CC BY
88
Сафонова В.Ю.
Старший преподаватель кафедры внутренних незаразных болезней и радиобиологии ОГАУ, кандидат биологических наук
О ВЛИЯНИИ ФИТОПРЕПАРАТОВ НА РАДИОРЕЗИСТЕНТНОСТЬ ОРГАНИЗМА
В рамках эндогенного фона радиорезистентности представлены механизмы влияния известных фитопрепартов. В экспериментах на крысах показано, что фракционированное внешнее У -облучение в малых дозах вызывает изменения в функциональном пуле гемопоэза, сопровождающиеся ранней лейкопенией и более поздней эритропенией. Наряду с этим отмечено умеренное понижение тиреоид-ного статуса. Применение фитопрепарата «эраконд» достоверно стабилизирует работу гемопоэза и положительно влияет на фунциональную активность щитовидной железы при неоднократном облучении животных в малых дозах.
Проблема радиорезистентности живых организмов стала актуальной после того, как были выведены величины полулетальных доз (ЛД50) для различных филогенетических групп, включая млекопитающих. У исследователей сразу возник вопрос, почему половина особей остается жить, а другая половина погибает? Для объяснения этого феномена особого внимания заслуживает гипотеза эндогенного фона радиорезистентности (ЭФР), сформулированная Е.Н. Гончаренко и Ю.Б.Кудряшовым (1). Согласно этой гипотезе устойчивость биологических объектов и систем к действию ионизирующей радиации определяется рядом эндогенных веществ, способных влиять на зарождение и развитие первичных лучевых процессов. К числу эндогенных защитных соединений, помимо ти-олов, авторы относят биогенные амины - серотонин, гистамин, дофамин, норадреналин, адреналин. В качестве эндогенных сенсибилизаторов радиационного воздействия рассматриваются продукты перекисного окисления липидов, главным образом, гидроперекиси и перекиси ненасыщенных высших жирных кислот.
По мнению авторов гипотезы, не только искусственно модифицируемая радиорезистентность, но и природная, определяется соотношением уровней эндогенных защитных и сенсибилизирующих веществ. Это соотношение было обозначено как «регуляторный комплекс», определяющий устойчивость биологических объектов к действию радиации. Концепция ЭФР позволила предположить, что препараты природного происхождения, а также различные лекарственные средства, модулирующие общую неспецифическую резистентность организма и иммунную систему, могут быть использованы в качестве средств защиты от хронического облучения (1, 2, 3). До аварии на Чернобыльской АЭС изыскание радиозащитных средств, начиная с 50-х годов прошлого столетия, было направлено на снятие первичной реакции на об-
лучение в больших дозах. Практика показала, что в реальной жизни организм чаще всего подвергается пролонгированному облучению в малых дозах. В связи с этим изыскание средств, повышающих эндогенный фон радиорезистентности к хроническому облучению, является весьма актуальной проблемой.
Для повышения резистентности при хроническом облучении живых организмов широкое применение получили адаптогены - это зоопрепараты, фитопрепараты, многокомпонентные смеси, иммуномодуляторы, общим свойством которых является их способность стимулировать возрастание уровня ЭФР; активировать антиокислительные, а также и репаративные процессы систем, мобилизовать противолучевые и общебиологические защитные ресурсы организма (4, 5, 6, 7, 8).
Среди них особый интерес вызывают фитопрепараты природного происхождения, поскольку они более доступны, как правило не токсичны, а потому их применение не вызывает побочных эффектов. Доказательством тому является успешное применение препаратов женьшеня, элеутерококка, китайского лимонника для повышения, как общей резистентности, так и радиорезистентности организма. Фитопрепараты природного происхождения относят к препаратам народной медицины и среди них выделяют три группы: алкалоиды, полисахариды, многокомпонентные смеси.
