CC BY
98
Экспериментальная оценка комбинированного действия радиации и внешней гипотермии на радиочувствительность овоцитов по показателям беременности и развитию потомства двух поколений крыс
Иванов В.Л., Чибисова О.Ф., Палыга Г.Ф.
ФГБУ МРНЦ Минздравсоцразвития России, Обнинск
В исследованиях на крысах Вистар изучено влияние однократного общего облучения гамма-лучами 60Со в дозе 2,0 Гр (мощность дозы 0,2 Гр/мин) в разные стадии овогенеза в условиях длительной внешней гипотермии (+10°С и +5°С) на течение беременности и развитие потомства двух поколений. Установлено, что облучение в период овуляции существенно влияет на показатели беременности и физического развития потомства первого поколения в условиях комфортной температуры внешней среды (+22°С). Облучение крыс за 4-11 и 30-40 суток до их оплодотворения существенно не влияет на изученные показатели. Определенный вклад в динамику показателей, в зависимости от периода беременности, вносит и пониженная температура внешней среды. Радиационное воздействие на крыс р0 в момент овуляции существенным образом не сказывается на показателях беременности самок первого поколения и физическом развитии потомства второго поколения, однако имеется значимая тенденция к снижению выживаемости крысят к 28 суткам жизни.
Ключевые слова: крысы Вистар, облучение, внешняя гипотермия, беременность, потомство.
Введение
Проблемой влияния радиационных факторов на овогенез млекопитающих занимаются уже более века [5, 7], однако проводимые исследования были посвящены, в основном, клеточным нарушениям овогенеза облучённых экспериментальных животных либо генетическим последствиям после применения достаточно высоких (4 Гр и выше) доз радиации. Проблема влияния малых (нестерилизующих) доз радиации на женский прогенез, особенно в плане отдалённых последствий для потомства в ряду поколений, остаётся за рамками таких исследований. После аварии на Чернобыльской АЭС и ряда других радиационных катастроф возросло внимание исследователей к биологическим эффектам малых доз ионизирующих излучений, однако до сих пор отдалённые последствия для потомства после лучевой нагрузки на отдельных стадиях овогенеза в известной нам литературе не освещены. Определённый интерес представляют исследования сочетанного действия двух физических стресс-факторов: длительной внешней гипотермии на фоне радиационного воздействия по их влиянию на показатели беременности и физическое развитие потомства в ряду поколений. Целесообразность изучения такого сочетания факторов связана с тем, что пониженная температура среды пребывания теплокровных животных, влияя на механизмы поддержания их температурного гомеостаза, может рассматриваться как сильный индуктор адаптационных реакций, влияющих на функционирование важнейших физиологических систем. Вместе с тем, проблема воздействия нестерилизующих доз радиации на половые клетки родителей, нарушения в которых могут реализоваться в ряду поколений, тем самым оказывая влияние на нормальный генофонд, представляется нам
Иванов В.Л. - ст. научн. сотр., к.в.н.; Чибисова О.Ф. - научн. сотр., Палыга Г.Ф.* - гл. научн. сотр., д.м.н., профессор. ФГБУ МРНЦ Минздравсоцразвития России.
‘Контакты: 249036, Обнинск Калужской обл., ул. Королёва, 4. Тел. (48439) 9-70-45, e-mail: [email protected].
достаточно актуальной и своевременной. Подобные исследования могут расширить наши представления о первичных механизмах действия радиации и низких температур внешней среды на половые клетки и способствовать пониманию сложного механизма реализации генетических повреждений.
Поддерживая мнение ряда авторов [6, 7] о том, что эффекты радиационного воздействия следует оценивать по качеству жизни целостного организма, а не только по клеточным и молекулярным критериям, нами проведено данное экспериментальное исследование, целью которого явилась оценка последствий для потомства двух поколений самок, половые клетки которых были облучены на разных стадиях овогенеза в малой (нестерилизующей) дозе и содержавшихся во время беременности как при комфортной внешней температуре, так и в условиях гипотермии разной степени.
