Введение к работе
Актуальность проблемы.
Известно, что в комплексе повреждений при воздействии ионизирующих излучений на организм человека большую роль играют нарушения со стороны кишечника - высоко радиочувствительного органа [Ярмоненко С.П., Вайнсон А.А., 2004; Бутомо Н.В. и соавт., 2004]. Нередко такие нарушения становятся серьезным препятствием для продолжения лучевой терапии и реабилитации пациентов [Зедгенидзе Г.А., 1985; Бардычев М.С., Цыб А.Ф., 1985; Киселева Е.С. и соавт., 1996; Линденбратен Л.Д., Королюк И.П., 2000; Griffiths N.M., 2001].
Несмотря на постоянное развитие гастроэнтерологии как науки, издание учебников и монографий, посвященных изучению состояния различных отделов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) в норме и патологии [Парфенов А.И., 2009], включая радиационное воздействие [Бардычев М.С., Цыб А.Ф., 1985; Труфанов Г.Е. и соавт., 2009; Терапевтическая радиология /Под ред. Цыба А.Ф., Мардынского Ю.С., 2010], проблемам системной и временной зависимости восстановительно-адаптационных пострадиационных обменных процессов в кишечнике не уделяется достаточного внимания.
Между тем все большее внедрение методов ядерной медицины и радиологии в науку и практику [Корсунский В.Н., Кодина Г.Е., Брускин А.Б., 2007; Цыб А.Ф., Королюк И.П., Капишников А.Б., 2009] повышает актуальность проблем влияния радиации на организм, что закономерно привлекает внимание исследователей, в том числе и к нарушению процессов обмена веществ при радиационной патологии.
Несомненно, одной из оптимальных моделей изучения пострадиационных процессов обмена веществ можно считать радиационное поражение кишечника, так как в комплексе повреждений при острой лучевой болезни (ОЛБ) нарушения со стороны кишечника играют большую роль.
Состояние внутренней среды организма обусловлено многими функциями всех органов и систем гомеостатической иерархии, и центральное место в нем занимает обмен веществ, тесно связанный с абсорбционной функцией кишечника.
По этой причине большую ценность представляют сведения в литературе по всасыванию необходимых организму веществ, в частности, при нарушении гемопоэза и других гомеостатических функций, развившихся после общего и локального облучения организма [Раушенбах М.О., Чертков И.Л., 1965; Утешев А.Б., 1981;Cultrera G., et al., 1964]. Однако многочисленные работы о всасывании в кишечнике после воздействия ионизирующих излучений разноречивы. В ранних работах одни авторы находили угнетение всасывания, например, железа в пострадиационный период [Slaviero G.E., et al., 1964; Dalla Palma, 1968], другие - сохранение функции и даже ее повышение [Donati R.M., et al., 1969]. Подобная ситуация наблюдалась в отношении липидов, витамина В12, иных нутриентов [Горизонтов П.Д., 1971, 1973].
Неоднозначность получаемых результатов объяснялась не только сложностью изучаемого процесса, но и различиями в трудно сопоставимых методиках, условиях и объектах исследования. Все это предполагает привлечение близких к физиологическим методов, которые могли бы дать достоверную количественную информацию о всасывании в кишечнике различных в биохимическом отношении веществ при радиационной патологии. Такую возможность предоставляют методы радиоизотопной диагностики [Зедгенидзе Г.А., Зубовский Г.А., 1968; Габуния Р.И., Зубовский Г.А., 1985], в том числе в области гастроэнтерологии [Ишмухаметов А.И., 1970; Зубовский Г.А., 1988; Вахромеева М.Н., 2003; Тажединов И.Т., 2004].
Следует подчеркнуть, что понимание межсистемных закономерностей в норме и патологии является наиболее сложным разделом науки. В то же время многостороннее изучение всасывания в кишечнике различных и близких в биохимическом отношении веществ с использованием нескольких радиоизотопных методов после общего и локального гамма-облучения организма с определением морфологических изменений в кишечнике и клинической картины лучевой болезни позволит составить глубокое и объемное представление о протекающих системных процессах в динамике.