Фитоалкалоиды, выделенные из корней бобового растения Sophora flavencens, из капусты огородной, брюквы, редьки, жирушника, из семян Forsithiae suspense обладают радиопрофи-лактическим действием. Алкалоидные экстракты из Herbas thermopsis, Rhisoma coridalys humosae, Semen iridis, Oleum curcumae aromaticae, Radix codonopsis pilosulae, Herbas artemisiae annuae, Folium camelliae sinensis, Venenum bufonis способны вызывать и длительно поддерживать состояние повышенной общебиологической устойчи-
вости к неблагоприятным факторам среды и ионизирующим излучениям (2, 14).
Из фитополисахаридов, обладающих ра-диопрофилактическим действием заслуживают внимания экстракты из древесных съедобных грибов - Auricularie auricular Judae, лишайников
- Paramtlla tinctorum Desper, плавунов -Lycopodium clavatum Hollm, а также и растений
- Lobaria pulmonaria Hollm, Bupleurum Chinese и др. Фитополисахаридные экстракты, обладающие радиотерапевтическим действием, представлены семейством трихоломовых древесных съедобных грибов и другими растениями: Armillaria meiia Karst - осенний огонек; Hericium crinacium Pers - ежовник; Polyporis bellatus - га-метохетовый гиб; Thallus laminfriae - морская капуста; Fructificatia ganodermae - лечебная трава. Экстракты из дрожалковых съедобных грибов - Tremella fucitormis Berk - активны как радиопротекторы и как лечебные средства (2, 14).
Нами для исследования был взят фитопрепарат эраконд. Он представляет собой экстракт люцерны посевной (Medicago sativa), полученный при гидробарометрической обработке наземной части растения с добавлением определенного набора микроэлементов. Препарат разработан в НВП «АПТ-Экология» (Екатеринбург).
Этот препарат нашел применение в животноводческой и ветеринарной практике. Установлено, что применение эраконд а регулирует ге-мопоэз, соотношение иммунокомпетентных клеток и биохимические показатели крови животных, обладает положительным влиянием на функциональное состояние печени. Эраконд применяется для лимфотерапии и для коррекции иммунопатологических состояний у крупного и мелкого рогатого скота при различных заболеваниях, оказывает выраженное стимулирующее действие на иммунитет цыплят-бройлеров (9, 10, 11, 15), а в условиях химического загрязнения внешней среды снижает содержание тяжелых металлов в организме животных (12).
Проведенный литературно-патентный поиск и необходимость изыскания не токсичных радиозащитных средств дали основание для изучения эраконда в качестве адаптогена при фракционированном у-облучении животных. В этом плане определенный интерес вызывает изучение способности эраконда влиять на общебиологические защитные ресурсы организма. К таковым в первую очередь относят нормальную работу гемопоэза, поскольку система кроветворения является наиболее чувствитель-
ной к любому виду воздействия ионизирующей радиации и нормальную функциональную активность желез внутренней секреции, в частности щитовидной железы.
Щитовидная железа (ЩЖ), являясь критическим органом для инкорпорированных изотопов йода, привлекала внимание исследователей именно с этой стороны. С позиции внешнего воздействия ионизирующего излучения ЩЖ долгое время считалась радиорезистентным органом. Это объяснялось отсутствием эффекта со стороны ее секреторной функции, быстрой регенерацией ее эпителия, а также тем, что гибель клеток ЩЖ и развитие гипотериоза возникали лишь при воздействии у-излучения в высоких дозах. Однако пребывание населения на обширных площадях с повышенным радиационным фоном, который возник в результате Чернобыльской катастрофы, заставил пересмотреть эти позиции. В результате было показано, что ЩЖ чувствительна и к внешнему воздействию у-излучения (13). Однократное внешнее воздействие у-излучения в дозах 0.25-
5.0 Гр приводит к длительному понижению ти-реоидного статуса у крыс, о чем свидетельствует понижение концентрации Т3 и Т4 в крови (13). Данных о функциональной активности щитовидной железы при фракционированном внешнем облучении в малых дозах низкой мощности в доступной литературе мало.
