Введение к работе
Актуальность темы. Источники ионизирующих излучений рассматриваются как существенные факторы загрязнения окружающей среды, что связано с интенсивным развитием атомной промышленности и ядерной энергетики, с широким применением меченых атомов и ионизирующих излучений в биологии, в медицинской и ветеринарной практике. Все это и возможные аварии на предприятиях ядерного топливного цикла и их последствия вызывают необходимость проведения фундаментальных и прикладных исследований по проблеме влияния радиоактивных излучений на организм животных и человека. Данная проблема определяет ряд актуальных научных направлений, связанных с изучением механизма первичного биологического действия радиации в патогенезе острой и хронической лучевой болезни. С установлением величин предельно допустимых и переносимых доз внешнего и внутреннего облучения, с разработкой методов и способов повышения радиорезистентности организма и многие другие вопросы (Шарецкий А.Н., Абрамова М.Р., 2005; Аклеев А.В., Веремеева Г.А., Возилова А.В., 2006; Москалев А.А., 2008; P.W. Phipps et al., 2006).
Воздействие малых доз на организм животных и человека представляется наиболее возможным в современных условиях развития и применения радиационных технологий. О важности проведения исследований в этом направлении отмечается в решении V съезда по радиационным исследованиям (2006), на международных конференциях и работах зарубежных ученых (Алексахин Р.М., 2008; Cuttler J.M., 2007). Лучевые проявления хронического радиационного воздействия низкой интенсивности имеют сложный характер, так как длительное повреждение клеток сочетается одновременно с процессами репарации в них. Скорость протекания этих реакций определяется многими факторами – продолжительностью облучения, его характером, мощностью дозы, чувствительностью клеточных, тканевых систем, видом и возрастом животных и т.д. (Аклеев А.В., Алещенко А.В., Готлиб В.Я. и др., 2004; Ярмоненко С.П., 2006). Имеются противоречивые данные по механизму биологического действия пролонгированного воздействия радиации малой мощности (Жербин Е.А., Чухловин А.Б., 1989; Бурлаков Е.Б. и др., 1996; Насонова Е.А. и др., 2006; Бурлакова Е.Б. и др., 2006; Аклеев А.В. и др., 2006; Москалев А.А., 2008). В связи с этим данный вопрос является актуальным как по причине его важности, так и по причине недостаточной изученности.
Острые лучевые повреждения, вызываемые однократным облучением более предсказуемы, но, тем не менее, внутренний механизм их развития, обусловленный цепочкой последовательно развивающихся физических, физико-химических, химических, биологических преобразований также зависит от многих факторов, включая и условия облучения (Кудряшов Ю.Б., 2004). К таковым можно отнести внешнее и внутреннее облучение. В механизм биологического эффекта радиации вовлекаются все системы организма, и в первую очередь кровеносная и иммунная (Ярилин А.А., 1980; Петров Р.В., 1983; Орадовская И.В., 2006). При этом отдельные реакции, проявляемые со стороны этих систем, в зависимости от условий облучения, до сих пор остаются мало изученными.
Изучение механизма биологического действия радиации определяет следующую, не менее важную проблему, связанную с профилактикой и терапией лучевой патологии. (Решение V съезда по радиационным исследованиям, 2006). Формирование радиорезистентности организма много лет осуществлялось с помощью применения различных фармакохимических соединений (радиопротекторов), которые вводятся за небольшой промежуток времени до облучения, и часто обладают токсическим эффектом. Для преодоления этого недостатка большое развитие получает перспективное направление составления рецептур из комбинации двух или нескольких радиопротекторов, позволяющих снижать токсичность одного препарата с помощью другого (Владимиров В.Г. и др., 1988; Гончаренко Е.Н., Кудряшов Ю.Б., 1996; Грачев С.А. и др., 1999). Для решения этой задачи есть основания обратиться к биологически активным веществам природного происхождения (Кудряшов Ю.Б., 1989; Кудряшов Ю. Б., Гончаренко Е. Н., 1999). Среди них особый интерес вызывают растительные препараты, и препараты, полученные из органов и тканей животных. Для повышения резистентности организма в животноводческой и ветеринарной практике широко применяется эраконд (Байматов В.Н., 1999; 1999; 2000; Таирова А.Р., 2001; Гизатуллина Ф.Г., 2002); тимоген (Жуков А.П., Биктеев Ш.М., 2001) и другие. Природные препараты, как правило, более доступны, не токсичны, а потому разработка способов и методов их применения для повышения радиорезистентности организма является актуальной.