Данное обстоятельство послужило основанием к экспериментальному исследованию всасывания разнородных веществ: меченых липидов (триолеат-глицерина, олеиновой кислоты), витамина В12 и цитрата железа в динамике после тотального и локального (область живота) воздействия на организм гамма-излучения.
Цель исследования.
Определение системных и временных особенностей абсорбционно–экскреторной функции кишечника в динамике после дистанционного тотального и локального воздействия на организм гамма–излучения в отношении липидов, витамина В12 и цитрата железа.
Задачи исследования:
-
Отработать стандартные условия опыта в эксперименте для определения контрольных показателей всасывания в кишечнике меченых триолеат-глицерина-131I, олеиновой кислоты-131I, витамина В12-58Co и цитрата 59Fe двумя методами: радиометрии фекалий и радиометрии всего тела у интактных животных.
-
Получить оптимальные условиям эксперимента модели радиационного поражения кишечника после воздействия гамма-излучения на весь организм и область живота с клиническими, гематологическими, гистологическими характеристиками в динамике. Определить адекватность использования двух методов радиометрии при изучении всасывания меченых липидов, витамина В12 и железа при тотальном и локальном радиационном поражении (с указанными целями метод радиометрии всего тела ранее не применялся).
-
Исследовать состояние всасывания различных (липиды, кофермент, минерал) и близких (триацилглицерол и ненасыщенная жирная кислота) в биохимическом отношении веществ во все периоды радиационного поражения с проведением сравнительного анализа структурно-функциональных изменений в организме при тотальном и локальном облучении для оценки системных и временных особенностей абсорбционно–экскреторных процессов.
Научная новизна исследования.
Впервые получена комплексная характеристика пострадиационных гомеостатических нарушений при изучении особенностей абсорбции и экскреции в кишечнике ряда различных и близких в биохимическом отношении веществ на двух моделях острой лучевой болезни (ОЛБ) средней степени тяжести после тотального облучения (ТО) и локального облучения (ЛО) с помощью двух методов радиометрии в соответствии с клиническими, гематологическими и гистологическими оценками наблюдаемого процесса.
Выявлен синдром недостаточности всасывания в кишечнике после однократного воздействия гамма-излучения в дозе 6,5 Гр на обеих моделях патологии. Феноменология синдрома недостаточности всасывания сопряжена с клиникой радиационного поражения и морфологическими изменениями в кишечнике.
Показано, что динамика изменения всасывания всех изученных препаратов (триолеат-глицерин-131I, олеиновая кислота-131I, витамин В12-58Co и цитрат 59Fe) имеет сходные временные отклонения: отмечается максимум угнетения функции через 3-е суток, а восстановление – через 14 суток после ТО или ЛО (область живота).
С помощью математического моделирования данных, полученных методом радиометрии всего тела, выявлено основное звено нарушения усвоения цитрата 59Fe при лучевой патологии – уменьшение фиксации его в эпителии слизистой оболочки кишечника. Уточнен также метаболизм олеиновой кислоты-131I.
Сравнительный анализ структурно-функциональных изменений в организме при ТО и ЛО позволил уточнить патогенез пострадиационных нарушений и сделать обобщающие выводы о его системных особенностях. Синхронность и совпадение по направленности эффектов нарушения и восстановления абсорбции и экскреции различных (липиды, кофермент, минерал) и близких (триацилглицерол и ненасыщенная жирная кислота) в биохимическом отношении веществ после ЛО и ТО организма отражают гомеостатическую неразрывность анаболизма и катаболизма, резервных пострадиационных адаптационных механизмов.
Научно-практическая значимость работы.
Посредством указанных методов радиоиндикации получена многоплановая одновременная сравнительная патогенетическая информация о всасывании в кишечнике и метаболизме в организме изотопов и препаратов с сохраняющейся во время тканевого обмена меткой. Дано математическое описание кинетики радиоактивного цитрата железа при пострадиационной энтеропатии. Сделан вывод о том, что при ведении больных, подвергнутых лучевой терапии, при техногенном облучении людей и иных ситуациях, необходимо учитывать временную гомеостатическую неразрывность анаболизма и катаболизма, резервных пострадиационных адаптационных механизмов при развитии в кишечнике синдрома недостаточности всасывания с целью адекватной диетической и медикаментозной коррекции пострадиационных нарушений метаболизма для купирования лучевой патологии.