В связи с этим задачи наших исследований предусматривали изучение радиозащитного влияния эраконда на картину периферической крови и содержание гормонов щитовидной железы - трийодтиронина (Т3) и тироксина (Т4) в сыворотке крови крыс, подвергнутых фракционированному облучению в малых дозах.
Материалы и методика
Исследования проведены на 120 белых нелинейных крысах-самцах массой 160-180 г к началу эксперимента, которых содержали на стандартном пищевом рационе. Животных подвергали фракционированному облучению ежедневной дозой 0,5 Гр на установке «Агат Р-1», источник у-лучей 60Со (мощность дозы 0.6 Г р/мин). Суммарные дозы составили 1,0; 1,5; 2,0 Гр.
При оценке свойств эраконда при всех условиях облучения животные получали его за неделю до начала воздействия в виде 15% раствора в объеме 2,5 мл с питьем без ограничения. Все животные были разбиты по принципу аналогов на 9 групп: 1) интактный контроль; 2) животные,
облученные однократно в дозе 0,5 Гр; 3) крысы, облученные в такой же дозе и получавшие эра-конд; 4) крысы, облученные двукратно в дозе 1,0 Г р; 5) крысы облученные в такой же дозе и получавшие изучаемый препарат; 6) животные, облученные трехкратно в дозе 1,5 Гр; 7) животные, облученные в такой же дозе и получавшие эра-конд; 8) животные, облученные четырехкратно в суммарной дозе 2,0 Гр; 9) животные, облученные в той же дозе и получавшие изучаемый фитопрепарат. Условия содержания всех подопытных групп животных были идентичным.
Изучение свойств эраконда при действии на организм крыс малых доз радиации, полученных при фракционированном облучении, осуществляли с помощью показателей картины периферической крови и содержания в ней гормонов щитовидной железы (Т3 и Т4) через 1, 7 и 30 дней после прекращения облучения. Кровь для исследования брали при убое животных декапитацией. Гематологические показатели изучали общепринятыми методами. Концетра-цию гормонов щитовидной железы определяли радиоиммунологическим методом, используя тест-наборы: РИА-Т3-ПГ, РИА-Т4-ПГ. Принцип метода заключается во взаимодействии меченого и исследуемого гормона со специфически связывающим реагентом ограниченной емкости. Радиометрию результатов проводили на гамма-спектрометре РИА-ГАММА (ЛКБ, Швеция). Расчет концентрации гормонов осуществлялся автоматически на основании соответствующих стандартов.
Полученные данные обрабатывали статистически с использованием критерия Стьюден-та. Разницу считали статистически достоверной при р<0,05.
Результаты и обсуждение
В таблице 1 представлены результаты исследований картины периферической крови крыс, спустя 1, 7, 30 суток после прекращения однократного и фракционированного облучения в малых дозах. В развитии острой лучевой патологии, вызванной однократным внешним воздействием радиации, 1, 7 и 30 сутки соответственно отражают первичную реакцию на облучение, разгар болезни и восстановление. Анализ данных показал дозовую зависимость содержания лейкоцитов в периферической крови крыс во все сроки исследования при фракционированном облучении в малых дозах. Достоверная разница в их содержании по отношению
к интактному контролю еще раз подчеркивает высокую радиочувствительность этих клеток. Что касается эритроцитов, то достоверная разница в их содержании по отношению к биологическому контролю отмечалась на 30 сутки при суммарных дозах 1,0, 1.5 и 2,0 Гр. В этом случае можно говорить о новом состоянии данной системы, характеризующимся резко сниженным содержанием функционирующих стволовых и полипотентных клеток-предшественни-ков в костном мозге. Соответственно уменьшается число зрелых форм, как белого, так и красного кровяного ростка. Следовательно, облучение в небольших дозах, осуществляемое в режиме фракционирования, приводит к заметному снижению числа стволовых и созревающих клеток системы гемопоэза.
