Содержание к диссертации
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
Общая характеристика работы 6
Цель и задачи исследования 10
Научная новизна работы 10
Практическая ценность работы 11
Основные положения, выносимые на защиту 11
Апробация работы 12
Публикация результатов исследований 12
Реализация результатов исследований 12
Структура и объём диссертации 13
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 14
1.1. Роль определенных биологически активных веществ в организме животных 14
1.1.1. Биологическая роль ЛПС, находящихся в структурах клеток 14
1.2. Реакции кроветворения на действие ионизирующих излучений 18
1.2.1. Влияние ионизирующих излучений на обмен гемоглобина 20
1.3. Влияние ионизирующих излучений на обмен сывороточных і белков 22
1.3.1. Соотношение белковых фракций плазмы крови при лучевой болезни 25
1.4. Действие радиации на факторы иммунитета 29
1.4.1. Бактерицидные свойства сыворотки крови при действии ионизирующей радиации 29
1.4.2. Влияние ионизирующего облучения на фагоцитоз 32
1.4.3. Влияние ионизирующей радиации на количество лизоцима в сыворотке крови 35
Изменение количества бета-лизина в сыворотке крови
1.4.5. Влияние ионизирующего излучения на содержание иммуног обулинов 38
1.5. Обоснование основных направлений исследования 44
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 47
2.1. Общая характеристика объектов и мест исследований, схема экспериментов на животных 47
2.2. Метод постановки токсикологического эксперимента с препаратом «Витулин» на белых лабораторных крысах линии «Вистар» 50
2.3. Метод постановки опыта по изучению профилактических свойств препарата «Витулин» при лучевых поражениях у елых лабораторных крыс линии «Вистар» 53
2.4. Методы клинических, гематологических, иммунологических и биохимических исследований экспериментальных животных 56
3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 58
3.1. Действие препарата «Витулин» на интактных животных 58
3.1.1. Характеристика препарата «Витулин» 58
3.1.2. Результаты масс-спектрометрического исследования препарата «Витулин» 58
3.1.3. Результаты применения препарата «Витулин» у необлучённых белых лабораторных крыс линии «Вистар» 59
3.1.4. Клинические показатели лабораторных крыс линии «Вистар» 59
3.1.5. Лейкоцитарная формула у необлучённых крыс линии «Вистар» 60
3.1.6. Гематологические показатели необученных лабораторных крыс линии «Вистар» 62
3.1.7. Иммунологические показатели крови необлучённых крыс линии «Вистар» после применения препарата 71
3.1.8. Результаты гистологического исследования иммунокомпетентных органов необлучённых животных после применения препарата 83
3.2. Применение препарата «Витулин» для профилактики лучевого поражения 86
3.2.1. Выживаемость экспериментальных животных после облучения 86
3.2.2. Массометрия и клинические показатели у экспериментальных животных 89
3.3. Гематологические показатели у экспериментальных животных 95
3.3.1. Лейкоцитарная формула у облучённых крыс линии «Вистар» 95
3.3.2. Гематологические показатели крови облучённых лабораторных крыс в дозе 7,2 Гр 98
3.3.3. Результаты биохимического исследования сыворотки крови у экспериментальных животных 106
3.3.4. Иммунологические показатели крови экспериментальных животных 114
3.4. Результаты гистологического исследования иммунекомпетентных органов облучённых животных 132
3.4.1. Морфологическая картина лимфатических узлов облучённых животных. 132
3.4.2. Морфологическая картина селезёнки облучённых животных 139
3.4.3. Морфологическая картина тимуса облучённых животных 146
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ 151
ВЫВОДЫ 167
ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ 169
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 170
Введение к работе
Общая характеристика работы
Работа является самостоятельным разделом исследований свойств нового иммуномодулятора - «Витулин» на кафедре ветеринарной радиологии, БЖЧС ФГОУ ВПО «СПбГАВМ» (Гос. регистрация № 0186012583).
