Морфологические изменения сенсомоторной коры крыс при различных режимах -облучения Сгибнева, Наталья Викторовна

Введение к работе

Актуальность проблемы. Роль источников ионизирующих излучений в различных отраслях национальной экономики постоянно возрастает. Пренебрежение правилами радиационной безопасности, различные технологические ошибки, утрата контроля и недостаточная защищенность ядерных энергетических установок к внешним воздействиям приводят к необоснованному переоблучению персонала и населения. Так, аварии на Чернобыльской АЭС и АЭС «Фукусима-1» вызвали значительное радиоактивное загрязнение радионуклидами объектов окружающей среды, высокие дозы облучения получили лица, относящиеся к категории ликвидаторов аварии. Риск подобного радиационного воздействия характерен и для лиц опасных профессий, в частности: врачей- рентгенологов, хирургов, проводящих оперативные вмешательства под рентгеновским контролем, гаммадефектоскопистов, космонавтов, совершающих длительные межпланетные полеты и др. Наиболее изученными в данном аспекте являются последствия ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС, проявившиеся серьезными нарушениями психофизиологического статуса ликвидаторов и занимающие значительное место в структуре заболеваемости (Торубаров Ф.С., 1989; Гуськова А.К. 1989; Пелевина И.И. с соавт., 1993; Головенко С.В., 1994; Гофман Дж., 1994; Ушаков И.Б. с соавт, 2001). По данным Никифорова А.М. с соавт. (2002) из 4804 обследованных ликвидаторов 84,3% имеет отклонения в нервно-психической сфере и признаки психической дезадаптации. Однако единого мнения о патогенезе заболеваний нервной системы у исследователей нет и не всегда возможно отличить истинную патологию от проявлений радиофобии, психоэмоционального стресса и ложных рентных установок (Гуськова А.К., 2001, Холодова Н.Б., 2008). В тоже время нейропсихические заболевания у участников ликвидации последствий аварий являются одной из ведущих причин инвалидизации, поэтому установление морфологического субстрата патологического процесса представляется актуальным. Выявить радиочувствительные структуры в ЦНС и их дозо-временные зависимости возможно только в экспериментах на животных, когда возможно исключить практически все посторонние факторы, оставив лишь радиационный, а также использовать методики неприемлемые для человека с последующей экстраполяцией на него полученных данных (Даренская Н.Г. с соавт., 2004; Иванов И.В., 2009).

В тоже время некоторые исследователи считают опасность влияния доз не вызывающих детерминированные последствия на организм преувеличенной (Ильин Л.А., 1994; Ярмоненко С.П., 1996; Рябухин И.С., 2000; Цыб А.Ф., 2003 и др.). В литературе также имеются данные о стимулирующем и адаптивном их влиянии (радиационный гормезис), подразумевающем положительное влияние на организм (Кузин А.М., 1987; Василенко И.Я., 1991; Керим-Маркус И.Б., 1997; Булдаков Л.А., 2005 и др.). Современный взгляд на проблему допорогового воздействия ионизирующего облучения учитывает принцип системного ответа клетки на повреждение радиационных мишеней (принцип регуляции клеточного гомеостаза) (Ю.Б. Кудряшов, 2001).

Для определения роли радиационного фактора в индукции заболеваний нервной системы, приводящей к изменению психоэмоциональной сферы значительный интерес представляют изменения в сенсомоторной (СМ) коре полушарий большого мозга, играющей ведущую роль в регуляции моторики и контроле сложных психофизиологических процессов, таких как формирование внимания, восприятия, памяти и эмоционально-мотивационных реакций, а также в организации сложных форм поведения и дееспособности. Между тем ее структурная перестройка в условиях радиационного воздействия остается в настоящее время практически не изученной. Данные, полученные в ходе таких исследований необходимы для радиационно-гигиенического нормирования дозовой нагрузки участников ликвидации радиационных аварий.

Цель исследования. Выявить морфологические изменения в сенсомоторной коре больших полушарий головного мозга крыс при различных режимах облучения у-фотонами в дозе 50 сЗв.

Задачи исследования

2. 1. Провести анализ морфологических изменений в СМ коре в зависимости от режимов облучения (однократное, фракционированное).

   2. Провести анализ морфологических изменений в СМ коре в зависимости от действия различных мощностей доз облучения (50 и 660 сГр/ч).

   1—Г U U 1 U U

   . Провести сравнительный анализ нейроморфологических изменений контрольной и облученной групп, для исключения возрастных изменений.

   4. Использовать выявленные изменения для прогноза развития нейроморфологических эффектов в нервной системе на полную продолжительность жизни облученных животных.

   Новизна исследования. Впервые проведено изучение состояния структурных элементов СМ коры крыс при облучении в различных режимах у- фотонами во второй половине постнатального онтогенеза.

   Показано, что структурные элементы сенсомоторной коры реагируют на различные режимы облучения в дозе 50 сЗв неспецифическими реактивными (пограничными), деструктивными и компенсаторно-приспособительными изменениями, которые в большинстве случаев обратимы.