Материал и методики
Исследования проведены на половозрелых самках крыс линии Вистар в количестве 589 особей Р0 и их потомках обоего пола первого (4269 крыс) и второго (5523 крысы) поколений. Для оплодотворения самок использовано более 50 интактных половозрелых самцов линии Вистар. Однократное общее облучение самок 60Со проводили на установке «Луч» в дозе 2,0 Гр при мощности дозы 0,2 Гр/мин в день овуляции (по анализу влагалищных мазков), т.е. на стадии зрелых овоцитов. Подопытные группы формировали из облучённых самок Р0, спаренных с ин-тактными самцами в первые сутки, а также на 4-11 и 30-40 сутки после радиационного воздействия.
Каждая группа животных была разделена на три подгруппы, содержавшиеся при разных температурных условиях: комфортная температура (+22°С) в течение всей беременности, температура +10°С или +5°С с 1 по 10 или с 11 по 20 сутки беременности с последующим содержанием самок при комфортной температуре. Контролем служили подобные же группы беременных, но не облучённых крыс. Пониженная температура внешней среды поддерживалась в холодильной комнате с помощью терморегулятора.
Влияние ионизирующего излучения и внешней гипотермии на течение беременности, родов и постнатальный онтогенез потомства двух поколений определяли по общепринятым для этого критериям [2]. Репродуктивную способность самок потомства первого поколения и развитие потомства второго поколения проводили по потомкам материнской линии. Результаты исследований оценивали (в процентах) по таким показателям, как индекс беременности (соотношение числа беременных к числу оплодотворённых самок), прирост массы тела самок к родам, число живых новорождённых крысят в помёте, масса тела новорождённых и 28-суточных крысят, выживаемость крысят и число живых крысят к 28 суткам жизни. Исследован ряд показателей, характеризующих эмбриональное развитие потомков Р2. С этой целью из потомков самок Р0 путём случайного выбора формировали группы самок Р1. Их спаривали с интактными самцами и на 20-е сутки беременности, после их «эвтаназии», оценивали число жёлтых тел в яичниках, число живых плодов, рассчитывали среднюю длину тела и массу плодов. По разнице между числом жёлтых тел и мест имплантации судили о предимплантационной внутриутробной гибели зародышей, а по разнице между числом мест имплантации и количеством живых плодов
вычисляли показатели постимплантационной гибели. Цифровой материал обработан с использованием критериев вариационной статистики. Значимость различий с контролем признавали при Р<0,05.
Результаты исследований и их обсуждение
Из данных, представленных в таблицах 1 и 2, следует, что самки Р0, взятые в эксперимент, имели достаточно высокий уровень состояния репродуктивной функции. Индекс беременности как основной показатель полноценности репродуктивной функции во всех подопытных группах был достаточно высоким. Лучевое воздействие в дозе 2,0 Гр на стадии зрелых овоци-тов у крыс, находившихся в условиях комфортной температуры (1-е сутки после оплодотворения) на 19,7 % снижает прирост массы тела самок к родам, на 45,2 % - количество живых новорождённых крысят в помёте и на 37,0 % - количество живых крысят в помёте к 28 суткам жизни. При этом масса тела и выживаемость крысят к 28 суткам жизни были выше контрольных значений на 44,9 и 15,5 %, соответственно. По нашему мнению, это обусловлено тем, что уменьшение численности крысят в помёте с сохранением наиболее жизнеспособных особей приводит к улучшению условий для их вскармливания.
Облучение крыс за 4-11 суток до оплодотворения существенно не влияет на основные показатели, кроме показателя массы тела 28-суточных крысят, на 19,7 % превышающего показатели биологического контроля.