Применение эраконда способствовало стабилизации миелопоэза и эритропоэза. Общее содержание лейкоцитов в периферической крови крыс при однократном облучении в дозе 0,5 Гр на фоне применения исследуемого фитопрепарата имело достоверные различия с облученным контролем через сутки после прекращения воздействия радиации. Подобная закономерность на этот срок наблюдалась при двукратном, трехкратном и четырехкратном облучениях соответственно в суммарных дозах 1,0, 1,5,
2,0 Гр. Через 7 суток тенденция защиты эракон-дом сохранялась с достоверной разницей при дозе 0,5 Гр. Процесс восстановления лейкоцитов характеризовали 30 сутки. Данные, полученные на этот срок, показали, что восстановительный процесс был выражен сильнее у животных, получавших исследуемый фитопрепа-
Таблица 1. Количество лейкоцитов и эритроцитов в крови крыс спустя 1, 7 и 30 суток после многократного облучения в суммарных дозах 1,0, 1,5 и 2,0 Гр с применением эраконда
Группы Время после облучения, сутки
1 7 30
Лейкоциты (109)
1) Контроль 8.0±0.11 8.0±0.10 8.2±0.10
2) 0.5 Гр 4.2±0.40* 4.0±0.76* 7,3±1.22
3) 0.5 Гр+эраконд 6.5±0.32** 6.9±0.65** 7.9±0.65
4) 1.0 Гр 3.5±0.25* 4.2±0.25* 6.0±0.35*
5) 1.0 Гр+ эраконд 4.9±0.20** 5.2±0.20 7.6±0.15**
6) 1.5 Гр 3.2±0.20* 3.6±0.32* 5.8±0.15*
7) 1.5 Гр+эраконд 4.2 ±0.25** 5.2±0.66 7.6±0.40**
8) 2.0 Гр 2.0±0.20* 3.8±0.65* 5.4±0.60*
9) 2.0 Гр+эраконд 3.6±0.32** 5.4±0.60 7.9±0.80**
Эритроциты (1012)
1) Контроль 6.2±0.20 6.4±0.40 6.3±0.12
2) 0.5 Гр 6.1±0.10 6.2±0.20 5.9±0.05*
3) 0.5 Гр+эраконд 6.3±0.11 6.3±0.10 6.1±0.10
4) 1.0 Гр 6.0±0.15 5.9±0.10 5.5±0.31
5) 1.0 Гр+эраконд 6.3±0.20 6.2±0.10 6.2±0.20
6) 1.5 Гр 5.9±0.44 5.9±0.05 5.7±0.10*
7) 1.5 Гр+эраконд 6.2±0.20 6.1±0.15 6.4 ±0.25**
8) 2.0 Гр 6.2±0.15 5.9±0.23 5.0 ±0.25*
9) 2.0 Гр+эраконд 6.3±0.20 6.2±0.20 6.5 ±0.18**
*Достоверная разница с биологическим контролем, р<0,05 **Достоверная разница с облученным контролем, р<0,05
рат. Следовательно применение эраконда в условиях малых доз фракционированного облучения способствует нормализации восстановительных процессов, протекающих в системе ге-мопоэза. Подобная закономерность прослеживалась и с эритроцитами, содержание которых нормализовалось под влиянием эраконда через 30 суток с достоверными различиями при фракционированном облучении в дозах 1,5 и 2,0 Гр.
По радиочувствительности тромбоциты занимают среднее положение между лейкоцитами и эритроцитами. Известно, что при облучении среднелетальными дозами (ЛД50/30) количество тромбоцитов до 5-го дня удерживается относительно на одном уровне, а затем резко падает, опускаясь до минимума на 9-10 день. Данных об изменении содержания тромбоцитов в периферической крови при малых дозах радиации, полученных при фракционированном облучении, в доступной литературе практически нет. Результаты наших исследований показали, что у животных, облученных в диапазоне доз 0,5-2,0 Гр, спустя 1 и 7 суток после прекращения облучения тромбоцитопении не отмечалось. Выявленное понижение тромбоцитов (различия не достоверны) через 30 суток при дозах 1,5 и 2,0 Гр соответственно на 12 и 14% по отношению к интактному контролю свидетельствует о том, что предшественники мегакарио-цитов незначительно реагируют на воздействие невысоких доз радиации. У крыс, получавших эраконд и облученных в указанных дозах, количество тромбоцитов было стабильным.
