Введение к работе
Актуальность исследования. Использование обеднённого урана (ОУ) при производстве различных видов боеприпасов, в первую очередь бронебойных, позволило многократно повысить их эффективность при поражении боевой техники и вооружений на поле боя. Однако, как результат их применения, попадание ОУ в объекты окружающей среды привело к возникновению нового опасного техногенного фактора радиотоксической природы. Учитывая способность соединений ОУ мигрировать по трофическим цепям и накапливаться в организме человека, наибольшую актуальность получили вопросы по защите личного состава и населения находящегося на загрязнённых территориях.
В 1989 году снаряды, входящие в боекомплект 120-миллиметровой пушки танка М1А1 «Абрамс», содержащие ОУ, были приняты на вооружение армии США. Видя эффективность боеприпасов и военной техники с использованием ОУ, некоторые страны начали работы по перевооружению своих армий. В этом направлении активно ведутся работы в Великобритании, Франции совместно с Германией. Заинтересованность в обеспечении такими боеприпасами имеют Китай, Индия, Турция. В нашей стране также ведутся работы в этом направлении. В 1993 г. отечественный снаряд с корпусом из ОУ был выставлен на международной выставке вооружений в г. Абу-Даби (Объединённые Арабские Эмираты). В настоящее время бронебойные средства поражения (БСП) с ударниками из ОУ есть в боекомплекте российских танков Т-80 и Т-90 (Чепков И.Б., 2005). Исследования таких боеприпасов по пожаро- и взрывобезопасности, по диспергированию радиоактивных материалов проводятся с сороковых годов в ядерно-оружейных лабораториях России (РФЯЦ-ВНИИЭФ, г. Саров; РФЯЦ-ВНИИТФ, г. Снежинск) и США (Лос-Аламос, Ливермор) (Дудин А.В., 2000; Беловодский Л.Ф., 2000).
После операции «Буря в пустыне», проведенной войсками США, Великобритании и Канады в Кувейте в 1991 году, где впервые применили БСП с ОУ на поле боя (E.Goncalves, 2001; NATO, 2001), у нескольких тысяч военнослужащих были обнаружены нарушения функций печени и почек. Участники боевых действий также предъявляли жалобы на частые ознобы, головные и мышечные боли, быструю утомляемость, дыхательные расстройства, гипотонию и снижение функции запоминания. Этот комплекс расстройств в последствии получил название «синдром Войны в Заливе» (Revell, 1995; A Guide, 1998; Diehl P., 1999; Bertell R., 2006).
Через несколько лет аналогичная ситуация повторилась в Боснии и Герцеговине (1995—1996 гг.), а затем в Косово (1999 г.) и получила название «Балканского синдрома» (Durakovic A., 2001, 2003; Sumanovic-Glamuzina D., 2003).
За последние десять лет вооружение, содержащее ОУ, активно использовалось силами НАТО в вооружённых конфликтах в Афганистане (2001 – 2003 гг.), Ираке (2003 г.), Ливии (2011 г.) (Ciprani F., Moroni M., 2006; Johnson L, 2009; Tarpley, 2011).
До сих пор нет четкого понимания медико-биологической природы этого «особого синдрома». С данным синдромом ассоциируется психологические и физикальные симптомы — хроническая усталость, боль в мышцах и суставах, электрофизиологические и неврологические нарушения, соматоформные и поведенческие расстройства, а также отклонения в деятельности дыхательной, пищеварительной и других систем. Среди причин «особого синдрома» рассматриваются такие, как стресс, климат, изменение привычного рациона питания, продукты термического разложения и пиролиза углеводородов при пожарах на нефтепромыслах, инфекционные болезни, профилактическая иммунизация и, в том числе, ОУ (Jamal G. A., 1998; Tournier J. N. et al., 2002; Brown M., 2006; Engel C.C. et al., 2006; Jones E., 2006). По некоторым данным этот синдром развился у 30% всех военнослужащих, прибывавших на загрязнённых ОУ территориях (Bertell R., 2006).
Кроме того, через несколько лет после окончания вооружённых конфликтов отмечалось возрастание онкологической заболеваемости среди местного населения, проживающего на территориях активных боевых действий, а также увеличилось количество генетических аномалий у новорожденных детей и случаев смертельных заболеваний лейкемией у ветеранов (Diehl P., 1999; Fisk R., 2002; Schroeder Н, 2003; Papathanasiou K. et al., 2005; Аль Сабунчи А.А, 2009).
Таким образом, существует взаимосвязь описанных случаев соматической заболеваемости и развития радиационно-индуцированной патологии, как у воинского контингента, так и у населения в зонах локальных конфликтов, с воздействием на организм ОУ. Однако до сих пор в доступных источниках нет достоверных сведений о патофизиологических процессах и адаптационных реакциях, развивающихся в органах и тканях организма при инкорпорации ОУ, как фактора комплексного (радиационного и химического) воздействия.