Интерес к возможности формирования адаптации к повторному облучению в больших дозах проявляется в научных задачах вот уже несколько лет. Научные работы, проводимые в этом направлении, являются важными и существенными для настоящего времени, поскольку интерес к возможной адаптации живых организмов к воздействию радиации и к механизму ее формирования не ослабевает, а напротив возрастает (Решение V съезда по радиационным исследованиям, 2006; Аклеев А.В., 2009). Известны факты повышения радиорезистентности организма после предварительного воздействия низких доз радиации (Киршин В.А. и др., 1984). Вместе с тем следует отметить, что используемые для этой цели дозы излучений, вызывают кратковременные изменения в картине крови. Поэтому комплексный подход к разработке способов повышения радиорезистентности, включающий наряду с физическим фактором и применение биологических средств природного происхождения на сегодняшний день является наиболее актуальным.
Пребывание продуктивных животных на территории с повышенным радиационным фоном вызывает следующую не менее важную проблему, связанную с их рациональным использованием. При подобных чрезвычайных ситуациях целесообразен убой на мясо (Сивохин П.А, 1990; Портнов В.С., 1993). При массовом убое животных получение сырья и продукции животноводческого происхождения будет иметь важное социальное значение. В связи с этим изучение биологической ценности и безвредности мяса облученных животных представляется весьма актуальным.
Указанные причины явились побудительным мотивом для проведения данной работы.
Цель и задачи исследования. Цель работы - изучить иммунобиологическое состояние животных при внешнем воздействии ионизирующего излучения, разработать способы повышения радиорезистентности организма, оценить санитарные и биологические качества мясной продукции облученных домашних животных.
Для решения поставленной цели были определены следующие задачи:
1. Изучить влияние пролонгированного гамма-облучения в малых дозах низкой интенсивности на иммунобиологическое состояние животных.
2. Изучить влияние предварительного однократного гамма-облучения в малых дозах на формирование радиорезистентности у животных к последующему летальному воздействию ионизирующего излучения.
3. Изучить влияние предварительного облучения в сочетании с эракондом на формирование радиорезистентности организма.
4. Изучить радиозащитные свойства флоренты в сочетании с предварительным облучением.
5. Изучить комплексное радиозащитное действие предварительного облучения и тимогена.
6. Оценить по иммунобиологическим параметрам роль природных адаптогенов, в сочетании с предварительным облучением, на формирование радиорезистентности организма.
7. Изучить ветеринарно-санитарные показатели говядины, баранины и свинины, полученной от внешне облученных животных; определить биологическую ценность и безвредность мяса с применением нетрадиционных способов консервирования и хранения.
Научная новизна работы. Впервые изучено воздействие пролонгированного внешнего гамма-излучения в малых дозах низкой мощности на иммунобиологическое состояния крыс и свиней. Впервые изучены радиозащитные свойства биологических препаратов - эраконда, и тимогена в сочетании с предварительным облучением в малых и низких дозах. Впервые изучены радиозащитные свойства экстракта пихты сибирской как в отдельности, так и в сочетании с предварительным облучением. На примере облученных животных показано, что эраконд, флорента и тимоген обладают антиоксидантными, гемато- и иммуномодулирующими свойствами. Показана гистологическая структура внутренних органов крыс при пролонгированном воздействии внешней радиации в малых дозах и при воздействии летальных доз на фоне применения радиозащитных способов. Приводится ветеринарно-санитарная оценка свежего и консервированного мяса однократно и многократно облученных домашних животных с определением его биологической ценности на растущих крысятах и с использованием культуры инфузории Tetrahimena piriformis.
Теоретическая и практическая значимость работы
Полученные новые данные расширяют теоретические представления о механизме биологического влияния ионизирующих излучений в условиях внешнего однократного и пролонгированного низкоинтенсивного облучения в широком диапазоне доз на критические системы организма.
Исследования влияния средств физической и биологической природы на антиокислительные процессы, возникающие в клетке в период первичной реакции на облучение, а также пролиферативной активности наиболее радиочувствительных тканей позволили обосновать и разработать способы профилактики острой лучевой болезни. Разработанные способы комплексной профилактики способствовали получению положительных клинических результатов, оцениваемых выживаемостью, средней продолжительностью жизни, а также показателями реакции клеток костного мозга и периферической крови, показателями неспецифической и специфической защиты организма, антиоксидантной системы. По результатам проведенного анализа исследуемых показателей были выделены наиболее информативные из них, которые необходимо учитывать при оценке радиозащитных свойств различных препаратов.