Таблица 1
Основные показатели течения беременности у крыс Р0, облучённых в дозе 2,0 Г р, покрытых самцами в разные сроки после облучения и содержащихся с 1 по 10 или с 11 по 20 сутки беременности при +10°С или +5°С
Доза облучения, Гр Начало беременности после облучения, сут Температура внешней среды, °С Период беременности, сут Число оплодо- творённых самок Индекс беременности, % Прирост массы тела самок к родам,% Число живых новорождённых крысят в помёте
+ 22 1-20 69 88,4±5,5 51,8±1,7 9,3±0,4
+ 10 1-10 25 80,0±6,5 41,6±1,6* 9,4±0,3
- 11-20 60 81,7±3,7 52,0±1,7 8,9±0,4
+ 5 1-10 35 91,4±4,7 51,5±1,6 9,4±0,4
11-20 22 95,5±4,5 53,1±2,2 9,8±0,5
+ 22 1-20 26 96,2±3,7 41,6±2,7+ 5,1±0,8+
+ 10 1-10 25 68,9±9,3* 37,7±2,2 4,4±0,6+
1 11-20 25 64,0±9,6+* 41,3±2,6+ 5,3±0,7+
+ 5 1-10 21 85,7±7,6 44,1±1,8+ 5,2±0,6+
11-20 29 82,8±7,0 43,0±1,8+ 6,1 ±0,5+
+ 22 1-20 50 92,0±7,1 50,6±3,2 9,4±0,5
+ 10 1-10 25 96,0±3,9+ 50,9±2,5+ 7,8±0,7+*
2,0 4 - 11 11-20 25 96,0±3,9+ 45,2±2,1 + 10,0±0,6
+ 5 1-10 21 90,5±6,4 42,3±1,6* 10,8±0,4+*
11-20 29 79,3±7,5+ 45,0±2,1 + 10,2±0,5
+ 22 1-20 19 94,7±5,1 39,6±1,9+ 9,5±0,5
+ 10 1-10 23 91,3±4,8 39,1±1,5 9,7±0,5
30 - 40 11-20 13 76,9±11,7 39,0±2,3+ 9,4±0,6
+ 5 1-10 27 81,5±7,5 35,9±1,9+ 9,4±0,4
11-20 20 95,0±4,9 34,3±2,0+* 9,2±0,6
Примечание: Здесь и в последующих таблицах: + означает, что Р<0,05 к необлучённому контролю при прочих равных условиях; * означает, что Р<0,05 к параллельному контролю.
Лучевое воздействие на самок крыс за 30-40 суток до их оплодотворения значимо снижает прирост массы тела самок к родам (на 23,6 %). При этом показатели массы тела, выживаемости и количества крысят к 28-м суткам жизни имели значения, превышающие показатели биологического контроля.
Таблица 2
Основные показатели физического развития потомства первого поколения самок крыс Р0, облучённых в дозе 2,0 Г р, покрытых самцами в разные сроки после облучения и содержащихся в разные периоды беременности при +10°С или +5°С
Доза облучения самок Ро, Гр Начало беременности самок Р0 после облучения, сут Температура внешней среды, °С Период беременности самок Р0, сут Число живых новорождённых крысят в группе Масса тела, г Выживаемость крысят за 28 сут жизни, % Число живых крысят в помёте к 28 суткам жизни
новорож- дённых крысят 28-суточных крысят
- - + 22 1-20 545 5,6±0,1 53,7±1,5 86,6±2,2 8,1±0,4
+ 10 1-10 187 5,8±0,1 60,3±1,7* 88,8±2,3 8,3±0,5
11-20 443 5,9±0,1 61,6±0,9* 89,5±1,5 8,0±0,4
+ 5 1-10 302 5,8±0,1 60,3±2,9* 82,5±2,7 7,9±0,6
11-20 197 5,6±0,1 63,6±1,3* 93,4±1,8* 9,2±0,4*
2,0 1 + 22 1-20 99 6,0±0,1 + 78,8±2,8+ 100.0±0+ 5,1±0,8+
+ 10 1-10 75 5,9±0,1 71,8±2,3+* 84,0±4,2* 3,7±0,6+
11-20 80 6,0±0,1 64,2±1,9* 91,3±3,2* 4,9±0,8+
+ 5 1-10 94 5,6±0,1 66,1±1,3+* 84,0±3,8* 4,7±0,7+
11-20 146 6,0±0,1 + 64,9±1,3* 91,8±2,3* 4,9±0,8+
4 - 11 + 22 1-20 432 5,9±0,1 64,3±1,3* 85,8±1,7 8,1±0,5
+ 10 1-10 187 6,1±0,1 + 64,0±1,5+ 92,5±1,9* 7,2±0,7
11-20 230 5,7±0,1 53,1±2,0+* 81,7±2,5+ 8,6±0,6
+ 5 1-10 202 5,9±0,1 53,1±1,2+* 73,3±3,1+* 8,2±0,6
11-20 234 5,5±0,1* 57,7±1,7+* 88,5±2,1 9,0±0,7
30 - 40 + 22 1-20 147 5,7±0,2 57,2±1,4 90,3±2,5 9,1±0,5