В исследовательских целях при диагностике и контроле эффективности предпринятых мероприятий возможно использование данных методов радиометрии с учетом установленных особенностей каждого из них. Примененные методы радиометрии всего тела и радиометрии фекалий дали возможность количественно оценить в динамике степень выраженности изменений функции всасывания в кишечнике. Достоинством метода радиометрии фекалий является также техническая простота исполнения, физиологичность, информативность и объективность получаемых результатов.
Основные положения, выносимые на защиту:
На основе комплексного, многопланового подхода установлены системные и временн'ые особенности угнетения абсорбции триолеат-глицерина-131I, олеиновой кислоты-131I, витамина В12-58Co и цитрата 59Fe при ОЛБ средней степени тяжести, вызванной воздействием локального и тотального -излучения в дозе 6,5 Гр.
Динамика нарушения всасывания различных и близких в биохимическом отношении веществ, корреляция этих сдвигов с клинической картиной и патоморфологией кишечника укладываются в понятие пострадиационного синдрома недостаточности всасывания.
Однотипность и синхронность выявленных эффектов отражают гомеостатическую неразрывность анаболизма и катаболизма, активизацию резервных адаптационных механизмов.
Математическое моделирование результатов радиометрии всего тела позволило установить основное звено нарушения усвоения цитрата 59Fe и получить информацию о метаболизме олеиновой кислоты-131I при лучевой патологии.
Реализация результатов исследования.
Результаты исследований используются в практической медицине, так как на основании настоящей экспериментальной проработки и дальнейших предклинических и клинических исследований изданы методические рекомендации: “Исследование обмена железа у человека с помощью радиометрии всего тела и отдельных органов”. Обнинск: НИИМР АМН СССР, 1974. – 15 с. (Габуния Р.И., Горобец В.Ф.).
Работы автора отражены в учебниках и монографиях, в частности, в монографии: Радиоизотопная диагностика заболеваний органов пищеварения. – М.: “Медицина”, 1979. – 280 с. (Ишмухаметов А.И.), рассчитанной на радиологов, автор которой являлся соавтором в экспериментальных исследованиях.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы доложены и опубликованы в материалах региональных, всероссийских и международных съездах и конференциях: Научная конференция молодых ученых Института медицинской радиологии АМН СССР (Обнинск, 1970). Юбилейная научная конференция «Радиация и организм» (Обнинск, 1970). Научная конференция молодых ученых и специалистов (Обнинск, 1972). III-й Всероссийский съезд рентгенологов и радиологов «Лучевая диагностика и лучевая терапия заболеваний желудочно-кишечного тракта» (Кемерово, 1972). Межвузовская научная конференция по проблеме: «Изучение действия физических агентов на организм животных» (Одесса, 1972). I-я Всесоюзная конференция по инженерной и медицинской биомеханике «Проблемы микроциркуляции и массообмена» (Рига, 1975). III–я Международная конференция «Современные аспекты реабилитации в медицине» (Ереван, 2007). Международная научная конференция «Современная медицинская техника и новейшие технологии в здравоохранении» (Москва, 2008). IY-я Международная конференция «Современные аспекты реабилитации в медицине» (Ереван, 2009).
Диссертация апробирована на совместной научной конференции экспериментального радиологического сектора ФГБУ «МРНЦ» Минздрава России и ФГБУ «ВНИИИМТ» Росздравнадзора 23 января 2013 года (протокол № 266).
По основным результатам исследований опубликовано 17 работ, из них 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК МОиН РФ.
Объем и структура работы.
Диссертация состоит из введения, 8 глав, обсуждения результатов исследования, заключения, выводов и указателя литературы. Работа изложена на 132 страницах машинописного текста, содержит 25 рисунков и 20 таблиц. Список литературы включает в себя 202 источника, из них: 103 – на русском языке и 99 – на иностранном языке.