   Впервые проведено математическое моделирование нейроморфологических эффектов СМ коры после облучения в дозах не вызывающих детерминированных эффектов и представлен прогноз развития патологии ЦНС на всю продолжительность жизни животных.

   Теоретическая и практическая значимость. Полученные результаты исследования являются определенным вкладом в понимание биологических эффектов действия у-излучения в дозах не вызывающих детерминированных эффектов на ЦНС.

   Полученные результаты могут быть использованы при моделировании постлучевых поражений ЦНС, служить исходной точкой нормирования дозовой нагрузки для лиц опасных профессий, работающих с источниками ионизирующего излучения.

   Полученные сведения о структурной перестройке сенсомоторной коры в условиях облучения могут использоваться при обосновании предельно- допустимых уровней облучения. Представляется, что наиболее перспективное использование полученных результатов возможно при планировании лучевой нагрузки лиц опасных профессий, по роду своей деятельности связанных с ионизирующим излучением.

   Данные полученные в работе, использованы при подготовке отчета о НИР и реализованы в методических рекомендациях при участии автора:

   Положения, выносимые на защиту

   2. 2. 1. Облучение в дозах не вызывающих детерминированных эффектов вызывает в сенсомоторной коре ряд изменений, которые в большинстве случаев обратимы и не выходят за пределы функциональной возрастной нормы.

         2. Выявленные изменения различных структур сенсомоторной коры отличаются полиморфизмом и гетерохронностью.

         3. Сравнительный анализ однократного и фракционированного облучения с одной поглощенной дозой не выявил между ними существенных различий, а наблюдаемые эффекты зависят от рассматриваемого показателя.

         Апробация диссертации. Материалы и основные положения диссертации доложены и обсуждены на: Всероссийской конференции с международным участием «Структурно-функциональные, нейрохимические и иммунохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга» (Москва 2007); Российской научной конференции «Медико-биологические проблемы токсикологии и радиологии» (Санкт-Петербург, 2008); Всероссийской конференции «Боевой стресс. Медико-психологическая реабилитация лиц опасных профессий» (Москва, 2008); Международной научной конференции, посвященной 50-летию радиоэкологических исследований в Республике Коми «Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды» (Сыктывкар, 2009); VI съезде по радиационным исследованиям (Москва, 2010); Всероссийской конференции с международным участием «Современные направления исследований функциональной межполушарной асимметрии» (Москва, 2010); VIII Всероссийской конференции по патологии клетки, (Москва, 2010), расширенном заседании отдела радиобиологии НИИЦ АКМ и ВЭ 4 ЦНИИ МО РФ (Москва, апрель 2012 г., протокол № 4/2010).

         Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, в том числе 2 в изданиях рекомендованных ВАК РФ.

         Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, списка литературных источников. Материал изложен на 168 страницах машинописного текста. Работа иллюстрирована 81 рисунком и 22 таблицами. Список литературы насчитывает 253 источника, из них 216 отечественных и 37 зарубежных.

         Похожие диссертации на Морфологические изменения сенсомоторной коры крыс при различных режимах -облучения

         Сравнительный анализ биологических эффектов нейтронных пучков ядерных реакторов при непрерывном и импульсном режимах облучения у клеток дрожжей SaccharomycesКомарова Елена Владимировна

         

         Морфологические изменения коры головного мозга потомства нейросенсибилизированных крыс-самок Конокотина Галина Федоровна

         

         Изменения нейронов и межнейрональных связей сенсомоторной коры мозга крыс при гипокинезии и после её отмены Семенченко Ирина Ивановна

         

         Влияние спектральных режимов облучения на биохимический состав экологически чистой биомассы Echinacea purpurea L. Moench и Rudbeckia hirta L. в условиях светокультуры и ее использование в качестве функциональной добавки Дойко Ирина Владимировна

         ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ОБЛУЧЕНИЯ И ИОНОВ NH+ НА ПОГЛОЩЕНИЕ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ НИТРАТА ТОМАТАМИ И ПОДСОЛНЕЧНИКОМДорошенко, Алла Александровна

         

         Накопление биомассы и содержание салидрозида в родиоле розовой (Rhodiola rosea L. ) при различных спектральных режимах искусственного облучения и возможности ее использования как функциональной добавкиРыбакова Галина Раисовна

         

         Морфофункциональные закономерности раннего гаметогенеза радужной форели (Salmo gairdneri Rich.) при различном температурном режиме и рентгеновском облучении Захарова Наталья Ивановна

         

         Изменение параметров флуоресценции диатомовой водоросли Thalassiosira weissflogii в процессе роста при разных условиях облучения и минерального питанияКонюхов Иван Владимирович

         

         Влияние электромагнитного облучения терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота150,176 - 150,664 ггц на морфофункциональные изменения микроциркуляцииКуртукова Мария Олеговна

         

         Влияние электромагнитного облучения терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц на стрессорные изменения перфузии микроциркуляторного русла и функционального состояния эндотелия сосудовКириязи, Татьяна Святославовна