+ 10 1-10 193 6,0±0,1 60,7±1,6 96,4±1,3+* 9,3±0,4+
11-20 94 5,8±0,2 55,8±2,4+ 96,8±1,8+* 9,1±0,4+
+ 5 1-10 207 5,6±0,1 63,3±0,8* 85,6± 2,5 8,0±0,3+
11-20 178 5,7±0,2 60,5±1,9 88,9±2,5 8,1 ±0,6
Определённый вклад в динамику изученных показателей вносит и дополнительный стресс-фактор в виде пониженной температуры внешней среды. Так, температура внешней среды +10°С и +5°С как в первую, так и во вторую половину беременности (группы самок без облучения) не влияет на показатели беременности, но стимулирует прирост живой массы крысят к 28-м суткам жизни на 12,3-18,4 %, а температура +5°С во вторую половину беременности достоверно способствует увеличению выживаемости крысят и количества их в помёте к 28-м суткам жизни на 7,9 и 13,6 %, соответственно, что говорит о положительном влиянии пониженной температуры внешней среды на физическое развитие потомства Р1. Этот положительный результат, очевидно, можно объяснить как «эффект закаливания». Так, влияние кратковременного купания крыс в ледяной воде (30 секунд, 3 раза в неделю, в течение 5 недель) увеличивает радиорезистентность эпителия их тонкого кишечника [4]. Авторы связывают этот эффект с повышением общей неспецифической устойчивости крыс к действию ионизирующего излучения.
Сочетанное действие излучения и пониженной температуры на стадии зрелых овоцитов как наиболее чувствительной стадии в овогенезе существенно не влияет на показатели бере-
менности крыс в сравнении с показателями самок, содержавшихся в условиях комфортной температуры, но негативно влияет на показатели физического развития потомства Р^ что проявляется в снижении массы тела и выживаемости крысят к 28-м суткам жизни на 8,9-18,5 и 8,2-16,0 %, соответственно, а результатом является уменьшение количества живых крысят к 28-м суткам жизни на 4,0-27,5 %. Следует отметить, что основной вклад в получение отрицательных показателей вносит лучевое воздействие.
Облучение крыс за 4-11 и 30-40 суток до оплодотворения в сочетании с гипотермией внешней среды в разные периоды беременности не оказали значимого влияния на показатели беременности крыс, а показатели физического развития потомства первого поколения не указывают на строгую зависимость от температурного фактора.
Анализ результатов течения беременности у крыс первого поколения, матери которых были подвергнуты сочетанному действию двух физических стресс-факторов, и показателей физического развития потомства второго поколения (таблицы 3 и 4) свидетельствует о том, что в течении беременности у крыс Р1 существенных отклонений от биологического контроля не обнаружено. Внешняя гипотермия также не внесла значимых изменений в показатели беременности необлучённых самок, однако, можно отметить тенденцию к уменьшению количества новорождённых крысят у крыс, матери которых были облучены на стадии зрелых овоцитов, и значимое уменьшение этого показателя в группе с облучением самок-матерей за 30-40 суток до оплодотворения (8,0±0,9-9,1±0,4 против 10,5±0,4 крысенка в помёте у самок р1, беременность у которых протекала в комфортных условиях).
