Введение к работе
Актуальность темы. В последние десятилетия произошло значительное возрастание антропогенного прессинга на экосистемы, вследствие чего в среду обитания природных популяций многих биологических видов были внесены токсические продукты различного происхождения. Кроме того, многие регионы России и других стран в течение ряда лет подвергались радиоактивному воздействию (Ильин Б.Н. и др., 1983; Gordon, 1985; Ross, 1986), и лишь Чернобыльская катастрофа обусловила разработку проблемы биологических эффектов радиации на качественно новом уровне (Москалев Ю.И., 1991; Чучалин А.Г., 1994; Гробова О.М. и др., 1994; Косенко М.М., 1994; Cristaldi et al., 1990; Stegelmeier et al., 1994). В этой связи стало возможным создание многоцелевой программы "Отдаленные последствия радиационного воздействия ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне на Алтайский край" (Киселев В.И. и др., 1994), в рамках которой предусматривался мониторинг дшагх мышевидных грызунов. В частности, показаны генетические и функциональные аномалии растений и животных на территориях Алтайского края, подвергшихся радиационному воздействию (Шумный В.К. и др., 1994).
Решение проблемы отдаленных последствий многократного действия малых доз ионизирующего облучения осложнена многофакторностью антропогенных воздействий на современные экосистемы. Речь идет о сочетанном влиянии радионуклидов различного происхождения и техногенных токсикантов на человека и животных (Непомнящих Л.М. и др., 1996; Dorr et al., 1993). Особенно губительны последствия загрязнений природы химическими агентами, обладающими стерилизующими или мутагенными свойствами, проявляющимися, как правило, в отдаленные сроки (Шатуновский М.И., Шилова С.А., 1995). Интегральным показателем, отражающим адаптационные резервы организма в условиях антропогенной перестройки биот, является состояние пограничных тканей (Непомнящих Г.И., Непомнящих Л.М., 1990; Poolzobel et al., 1994). Удобной моделью для их изучения служит быстро обновляющийся эпителий слизистой оболочки желудка, выполняющей ряд высокос-
пециализированных функций (Успенский В.М., 1986), в том числе являющейся "входными воротами" и биотрансформатором ксенобиотиков (Dechelotte et al., 1993).
В последние годы сделана попытка установить пороговые дозы радиации, промышленных и агрохимических поллютан-тов, обосновать биологические критерии экологического риска (Butler, 1980; Brooks et al., 1993; Smith et al., 1993). Предлагается концепция необходимого природного радиоактивного фона для развития и существования биоты на нашей планете (Кузин А.М., 1995). Для биоиндикации радиационного повреждения большинство исследователей предлагают микроядерный тест и бластную трансформацию. Однако появились новые подходы к оценке последствий радиационных и других экологических воздействий, имеющие в своей основе анализ регенераторно-пластического потенциала пограничных тканей (Непомнящих Г.И. и др., 1995). Кроме того, отмечается, что в установлении допустимых доз вредных экологических факторов следует ориентироваться на ультраструктурные изменения органов и тканей (Саркисов Д.С., 1993). Характер структурных особенностей эпителиального барьера желудка диких мышевидных грызунов, обитающих в биоценозах с различными комбинациями экологических факторов, может служить индикатором мобильности компенсаторно-приспособительных реакций, разверты- ' вающихся на базе регенераторных процессов.
Цель и задачи исследования. Цель работы — провести сравнительный морфологический, морфометрический и стереоло-гический анализ структурных реакций стенки желудка двух видов мышевидных грызунов, отловленных в трех различных по сочетанию антропогенных воздействий районах Алтайского края.
Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:
-
провести светооптический анализ стенки желудка двух видов диких мышевидных грызунов, обитающих в Угловском, Локтевском и Тюменцевском районах;
-
провести электронно-микроскопический анализ эпителиальных структур стенки желудка двух видов мышевидных грызунов, обитающих в трех различных экосистемах;
-
оценить с помощью методов точкосчетной и полуавтома-
тической морфометрии стереологические показатели структурной реорганизации слизистой оболочки желудка у диких мышевидных грызунов двух видов из районов с различным экологическим статусом.
Научная новизна. Впервые проведено комплексное морфологическое исследование (световая и электронная микроскопия, морфометрический и стереологический анализ) стенки желудка диких мышевидных грызунов двух видов, обитающих в различных по сочетанию антропогенных и биотических факторов регионах, с выделением структурных реакций на тканевом, клеточном и внутриклеточном уровнях. Показано, что в условиях хронического воздействия антропогенных загрязнений ведущая роль принадлежит стереотипным дистрофически-атрофическим изменениям покровного эпителия ороговеваю-щей и слизистой зон выстилающей полость желудка оболочки при отсутствии выраженной воспалительноклеточной компоненты. Установлено, что в основе ультраструктурной реорганизации эпителиоцитов слизистой оболочки желудка диких грызунов в условиях техногенного загрязнения среды обитания лежат универсальные субклеточные реакции, основу которых составляет редукция белоксинтезирующих органелл, минимизирующие функциональную активность покровно-ямоч-ных и железистых клеток.
Впервые проведено стереологическое исследование поверхностного слоя слизистой оболочки желудка диких грызунов с применением устройства ввода графической информации в персональный компьютер IBM PC при помощи специализированного пакета средств автоматизированного проектирования в системе АВТОКАД-10. Это позволило получить прямые, а не косвенные, данные о характере структурных перестроек покровного эпителия слизистой оболочки желудка грызунов из разных экосистем и в сезонном аспекте. Показано сходство фенотипических особенностей архитектоники эпителиального барьера поверхностного слоя у животных, обитающих на территории с отдаленными радиационными воздействиями, и у особей, готовящихся к переживанию неблагоприятных факторов сезонного характера, которое заключается в сглаживании рельефа люминальной поверхности слизистой оболочки за счет
редукции и уплощения валиков, а также уменьшения глубины ямок.
Практическая значимость. Полученные результаты раскрывают закономерности тканевых, клеточных и внутриклеточных реакций покровного эпителия ороговевающего и слизистого отделов желудка диких мышевидных грызунов, обитающих на территориях с различными сочетаниями экологических факторов, и могут служить биологическими критериями антропогенных воздействий.
Результаты исследования имеют общетеоретическое значение в плане единства структурных реакций в компенсаторно-приспособительных и физиологических процессах (адаптация к техногенным воздействиям и сезонным факторам) и могут быть корректно экстраполированы на аналогичные процессы у человека.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на 2-м съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 1995), 2-м Международном симпозиуме по проблемам сано-генного и патогенного эффектов экологического воздействия на внутреннюю среду организма (Чолпон-Ата, 1995), межлабораторном научном семинаре НИИ региональной патологии и патоморфологии СО РАМН (Новосибирск, 1996).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ.
Объем и структура диссертации. Содержание диссертации изложено на 120 стр. машинописного текста. Диссертация состоит из введения, обзора литературы — 1 глава, характеристики объекта и методов исследования — 1 глава, собственных исследований — 5 глав, обсуждения полученных результатов — 1 глава, выводов и списка литературы (197 источников), 5 таблиц и 40 микрофото и электронных микрографов.