соотношения массы селезенки к массе тела по отношению к группе животных принимавших дистиллированную минерализованную воду (р 0,05).
Изучение динамики количества лейкоцитов в 1-й группе мышей, получавших воду с пониженным содержанием дейтерия и кислорода О , показало, что содержание лейкоцитов в периферической крови достоверно превышало показатели группы животных, принимавших дистиллированную минерализованную воду (таблица 17). Относительное количество лейкоцитов в обех группах эксперимента имеет сходную динамику после облучения с 1 по 30 сут эксперимента, однако у животных употреблявших воду с пониженным содержанием дейтерия и кислорода 180 оно снижалось в меньшей степени и восстановление происходило более интенсивно.
Анализ динамики количества клеток костного мозга бедренной кости показывает, что количество кариоцитов у животных получавших воду с пониженным содержанием дейтерия и кислорода О также было повышенным по сравнению с животными группы сравнения за исключением одного срока (7 сут.). Следует отметить, что полученные в данном случае результаты в отдельные сроки наблюдения не отличались статистической достоверностью. К 30 сут. наблюдалось статистически достоверные различия у животных, содержавшихся на воде с пониженным содержанием дейтерия и кислорода 180.
В таблице 18 представлены средние значения массы тела, отношения массы тимуса и селезенки к массе тела, а также количество лейкоцитов в периферической крови и количество кариоцитов костного мозга бедра животных в разные сроки после окончания многократного гамма- облучения в суммарной дозе 1,0 Гр. Как и в предыдущих группах наблюдения, животные длительно содержались на воде с пониженным содержанием дейтерия и дистиллированной минерализованной воде. Как видно из табл. 18 , вода с пониженным содержанием дейтерия проявляла более выраженные защитный эффект. Однако данные не всегда отличались статистической достоверностью по сравнению с животными принимавшими дистиллированную минерализованную воду. Более существенные различия характерны для отношения массы селезенки. к массе тела, количества лейкоцитов периферической крови (р 0,05).
Таким образом, защитное влияние воды с пониженным содержанием дейтерия проявлялось и при более высокой суммарной дозе многократного облучения в условиях низкоинтенсивного ежедневного воздействия гамма-излучения.
Влияние протиевой воды на частоту постлучевых помутнений хрусталика
Несмотря на то, что при космических полетах, осуществляемых до настоящего времени, дозы ионизирующих излучений не превышают предельно допустимого уровня, при длительных межпланетных полетах дозы результате возникновения внештатных ситуаций и даже при космических полетах осуществляемых в настоящее время у американских астронавтов выявлено значительное число помутнений хрусталика начальной степени [Rastegar, Eckart, Frocmel et al, 2006; Cucinotta, Feiveson, Manuel et all.,2006].
С увеличением дальности и длительности космических полетов риск радиационного воздействия на зрительный анализатор будет возрастать. Это приводит к необходимости искать дополнительные способы как физической защиты глаз космонавтов, так и биологические методы повышения общей резистентности организма, которые на протяжении длительного времени не вызывали бы побочных эффектов и обеспечили надежную защиту от космического излучения.
Из этих соображений естественно предположить, что в наибольшей степени поставленной задаче могли бы соответствовать вещества, действующие по типу адаптогенов, повышающих неспецифическую сопротивляемость организма.
Снижение риска развития отдаленной лучевой патологии, является одним из актуальных вопросов радиобиологии. Однако это сложная задача. Известно, что радиопротекторы оказывающие защитное действие в остром периоде лучевых поражений, как правило, не оказывают существенного влияния на частоту отдаленных последствий.
Учитывая высокую радиочувствительность хрусталика, его незащищенность и отсутствие в нем процессов восстановления от лучевых нарушений, понятна озабоченность специалистов и внимание исследователей к вопросам лучевого катарактогенза в отдаленные сроки после воздействия ионизирующих излучений. Показана связь между риском возникновения катаракты и дозой ионизирующих излучений различного качества [А.Н. Кабаченко, 1974], а также возможность образования помутнений хрусталика при низких дозах космического излучения у космонавтов, как в активном периоде их деятельности, так и закончивших свою профессиональную карьеру. Кроме того, ускорению развития помутнения хрусталика способствует воздействие ультрафиолетового излучения, влиянию которого могут подвергаться космонавты [Rastergar, Eckart, Frocmel et al., 2000; Cucinota, Feiveson, Manuel et al., 2006; А.Д. Стржижовский, 1995].
Характерно, что тяжелая вода, обогащенная изотопом водорода дейтерием, обладает выраженными токсическими свойствами для клеток организма [В.И. Лобышев, Л.П. Калиниченко, 1978]. В этой связи большой научный и практический интерес представляет изучение действия воды с пониженным содержанием дейтерия на биологически объекты после радиационного воздействия. Полученные результаты подтверждают выводы о том, что вода с пониженным содержанием дейтерия обладает определенной биологической эффективностью, которая приводит к стимуляции общей радиорезистентности организма [Д.В. Раков, 2003; Ю.Е., Синяк, В.Б. Гайдадымов 2005; Л.М. Ерофеева, Д.Е. Григоренко, 2005 и др.]. В свою очередь, это, по-видимому, приводит к снижению частоты лучевых помутнений хрусталика начальной степени и замедлению темпа их развития. В таблице 25 приведены, результаты сравнительного анализа частоты помутнений хрусталика после однократного кратковременного воздействия гамма-излучения в алогичных дозах без какого-либо воздействия полученные ранее [А.Н. Кабаченко, 1974] и результатов нашего исследования. Следует отметить значительно более низкие эффекты после повторных лучевых воздействий, а также длительное отсутствие помутнение хрусталика после дробного гамма-облучения животных в суммарных дозах 0,25 и 0,50 Гр. Лишь спустя 20 недель после облучения животных в дозе 1,0 Гр появились первые точечные помутнения хрусталика в 2-х случаях, однако в группе мышей, длительно принимавших воду с пониженным содержанием дейтерия начальные помутнения хрусталика в этот период отсутствовали. В последующие сроки наблюдения вплоть до 72 недель после облучения, во всех группах наблюдений у отдельных животных стали развиваться помутнения хрусталика начальной стадии.
В период от 50 до 72 недель после повторного гамма-облучения в группе мышей, длительно содержавшихся на воде с пониженным содержанием дейтерия и облученных в суммарной дозы 1,0 Гр, частота их была от 5 до 11 раз ниже по сравнению с однократным кратковременным гамма - облучением в аналогичных дозах. Развивающиеся помутнения хрусталика оставались на начальной стадии развития до периода гибели животных. Лишь в единичных случаях в опытной группе мышей наблюдались помутнения хрусталика II стадии. К сожалению, из-за низкого количества помутнений хрусталика в каждой группе наблюдений полученные результаты оказались статистически не достоверными. Это указывает на необходимость продолжения исследований на значительно большей выборке экспериментальных животных. Такой коэффициент ослабления, если он существует, представляется слишком высоким для ежедневного фракционированного облучения в суммарной дозе 1,0 Гр, особенно, если учесть сложности модификации отдаленной постлучевой патологии. Это приводит к мнению о положительном влиянии воды с пониженным содержанием дейтерия на динамику созревания помутнений хрусталика у многократно облученных животных в 1,0 Гр.