Современный этап развития ядерной энергетики и расширяющееся применение источников ионизирующих излучений в различных сферах деятельности создали потенциальную угрозу радиационной опасности, как для человека, так и для сельскохозяйственных, домашних и диких животных.
Опыт эксплуатации ядерных реакторов показал реальную возможность аварийных ситуаций, связанных с выбросом радиоактивных веществ во внешнюю среду. С 1944 г. в мире произошло более 300 аварий ядерных реакторов с выбросом радионуклидов в окружающую среду. Эти аварии происходили в различных странах и в разное время, в качестве примеров можно привести аварии на ядерном реакторе в Уиндскейле (Великобритания, 1957 г.); на атомном предприятии химкомбината «Маяк» на Южном Урале (СССР, 1957, 1967 гг.); на АЭС Тримайле-Айленд (США, 1979 г.); на Чернобыльской АЭС (СССР, 1986 г.) и на АЭС в Хамме (ФРГ, 1986 г.). Крупнейшей из них является Чернобыльская катастрофа, сопровождавшаяся выбросом в окружающую среду долгоживущих радионуклидов активностью более 50 Мки (Алексахин P.M., Корнеев Н.А., Ильязов Р.Г., Сироткин А.Н. 1987 г.). Чернобыльская катастрофа показала реальность радиационного воздействия на крупный рогатый скот и домашних животных на огромных территориях, что напрямую связано не только с сохранением поголовья и генофонда животных, обеспечением продовольствием больших масс населения, но имеет и другие социальные аспекты. Наличие различных источников радиационной опасности ставит перед ветеринарной наукой проблему предупреждения и лечения радиационных поражений животных и разработки соответствующих средств радиационной защиты. Необходимо подчеркнуть, что, поскольку экспериментальная проверка эффективности является незаменимой составляющей разработки радиозащитных препаратов, предназначенных для человека, направленность этой работы не ограничивается ветеринарной наукой, она имеет и общебиологическое, и медицинское значение.
Изучением воздействия радионуклидов и ионизирующих излучений на человека и животных до настоящего времени занимались пор многие научные коллективы и выдающиеся ученые. Большой вклад в развитие отечественной радиобиологии внесли такие ученые, как Алексахин P.M.; Анненяков Б.Н.; Варданян Л.П., Воккен Г.Г.; Ильин В.Г.; Ильин Л.А.; Ильязов Р.Г.; Буров Н.И., Белов А. Д.; Клечковский И.М.; Корнеев Н.А.; Перцов Л.А., Киршин В.А., Бударков В.А., Злобин B.C., Жербин Е.А., Карташов П.А., Кругликов Б.П., Маргулис У.Я., Румянцев А.П., Исамов Н.Н.; Пустовалов Ю.И, Курило А.И.; Сироткин А.Н, и др.
Большое внимание уделяется вопросам, связанным с изучением механизмов физиологических, биохимических, генетических и иммунологических процессов жизнедеятельности организма при воздействии на него ионизирующих излучений, а также совершенствованию методов профилактики, диагностики и лечения лучевых поражений. Сдвиги, вызванные ионизирующей радиацией в организме животного, происходят из-за глубокого подавления естественного и искусственного иммунитета, а также угнетения общей иммунобиологической активности организма (Троицкий В.Л. с соавторами, 1965; Петров Р.В., Зарецкая Ю.М., 1970; Ярилин, А.А., 1981; Ярмоненко, СП., 1984; Бердышев М.С., Цыб А.Ф., 1985).