Таблица 3
Основные показатели течения беременности у потомства первого поколения самок крыс, облучённых в дозе 2,0 Г р, покрытых самцами в разные сроки после облучения и содержавшихся в разные периоды беременности при +10°С или +5°С
Доза облу- чения, Гр Начало беременности после облучения, сут Температура внешней среды, °С Период беременности, сут Число оплодотворённых самок Индекс беременности, % Прирост массы тела самок к родам, % Число живых новорождённых крысят в помёте
- - + 22 1-20 40 92,5±4,2 44,6±2,1 10,2±0,4
+ 10 1-10 34 76,5±7,3* 45,2±2,0 9,6±0,7
11-20 67 86,6±4,2 40,0±1,4 9,7±0,4
+ 5 1-10 43 72,1±3,6* 42,0±2,3 9,1 ±0,6
11-20 23 82,6±7,9 39,8±1,7* 10,4±0,5
2,0 1 + 22 1-20 18 88,9±9,4 40,4±2,2 10,1±0,6
+ 10 1-10 21 85,7±7,6 36,2±1,9+ 8,7±1,0
11-20 14 85,7±8,4 43,7±3,1 8,8±0,7
+ 5 1-10 33 90,9±5,0+ 42,2±2,4 8,0±0,6*
11-20 40 87,5±5,1 43,2±1,6 10,1±0,6
4 - 11 + 22 1-20 41 92,7±4.1 45,8±1,0 9,9±0,5
+ 10 1-10 31 90,3±5,3+ 42,3±1,6* 9,5±0,4
11-20 31 87,1±6,0+ 43,4±1,7 10,0±0,4
+ 5 1-10 26 96,2±3,8+ 41,5±2,2* 9,6±0,4
11-20 33 93,9±4,2 38,2±1,4* 9,3±0,5
30 - 40 + 22 1-20 36 72,2±6,0+ 48,0±1,7 10,5±0,4
+ 10 1-10 25 96,0±3,9+* 51,4±2,1 + 9,1 ±0,5*
11-20 19 94,7±5,1 48,3 1,6+ 9,1 ±0,4*
+ 5 1-10 28 89,3±4,6+* 35,1 ±3,1 + 8,0±0,9*
11-20 27 92,6±5,0 40,7±3,9 8,9±0,5*
Таблица 4
Основные показатели физического развития потомства второго поколения самок крыс, облучённых в дозе 2,0 Г р, покрытых самцами в разные сроки после облучения и содержавшихся в разные периоды беременности при +10°С или +5°С
Доза облучения самок Р0, Гр Начало беремен- Темпера- Период беременности самок Р0, сут Число живых Масса тела, г Выживае- Число жи-
ности самок Ро после облучения, сут тура внешней среды, °С новорожденных крысят в группе новорож- денных крысят 28-суточных крысят сят за 28 сут жизни, % в помете к 28 суткам жизни
+ 22 1-20 357 5,9±0,1 58,4±2,0 93,8±1,3 9,3±0,4
1-10 248 5,6±0,1 58,3±1,5 84,3±2,2* 8,0±0,7*
+ 10 11-20 560 5,5±0,1* 62,9± 1, 1 90,5±3,9 8,7±0,4
1-10 281 5,6±0,1 56,0±2,3 93,6±1,5 8,5±0,6
+ 5 11-20 197 5,6±0,1 57,6±2,1 94,4±1,6 9,8±0,6
+ 22 1-20 162 6,0±0,2 68,6±2,3+ 85.2±2,8+ 8,6±0,6
1-10 140 5,6±0,1 61,5±2,5* 83,6±3,6 7,3±0,9
1 + 10 11-20 106 5,6±0,1 66,8±2,0 88,7±3,1 7,8±0,5
1-10 239 5,6±0,1 60,7±2,2* 77,8±2,8+ 6,2±0,7+
+ 5 11-20 355 6,1±0,1 + 57,2±1,8* 96,1±1,0* 9,7±0,4*
+ 22 1-20 390 5,7±0,1 58,8± 1, 1 90,1±1,5 9,1 ±0,6
1-10 265 5,9±0,1 61,4±2,0 87,8±2,0 8,9±0,6
2,0 4 - 11 + 10 11-20 261 5,9±0,1 + 61,8±1,7 92,0±1,7 9,2±0,4
1-10 241 5,7±0,1 57,0±1,3 88,8±2,0+ 8,2±0,7
+ 5 11-20 289 5,3±0,1* 51,8±1,9+* 92,4±1,6 8,6±0,5
+ 22 1-20 257 5,8±0,1 58,0±1,8 94,4±1,4 9,9±0,4
1-10 218 6,1±0,1 + 57,6±0,8 95,4±1,4+ 8,7±0,4*
30 - 40 + 10 11-20 164 5,8±0,1 63,5± 1, 1 97,0±1,3+ 8,8±0,5*
1-10 199 5,4±0,1* 50,8±2,1* 86,9±2,4+* 6,9±0,9*
+ 5 11-20 223 5,4±0,1 54,1±1,5 92,8±1,7 8,3±0,6*
В показателях физического развития потомства второго поколения наблюдается статистически значимое увеличение массы тела крысят к 28-м суткам жизни (68,6±2,3 против 58,4±2,0 г в биоконтроле), но в то же время значимо снижается количество выживших крысят (на 9,2 %) и число крысят в помёте (на 7,5 %) в группе животных, самки Р0 которых были облучены на стадии зрелых овоцитов, и беременность которых проходила в комфортных температурных условиях. Гипотермия внешней среды, особенно +5°С в первые 10 суток беременности самок Р0, облучённых на стадии зрелых овоцитов, у потомства второго поколения привела к статистически значимому снижению массы тела (на 11,5 %), выживаемости (на 8,7 %) и количества живых крысят в помёте (на 27,9 %) к 28-м суткам жизни. Подобная картина изменений отмечается и в группе крысят Р2, прародительницы которых были облучены за 30-40 суток до оплодотворения.