Учитывая появление нового техногенного фактора загрязнения окружающей среды – ОУ, необходимо детально изучить характер структурно-функциональных изменений, наступающих в различных анатомо-физиологических системах под его влиянием, которые могут стать отправными точками для разработки санитарно-гигиенических нормативов, ПДУ и ПДК, а также методических указаний по профилактике и лечению заболеваний вызванных инкорпорацией ОУ. Ведущее значение при этом приобретает исследование морфофункционального состояния центральной нервной системы (ЦНС), осуществляющей в организме интегративную функцию, необходимую для построения программы адаптивного поведенческого акта.
Таким образом, проблема изучения изменений поведения, как маркера функционального состояния ЦНС и организма в целом после воздействия ОУ имеет важное научно-практическое и прикладное значение.
Цель исследования. Оценить морфофункциональное состояние ЦНС лабораторных животных (крыс) в эксперименте, как интегрального показателя функционального состояния организма, путём изучения комплекса поведенческих реакций и их взаимосвязи с активностью ферментов в структурах ЦНС, а также изменений в системе кроветворения после однократного перорального поступления ОУ с водой.
Задачи исследования:
-
Исследовать свободную двигательную активность, уровень тревожно-фобического и эмоционального состояния, а также мнестические функции мозга крысы в условиях воздействия ОУ;
-
Изучить развитие патологических процессов в результате воздействия ОУ на примере оценки пищевого поведения и прибавки веса крыс;
-
Провести комплексную оценку показателей периферической крови и костномозгового кроветворения в разные сроки после воздействия;
-
Изучить взаимосвязь активности щелочной фосфатазы (ЩФ) клеток коры мозжечка крысы, гематологических показателей с изменениями поведенческих реакций в условиях воздействия ОУ;
-
Разработать методику оценки функционального состояния организма при инкорпорации ОУ из объектов окружающей среды;
Научная новизна. В работе впервые проведено исследование комплекса поведенческих реакций лабораторных животных (крыс), активности ферментов ЦНС, а также показателей периферической крови и костномозгового кроветворения при однократном пероральном поступлении ОУ (с водой). Данное исследование позволило определить взаимосвязь между изменениями поведенческих реакций, гистохимическими и гематологическими показателями организма и подготовить методику по оценке его функционального состояния в условиях воздействия ОУ. Таким образом, в работе отражены морфофункциональные изменения на всех уровнях организации биообъекта (субклеточном и клеточном, органном и системном, организменном).
Теоретическая и практическая значимость работы. Были установлены приоритетные направления исследования нового опасного техногенного фактора радиотоксической природы – ОУ, значительно влияющего на биоценоз.
Полученные результаты исследования представляют теоретический и практический интерес в аспекте биологических эффектов действия ОУ, что с успехом может использоваться для ранней диагностики поражений ОУ при перемещении его по трофическим цепям и инкорпорации в организм человека.
Результаты исследования позволяют выявить структурно-функциональные перестройки, возникающие в ЦНС при инкорпорации ОУ, которые указывают на изменения функционального состояния организма.
Полученные в ходе настоящего исследования данные могут быть с успехом использованы при разработке средств защиты и профилактики поражений личного состава ВС при выполнении задач в условиях воздействия ОУ.
Результаты исследования могут использоваться для совершенствования подготовки медицинских специалистов по радиологии и радиационной гигиене.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
ОУ, являясь техногенным радиотоксическим фактором загрязнения, при инкорпорации вызывает комплекс патологических изменений в организме теплокровных животных.
-
Выявлена связь активности ЩФ коры мозжечка, гематологических показателей с изменениями поведенческих реакций в условиях воздействия ОУ.
-
Подготовленная методика оценки функционального состояния организма при инкорпорации ОУ позволяет разработать способы ранней диагностики поражений личного состава ВС в условиях применения БСП с ОУ.
Личный вклад автора. Все материалы, представленные в диссертации, обработаны и проанализированы лично автором.
Апробация результатов исследования. Основные результаты работы и её отдельные фрагменты были доложены и обсуждены на:
научной конференции радиобиологического отдела ГосНИИ Военной медицины Минобороны России;
научно-методическом совете 1 НИИ управления НИИЦ (АМ и ВЭ) ГосНИИ Военной медицины Минобороны России;
VII Всероссийском симпозиуме по проблемам боевого стресса (Москва, 2008)
4-ом Всероссийском симпозиуме «Должановские морфологические чтения» (Воронеж, 2008);
3-ем Съезде военных врачей медико-профилактического профиля ВС РФ «Достижения науки и практики в обеспечении санитарно-эпидемиологического благополучия ВС РФ» (Санкт-Петербург, 2010);
Российской научной конференции с международным участием «Актуальные проблемы токсикологии и радиобиологии» (Санкт-Петербург, 2011).
Международной конференции РАН «Медико-биологические проблемы действия радиации» (Москва, 2012).
Публикации. Основные научные результаты работы опубликованы в 8 печатных работах в виде статей, тезисов и докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, описания объекта и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения результатов, заключения и выводов, библиографического списка использованной литературы, приложений, а также 18 таблиц и 22 рисунков. Общий объём работы составляет 155 страниц машинописного текста. Литературный указатель содержит 206 источников, в том числе 94 иностранных.