На основании результатов исследований разработаны:
1. Способ физико-биологической профилактики острой лучевой болезни (Патент РФ, № 2307898, 2007).
2. Способ профилактики острой лучевой болезни лабораторных животных (Патент РФ, № 2342099, 2008).
Разработанные способы относятся к экспериментальной медицине и радиологии и могут быть использованы в ветеринарной и медицинской онкологической практике, а также в неблагоприятных экологических условиях для повышения резистентности организма.
Результаты санитарно-биологических исследований продукции домашних животных позволили установить, что свежее мясо, полученное от многократно облученных животных и подвергнутое консервации, соответствует требованиям установленных ГОСТов, что является важным моментом в практике получения и сохранения животноводческой продукции в условиях, связанных с чрезвычайными ситуациями.
Полученные результаты исследований внедрены: в программу научно-исследовательских работ радиобиологического научного центра и учебный процесс АО «Медицинский университет Астана» республики Казахстан; ГОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» и другие. Вошли в учебные пособия для ВУЗов биологического профиля «Элементы ядерной физики и химии в биологии и ветеринарии», «Радиационная экология»; в учебно-методические разработки.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Иммунобиологическое состояние животных при длительном воз-действии низкоинтенсивного ионизирующего излучения в малых дозах.
2. Влияние предварительного однократного облучения в малых дозах на формирование радиорезистентности к последующему летальному воздействию радиации.
3. Радиозащитные свойства препаратов природного происхождения – эраконда, флоренты и тимогена.
4. Эффективность применения предварительного облучения в сочетании с препаратами природного происхождения на формирование радиорезистентности организма.
5. Антиоксидантные, иммуно- и гемомодулирующие свойства эраконда, тимогена и флоренты в условиях облученного организма.
6. Количественные и качественные показатели ветеринарно-санитарной и биологической ценности мяса, полученного от внешне облученных продуктивных животных в условиях длительного хранения с применением консервирующих рецептур.
Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены, обсуждены и одобрены на: Всероссийской научно-практической конференции «Прикладные аспекты радиобиологии» (Москва, 1994); региональной научно-практической конференции «Резервы увеличения производства и повышения качества сельскохозяйственной продукции» (Оренбург, 1994); региональной конференции молодых ученых и специалистов (Оренбург, 1997); международном координационном совещании «Экологические проблемы патологии, фармакологии и терапии животных» (Воронеж, 1997); международной научно-практической конференции «Морфология и хирургия в практической ветеринарии и медицине» (Оренбург, 1999); международной научно-производственной конференции по вопросам ветеринарии и животноводства, посвященной 70-летию зооинжинерного факультета КГАВМ (Казань, 2000); международной научно-практической конференции «Проблемы регионального управления рисками на объектах агропромышленного комплекса» (Оренбург, 2002); международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы ветеринарной медицины и биологии» (Оренбург, 2003); международном симпозиуме «Социально-экономические, политические и экологические проблемы в сельском хозяйстве России и стран СНГ (Оренбург, 2004); международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы ветеринарной медицины» (Новосибирск, 2004); V конференции иммунологов Урала (Оренбург, 2006); международной конференции по патофизиологии животных (Санкт-Петербург, 2006); международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы ветеринарии в современных условиях» (Краснодар, 2006); 3-й международной научно-практической конференции «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий». (Оренбург, 2006); международной научно-практической. конференции ветеринарных терапевтов и диагностов, посвященной 90-летию со дня рождения Заслуженного деятеля науки РСФСР, доктора ветеринарных наук, проф. Кабыша А.А. «Современные проблемы ветеринарной терапии и диагностики болезней животных» (Троицк, 2007); международной научно-практической конференции «Роль биологии и ветеринарной медицины в реализации государственной программы развития сельского хозяйства на 2008-2012 гг.» (Оренбург, 2008); международной научно-практической конференции «Достижения современной ветеринарной науки и практики в области охраны здоровья животных» (Краснодар, 2009).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 50 научных работ (из них 12 в журналах, рекомендованных ВАК РФ для докторских диссертаций), в том числе учебное пособие с грифом МСХ РФ (18,1 п.л.), 2 патента РФ на изобретения.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 328 страницах текста компьютерного набора, состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследований, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Работа содержит 63 таблицы, иллюстрирована 48 рисунками. Список литературы включает 610 источников, в том числе 115 зарубежных авторов.
Похожие диссертации на Иммунобиологическая оценка состояния облученных животных и способы повышения радиорезистентности организма