Параллельный эксперимент предоставил возможность оценить вышеприведенные эффекты по показателям эмбрионального развития потомства второго поколения.
Анализ основных показателей эмбрионального развития потомства второго поколения крыс, прародители которых были облучены в дозе 2,0 Г р (таблица 5) показывает, что пониженная температура внешней среды, особенно +5°С в первую половину беременности крыс Р0, приводит к уменьшению как пред-, так и постимплантационной гибели зародышей (Р<0,05), не влияя на другие морфометрические показатели эмбрионов (Р2). Очевидно, холод как индуктор адаптационных реакций в данном случае выступает как фактор «закаливания» организма [4].
09
Таблица 5
Основные показатели эмбрионального развития потомства второго поколения крыс, самки - прародители (Р0) которых были облучены в дозе 2,0 Г р, покрыты интактными самцами в разные сроки после облучения и содержались в разные
периоды беременности при +10°С или при +5°С
Доза облучения, Г р Начало беременности самок Р0 после облучения, сут Т внешней среды, °С Период беременности самок Р0, сут Число оплодотворенных самок Р1 Число жёлтых тел на самку Р1 Внутриутробная гибель зародышей, % Число живых плодов на самку Р1 Длина тела плода (см) Масса тела плода (г)
предимплан- тационная постимплан- тационная суммарная
+22 1-20 18 12,3±0,5 11,6±1,9 9,3±1,8 19,8±2,3 9,8±0,8 3,0±0,03 2,41 ±0,09
+10 1-10 17 13,0±0,8 11,8±2,2 8,7±2,0 19,5±2,7 10,5±0,8 3,0±0,02 2,35±0,04
- 11-20 35 12,3±0,4 9,5±1,4 8,0±1,4 16,7±1,8 10,2±0,3 3,0±0,02 2,35±0,02
+5 1-10 19 12,1 ±0,3 5,2±2,2 * 5,1 ±2,1 * 10,0±2,8* 10,8±0,3 3,0±0,01 2,34±0,03
11-20 17 11,0±0,3 9,6±2,2 6,5±1,9 15,5±2,6 9,3±0,5 2,9±0,03 2,10±0,06
+22 1-20 14 12,6±0,6 5,7±1,7 + 10,1 ±2,3 15,3±2,7 10,7±0,5 3,0±0,02 2,39±0,04
+ 10 1-10 11 13,3±0,7 12,3±2,7* 7,0±2,1 19,2±3,3 10,7±0,3 3,0±0,02 2,35±0,02
1 11-20 12 13,2±0,6 10,8±2,5* 5,7±2,0 15,8±2,9 11,1 ±0,7 3,0±0,02 2,37±0,03
+5 1-10 14 12,2±0,3 14,6±2,7*+ 4,8±1,8* 18,7±3,0+ 9,9±0,7 3,0±0,02 2,29±0,03
11-20 19 12,4±0,5 9,4±1,9* 9,4±2,0 17,9±2,5 10,2±0,6 3,1 ±0,07 2,40±0,14
+22 1-20 24 12,2±0,4 7,9±1,6+ 8,9±1,7 16,0±2,1 10,3±0,7 3,1 ±0,04 2,44±0,08
+ 10 1-10 20 12,6±0,4 5,6±1,4+ 8,8±1,8 13,9±2,2 10,9±0,6 3,0±0,03 2,33±0,04
2,0 4-11 11-20 19 12,5±0,5 11,8±2,1 7,1±1,8 18,1 ±2,5 10,3±0,5 3,0±0,01 2,34±0,02
+5 1-10 20 11,3±0,6 15,1 ±2,4*+ 5,2±1,6 19,6±2,6+ 9,1 ±0,7 3,1±0,04 2,38±0,05
11-20 21 10,7±0,5 9,8±2,0 9,4±2,0 18,2±2,5 9,1±0,5 3,1 ±0,03 2,32±0,07
+22 1-20 29 12,3±0,4 7,8±2,0 5,2±1,7+ 12,9±2,5+ 11, 1 ±0,5 3,0±0,02 2,18±0,02 +
+ 10 1-10 20 11,6±0,4 7,8±1,8 5,2±1,5 12,6±2,2+ 10,1 ±0,4 3,1±0,02 2,49±0,03
30-40 11-20 9 12,2±0,6 10,0±2,9 8,2±2,8 17,3±3,6 10,0±0,8 3,1±0,05 2,49±0,12