В результате выполненных работ к настоящему времени разработан ряд специальных радиозащитных препаратов, получивших название радиопротекторы (Медицинские средства противорадиационной защиты, ред. Легеза В.И. и Гребенюк А.Н., СПб., изд. «Лань», 2001). К наиболее эффективным из них относятся серосодержащие радиопротекторы (цистамин и гаммафос), а также агонисты биогенных аминов (индралин, нафтизин). Однако возможность применения подобных радиопротекторов связана с существенными ограничениями. Они эффективны лишь при применении за определенное время перед облучением, что крайне затрудняет а иногда делает вообще нереальным их практическое применение. Они имеют ограниченную терапевтическую широту применения, характеризуются острой и хронической токсичностью; их токсическое действие может кумулироваться при многократном употреблении. Они не обеспечивают защиту организма при пролонгированном или фракционированном облучении низкой интенсивности, а также при невысоких дозах облучения. Существенным недостатком этих радиопротекторов с точки зрения их применения в ветеринарии, является специфичность их действия, в связи с чем они не находят применений вне чрезвычайной ситуации, в ожидании которой они не востребованы и должны храниться на складах, где постепенно утрачивают свои свойства. Поэтому их производство не выгодно экономически. Недостатки традиционных радиопротекторов вынуждают исследователей продолжать поиски радиозащитных средств. В результате длительных поисков был найден другой класс радиозащитных препаратов средства повышения радиорезистентности организма (Бутомо Н.В. с соавторами, Основы медицинской радиобиологии, СПб., изд. «Фолиант», 2004). Это достаточно широкая группа препаратов, среди которых преобладают различные иммуномодуляторы, а также биологически активные вещества, корректирующие тканевой метаболизм, в том числе адаптогены. Подобные стимуляторы радиорезистентности могут проявлять противолучевую активность не только при остром, но и при хроническом облучении, в условиях как профилактического, так и лечебного применения. Эти вещества, помимо противолучевой активности, могут обладать широким спектром фармакологического действия, которое может включать повышение неспецифической резистентности организма, стимуляцию различных звеньев иммунитета, улучшение гуморальной регуляции репаративных процессов, антиоксидантное и адаптогенное действие. Таким образом, они могут найти широкое применение вне условий чрезвычайной ситуации, что обеспечит их доступность и при ее наступлении. Существующим препаратам этого класса присущи также те или иные качества, ограничивающие их применение (токсичность, влияние на артериальное давление или процессы нервного возбуждения, аллергогенность и др.). Поэтому задача поиска эффективных и безвредных средств повышения радиорезистентности остается весьма актуальной.
Исследования показали наличие иммуномодулирующих свойств у ряда БАВ, в т.ч. у флавоноидов и липополисахаридных комплексов, выделенных из различных биологических субстратов (Науменко И.В.; Прозоровский В.Б.; Тулев Ю.В.; Бутомо Н.В.). Среди известных зоопрепаратов выраженной радиозащитной активностью обладает прополис. На кафедре микробиологии, вирусологии и иммунологии СПбГАВМ Тулевым Ю.В. был изобретён, и запущен в серийное производство препарат, изготовленный на основе вытяжки из пчелиного мёда - «Витулин». В ходе исследований было установлено, что препарат содержит компоненты — ферменты, флавоноиды, витамины, минеральные соли, липополисахаридные комплексы, которые положительно влияют на иммунитет и резистентность организма к неблагоприятным воздействиям и, в принципе, могут характеризовать наличие радиозащитного эффекта. Поэтому гипотеза о возможности применения иммуностимулирующего препарата «Витулин» в качестве радиопротектора и антиоксиданта представляется достаточно обоснованной. Эта гипотеза и определила основные направления работы: исследование радиозащитных свойств препарата «Витулин» и механизмов его действия. Все изложенное позволило следующим образом сформулировать цель и задачи работы.
Цель и задачи исследования.
Цель исследования — экспериментальное изучение нового иммуностимулирующего препарата «Витулин» как средства
противорадиационной защиты организма животных.
Исходя из поставленной цели, необходимо было решить следующие задачи исследования:
1. В опытах на экспериментальных животных исследовать радиозащитную эффективность препарата «Витулин».