Анализируя полученные результаты можно предположить, что исследуемый фитопрепарат эраконд в рамках ЭФР способствует накоплению эндогенных защитных соединений, и понижению тем самым концентрации эндогенных радиосенсибилизаторов - продуктов пере-кисного окисления липидов. Последние, являясь веществами непрямого действия радиации, способны вызывать как функциональные, так и морфологические нарушения в системе крови. Способность эраконда оказывать влияние на нормальную работу гемопоэза очевидна, об этом свидетельствуют результаты исследования клеток циркулирующего пула крови.
Данные, представленные в таблице 2, свидетельствуют о том, что наиболее значимые изменения при однократном и многократном облучении в малых дозах наблюдались в содержании тироксина. Причем достоверное снижение Т4 отмечалось во второй группе животных,
Таблица 2. Содержание Т3 и Т4 в крови облученных и защищенных эракондом животных
Группы Время после облучения, сутки
1 7 30
Тз (нмоль/л)
1) Контроль 1.27±0.15 1.26±0.10 1.19±0.14
2) 0.5 Гр 0.98±0.19 0.90±0.09* 1.12±0.11
3) 0.5Гр+эраконд 1.11 ±0.18 0.98±0.09 1.23±0.06
4) 1.0Гр 1.02±0.06 0.96±0.05* 1.23±0.17
5) 1.0Гр+ эраконд 1.20±0.12 1.14±0.06** 1.32±0.11
6) 1.5 Гр 1.02±0.19 1.04±0.08 1.26±0.13
7) 1.5Гр+эраконд 1.30±0.17 1.22±0.13 1.20±0.16
8) 2.0 Гр 0,89±0.11 0.91±0.09* 1.10±0.15
9) 2.0Гр+эраконд 1.24±0.21 1.11 ±0.15 1.24±0.14
Т4 (нмоль/л)
1) Контроль 54.2±3.0 45,8±3.6 50.2±4.3
2) 0,5 Гр 40.6±3.2* 30.4±4.7* 51.2±4.2
3) 0.5Гр+эраконд 50.2±4.2** 43.2±3.2** 49.8±3.2
4) 1.0 Гр 42.2±4.0* 38.2±4.4 48.8±6.1
5) 1.0Гр+эраконд 50.3±5.7 40.6±3.0 47.6±3.5
6) 1.5 Гр 41.2±4.7* 40.2±2.4 49.2±2.2
7) 1.5Гр+эраконд 46.8±2.6 42.2±3.1 52.2±3.4
8) 2.0 Гр 50.4±4.7 44.4±4.7 51.6±7.0
9) 2.0Гр+эраконд 55.9±4.9 46.0±4.3 52.6±4.9
*Достоверная разница с биологическим контролем, р<0,05 **Достоверная разница с облученным контролем, р<0,05
где облучение было однократным в дозе 0,5 Гр. Отсутствие дозовой зависимости, вероятно, связано либо с адаптационными процессами, возникающими при многократном воздействии, либо с нелинейными эффектами воздействия ионизирующих излучений в малых дозах, а также, возможно, с нарушением метаболизма ти-реоидных гормонов в условиях радиационно-индуцированного окислительного стресса. Что касается временных изменений, то они были явными на 1 и 7 сутки после облучения. К 30 дню содержание Т3 и Т4 было в пределах контрольных величин. Влияние эраконда прослеживалось при всех радиационных нагрузках и во все сроки исследования. Оно характеризовалось стабилизацией содержания как Т3, так и Т4. Достоверное влияние эраконда на содержание Т4 наблюдалось при дозе 0,5 Гр на 7 сутки после воздействия.
Отмеченное понижение биосинтеза тирео-идных гормонов может быть обусловлено условиями радиационно-индуцированного окислительного стресса, при которых в первую очередь нарушается функция клеточных мембран и мембранных протеинов, что может в нашем случае сопровождаться ингибированием биосинтетических процессов в клетках ЩЖ.