+5 1-10 18 12,4±0,5 6,3±1,6 7,6±1,8 13,4±2,3 10,8±0,7 3,0±0,02 2,25±0,04
11-20 19 11,2±0,3 5,7±1,6 5,0±1,5 10,4±2,1 10,0±0,4 3,0±0,04 2,33±0,09
Радиация и риск. 2011. Том 20. № 4 Научные стать
Сочетанное воздействие ионизирующего излучения на стадии зрелых овоцитов и холодовая нагрузка как в первые 10 суток, так и во вторые 10 суток беременности приводит к достоверному (Р<0,05) увеличению предимплантационной гибели зародышей, и в определенной степени уменьшает постимплантационную их гибель (Р<0,05 по сравнению с соответствующим контролем). При этом следует отметить, что из двух стресс-факторов, примененных в эксперименте, доминирующим является температурный фактор. Лучевое воздействие и холодовая нагрузка, проведенные в более ранние стадии овогенеза (за 4-11 и 30-40 суток до оплодотворения прародительниц), существенным образом не влияют на показатели пред- и постимпланта-ционной гибели эмбрионов.
Заключение
Таким образом, можно констатировать, что однократное лучевое воздействие в дозе 2,0 Гр как отдельно, так и в сочетании с холодовой нагрузкой как в первую, так и во вторую половину беременности крыс (Р0), вызывает существенные изменения в репродуктивной функции крыс первого поколения, а также у потомства первого и второго поколений.
Установлено, что при однократном радиационном воздействии на половозрелых самок крыс в разные периоды созревания их половых клеток (за 30-40, 4-11 и 1 сутки до облучения) и содержавшихся в комфортных температурных условиях, значимые отрицательные эффекты у беременных самок и у потомства первого поколения выявляются в большей степени после воздействия радиации на конечной стадии овогенеза - стадии зрелых овоцитов. Тенденция к проявлению этих эффектов сохраняется и у потомства второго поколения.
Стресс-фактор в виде пониженной температуры внешней среды, действующей на крыс как в первую, так и во вторую половину беременности, не влияет на её показатели, но положительно сказывается на потомстве первого поколения, ускоряя прирост живой массы и повышая выживаемость к 28 суткам жизни.
Сочетанное действие облучения и холодового стресса на стадии зрелых овоцитов приводит к отрицательным эффектам как у беременных самок Р0 и Р1 в виде увеличения показателя предимплантационной гибели зародышей, уменьшения прироста массы тела крыс к родам и количества новорождённых крысят в помёте, так и у потомства первого поколения (снижение массы тела и выживаемости к 28 суткам жизни) по сравнению с необлучённым контролем. Подобные негативные эффекты, но в меньшей степени, выявляются и у потомства второго поколения крыс. Выраженность этих эффектов зависит от стадии овогенеза и периода беременности. При этом доминирующим фактором выступает температурный.