2. Определить влияние препарата «Витулин» на состояние гематологических и иммунологических показателей состава крови облученных животных
3. Изучить влияние препарата «Витулин» на проявление морфологических и ультраструктурных изменений в некоторых иммунокомпетентных органах экспериментально облученных животных.
4. Оценить вероятные механизмы радиозащитного действия препарата «Витулин» при однократном и пролонгированном введении экспериментальным животным, подвергнутым облучению.
Научная новизна работы
Впервые доказана радиозащитная эффективность нового препарата «Витулин» как средства повышения радиорезистентности животных (крысах линии «Вистар») и определена схема его применения с целью профилактики лучевых поражений.
Впервые показано влияние препарата «Витулин» на гематологические, иммунологические и биохимические характеристики крови и морфологию иммунокомпетентных органов после облучения.
Получены данные, свидетельствующие о стимуляции ряда факторов иммунитета у облученных животных, что может быть механизма пролонгированной профилактики лучевого поражения препаратом «Витулин».
Выявленная совокупность фармакологических свойств препарата «Витулин» позволяет ожидать, что он, по аналогии с другими радиозащитными средствами из класса иммуномодуляторов и корректоров тканевого обмена, будет эффективен и как средство ранней патогенетической терапии лучевого поражения, и как средство повышения радиорезистентности при пролонгированных облучениях малой интенсивности, что открывает новые перспективные задачи исследований.
Практическая ценность работы
Полученные в работе доказательства радиозащитной эффективности нового нетоксичного препарата «Витулин», полученного на основе натуральных безвредных компонентов пчелиного меда, позволяют расширить спектр средств, повышающих радиорезистентность организма.
Предложен способ многократного применения препарата «Витулин», как наиболее рациональный и удобный при его использовании в качестве радиозащитного средства.
Расширен спектр возможных применений иммуномодулятора «Витулин» за счет обнаружения его радиозащитной эффективности, что повышает целесообразность производства данного препарата и его возможную экономическую эффективность.
Основные положения, выносимые на защиту
1. При однократном и многократном применении без облучения животных препарат «Витулин» не токсичен и проявляет иммуномодулирующее действие.
2. При профилактическом однократном и, особенно, многократном применении препарат «Витулин» снижает тяжесть радиационного поражения и существенно повышает выживаемость облученных животных.
3. Препарат «Витулин» оказывает положительное влияние на изменение ряда морфологических и биохимических показателей крови облученных крыс.
4. Механизм радиозащитного действия препарата «Витулин» по-видимому связан с коррекцией тканевого метаболизма и иммуномодулирующим действием.
Апробация работы
Основные материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на:
- Научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов СПбГАВМ «Актуальные проблемы ветеринарии». Санкт-Петербург (2001-2004гг.);
- Конференции «Белые Ночи» - «Актуальные проблемы ветеринарной медицины». Санкт-Петербург (2003г);
- Втором международном симпозиуме «Современные проблемы ветеринарной диетологии и нутрициологии». Санкт-Петербург (2003г.).
Публикация результатов исследований
По материалам диссертации опубликовано 5 статей, в т.ч. в научно-теоретическом журнале «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук» №5 стр 9-Ю, 2004г.
Реализация результатов исследований
Материалы диссертационной работы, нашедшие отражение в опубликованных статьях, используются в учебном процессе на кафедре ветеринарной радиобиологии и курса БЖЧС Санкт-Петербургской государственной академии ветеринарной медицины.
Результаты работы использованы в отчете по теме НИР №9 «Механизм взаимодействия магнитных, электромагнитных полей, токов промышленной частоты и ионизирующих излучений с биологическими объектами», № Гос. регистрации 0186012583, кафедры ветеринарной радиологии БЖЧС ФГОУ СПбГАВМ.
Структура и объём диссертации.
Диссертация изложена на 187 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, обсуждения результатов исследований, выводов, списка использованной литературы и приложения. Список литературы включает 204 источника, из которых 45 - зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 22 таблицами, 39 диаграммами, 14 рисунками.