Таким образом, проведенные исследования показали, что фракционированное внешнее у-облучение в малых дозах вызывает изменения в функциональном пуле гемопоэза, что проявляется ранним достоверным уменьшением общего числа лейкоцитов и более поздним развитием эритропении. Наряду с этим отмечается умеренное понижение тиреоидного статуса.
Применение фитопрепарата «эраконд» стабилизирует работу гемопоэза и положительно влияет на фунциональную активность щитовидной железы при неоднократном облучении животных в малых дозах. Это важное свойство
препарата позволяет считать перспективным его использование для повышения, как радиорезистентности, так и общей резистентности организма животных в неблагоприятных условиях обитания среды.
Список использованной литературы:
1. Гончаренко Е.Н., Кудряшов Ю.Б. Гипотеза эндогенного фона радиорезистентности. М.: Изд-во МГУ, 1980, 176 с.
2. Гончаренко Е.Н., Кудряшов Ю.Б. //Успехи современной биологии. 1991. Т.3. Вып.2. С.302-316.
3. Кудряшов Ю.Б. //Поиск и изучение механизмов действия новых природных и синтетических противолучевых средств. Мос-ква-Пермь: Изд-во МГУ, ПГУ, 1989. С.6-21.
4. Ellinger F.//Proc.Soc.exp.Biol. and Med. 1965. V.92.Number 4.P.670.
5. Халиков С.К. Биохимические механизмы лечебно-профилактического действия ядов змей Средней Азии при лучевом поражении: Автореф. диссертации доктора биол. Наук. Ташкент: Изд-во биохимия АН УзССР, 1978, 39с. 33*(Эллингер. 35*(Ха-ликов).38(Брехман).39(Брехман).40*.64.65
6. Брехман И.И. Женьшень. Л.: Медгиз, 1957. 182 с.
7. Брехман И.И. Элеутетерококк. Л.: Наука, 1968. 185 с.
8. Ou-Yung Yan, Zhou Lianlang //Abstr. Int.Conf.Biol.Effects Large Dose Ion. And Non-Ion.Radiat. V.1. Hangzhou. China, 1988. P.84.
9. Байматов В.Н., Михайлов Н.К. Чудинова Т. П. Влияние различных доз фитопрепарата на привес у телят бестужевской и черно-пестрой пород //Ветеринарно-биологические проблемы науки и образования: Сб. науч. трудов. Уфа, 1999. С.43-47.
10. Байматов В.Н., Чудинова Т. П., Михайлов Н.К. Влияние эраконда на морфологические показатели крови у телят бестужевской и черно-пестрой пород //Методы повышения продуктиных и защитных функций организма животных в республике Башкортостан: Регион. Производ. Конф., посвящ. 70-летию Башкирского ГАУ. Уфа. 2000. С. 86-88.
11. Цуркан О.Р. Влияние разных доз эраконда на лизоцимную активность сыворотки крови цыплят /Тез. докл. Регион. Конф молодых ученых и специалистов.Часть 1. Оренбург, 1998. С.71.
12. Таирова А.Р. Элиминационные свойства фитопрепарата эраконд //Ветеринарный врач. 2001. №2 (6). С. 50-52.
13. Калистратова В.С. //Вестн. АМН. 1992. №2. С.43-47.
14. Кудряшов Ю.Б., Гончаренко Е.Н //Радиационная биология. Радиоэкология. 1999. Т.39. №2-3. С.197-237.
15. Сафонова В.А., Старых О.Н. Динамика общего количества ядросодержащих клеток печени при облучении на фоне применения эраконда //Актуальные проблемы ветеринарной медицины и биологии. Матер. Междунар. Научно-практич.конф., посвящ. 150-летию ветеринарной службы Оренбуржья 22-23 октября 2003 г. Оренбург. Изд-во «Оренбургская губерния», 2003. С.455.