Механизм реализации таких отрицательных эффектов воздействия двух изученных физических факторов не вполне ясен, хотя выявленная возможность проявления эффектов и в первом, и во втором поколениях представляет несомненный интерес как в научном, так и в практическом аспектах.
Результаты настоящего исследования с большой достоверностью согласуются с результатами экспериментов, проведёнными нами ранее [3] на крысах с использованием общего об-
лучения в дозе 1,0 Гр на разных стадиях овогенеза и результатами работ [7], где также выявлена высокая радиочувствительность овогенеза на стадии зрелых овоцитов.
Проблема нестабильности генома у потомков облучённых родителей, реальность которой на сегодняшний день признается многими учёными [1], ещё содержит много вопросов и требует глубокого изучения с целью снижения риска от воздействия радиации на организм человека. Поэтому онтогенетические исследования (от антенатального до постнатального развития потомства облучённых родителей) могут оказать значимую услугу в решении этой проблемы.
Литература
1. Дуброва Ю.Е. Нестабильность генома среди потомков облучённых родителей. Факты и их интерпретация //Генетика. 2006. Т. 42, № 10. С. 1335-1347.
2. Палыга Г.Ф., Закощиков К.Ф., Эпатова Т.В. и др. Влияние общего гамма-облучения самок на беременность и постнатальное развитие потомства //Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1984. Т. L XXXVII, № 12. С. 71-76.
3. Палыга Г.Ф., Чибисова О.Ф., Иванов В.Л. Последствия для репродуктивной функции однократного облучения в нестерилизующей дозе антенатальных и половозрелых яичников крыс Вистар //Радиация и риск. 2008. Т. 17, № 3. С. 46-53.
4. Попова М.Ф., Капралов В.А., Семенова И.В. Влияние закаливания крыс в ледяной воде на их репродуктивность //Докл. АН СССР. 1989. Т. 307, № 4. С. 1010-1012.
5. Albers-Schonberg H.E. Uber eine bisher unbekannte Wirkunq der Rontgen-strahlen auf den Orqanismus der Tiere //Munchen medicinische Wochenschrift. 1903. N 50. P. 1859-1960.
6. Martinez-Flores I., Saez C., Egozcue J. et al. Effects of ionizinq radiation on oocites of prepubertally irradiated rats //International Journal of Radiation Biology. 2000. V. 76, N 10. Р. 1403-1407.
7. Wang B., Ohyama H., Haginoya K. et al. Adaptive response in embryogenesis: II. Retardation of postnatal development of prenatally irradiated mice //Radiation Research. 1999. V. 152, N 2. Р. 19-123.
Experimental estimation of the combined effects of radiation and external hypothermia on pregnancy and development of posterity of two generations of Wistar rats
Ivanov V.L., Chibisova O.F., Palyga G.F.
Medical Radiological Research Center of the Russian Ministry of Health and Social Development, Obninsk
Effects of single whole-body irradiation of Wistar rats at different stages of ovogenesis with 60Co at dose of 2.0 Gy (dose-rate 0.2 Gy/min) under lasted external hypothermia (+10°С and +5°С) on course of pregnancy and development of posterity of two generations were studied. The irradiation during ovulation was found to effect on pregnancy course and physical development of posterity of the first generation under comfortable temperature in an environment (+22°С). The irradiation of rats 4-11 and 30-40 days prior to their fertilization did not effect on the studied indicators. Hypothermia produced certain effect on dynamics of parameters, depending on the period of pregnancy. Irradiation of rats Fo at ovulation did not effect significantly on pregnancy of the first generation females and physical development of the second generations. However, there was tendency to reduction of survival of rats to the 28th day of their life.
Key words: Wistar rats, irradiation, external hypothermia, pregnancy, posterity.
Ivanov V.L. - Senior Researcher, C. Sc., Vet.; Chibisova O.F. - Research Assistant, Palyga G.F.* - Main Researcher, MD, Prof. MRRC. ‘Contacts: 4 Korolyev str., Obninsk, Kaluga region, Russia, 249036. Tel.: (48439) 9-70-45; e-mail: [email protected].
