CC BY
1Ветеринарный врач. 2023. № 6. С. 62- 67 The Veterinarian. 2023; (6): 62 - 67
Научная статья
УДК 619:616-006.446:578.42(470.67):546.79 DOI: 10.33632/1998-698Х_2023_6_62
ОЦЕНКА РАДИОЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ
Алексей Викторович Фролов 1, доктор биологических наук, frolov012@list.ru: Николай Михайлович Василевский 2, доктор ветеринарных наук, профессор, vnickm@list.ru: Екатерина Николаевна Майорова 3, кандидат биологических наук, majorovaen83@list.ru: Рустам Наилевич Низамов 4, кандидат ветеринарных наук, rstm1@ya.ru: Михаил Игоревич Медведев 5, mr.mixail777@mail.ru:
1 2, 3, 4, 5 федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности, Казань, Россия
Автор, ответственный за переписку: Алексей Викторович Фролов.
Аннотация. В ходе исследований, целью которых стала разработка кормовой добавки, способной понижать чувствительность организма животных к действию ионизирующего излучения, проводили оценку радиозащитной эффективности экспериментальных вариантов кормовых добавок - композиций № 2, № 3, № 4, № 5 и № 7, показавших в ходе ранее проведенных исследований наиболее выраженный стимулирующий эффект. Опыты были проведены на белых мышах живой массой 18-20 г, из которых сформировали группы по 12 голов. Составы задавали в смеси с кормом в количестве 2 и 5 % от массы корма. Оценивали лечебное, профилактическое и лечебно -профилактическое действие исследуемых композиций при острой лучевой болезни, для чего учитывали выживаемость животных на 3, 6, 10, 14, 21, 30 сутки после облучения, рассчитывали среднюю продолжительность жизни погибших. Облучение проводили на гамма-установке «ПУМА» с источником ионизирующего излучения 137Cs. В первом опыте доза облучения составила 7,7 Гр (LD100/30), во втором - 6,6 Гр (LD50/30). Результаты проведенных исследований показали, что композиции № 5 и № 7 повышают среднюю продолжительность жизни белых мышей, подвергнутых гамма-облучению в дозе 7,7 Гр, наиболее эффективны при профилактическом и лечебно-профилактическом применении в количестве 5 % от массы корма; из испытанных препаратов максимальный радиозащитный эффект на белых мышах, подвергнутых гамма-облучению в дозе 6,6 Гр, показывают композиции № 2, № 3, № 5 в количестве 5 % от массы корма.
Ключевые слова: лучевая болезнь, радиозащитная композиция, профилактическое действие, лечебное действие, лечебно-профилактическое действие
Для цитирования: Фролов А.В., Василевский Н.М, Майорова Е.Н., Низамов Р.Н., Медведев М.И. Оценка радиозащитного действия экспериментальных композиций // Ветеринарный врач. 2023 №6 C.62-67.DOI: 10.33632/1998-698X_2023_6_62
EVALUATION OF THE RADIOPROTECTIVE EFFECT OF EXPERIMENTAL COMPOSITIONS
Alexey V. Frolov l, doctor of biological sciences, frolov012@list.ru Nikolay M. Vasilevsky 2, doctor of veterinary sciences, vnickm@list.ru Ekaterina N. Maiorova 3, candidate of biological sciences, majorovaen83@list.ru Rustam N. Nizamov 4, candidate of veterinary sciences, rstm1@ya.ru Mikhail I. Medvedev 5, mr.mixail777@mail.ru
1 2, 3 4 5 Federal Center for Toxicological, Radiation, and Biological Security, Kazan, Russia
Corresponding author: Alexey V. Frolov
Abstract. In the course of the research, the purpose of which was to develop a feed additive capable of reducing the sensitivity of the animal body to the action of ionizing radiation, the radioprotective effectiveness of experimental variants of feed additives - compositions was evaluated № 2, № 3, № 4, № 5 and No. 7, who showed the most pronounced stimulating effect in the course of previous studies. Experiments were conducted on white mice with a live weight of 18-20 g, from which groups of 12 heads were formed. The compositions were given in a mixture with feed in the amount of 2 and 5% of the feed weight. The therapeutic, prophylactic and therapeutic-prophylactic effect of the studied compositions in acute radiation sickness was evaluated, for which the survival rate of animals on 3, 6, 10, 14, 21, 30 a day
after irradiation, the average life expectancy of the victims was calculated. The irradiation was carried out on a gamma-ray installation "PUMA" with a source of ionizing radiation 137Cs. In the first experiment, the radiation dose was 7.7 Gy (LD100/30), in the second - 6.6 Gy (LD50/30). The results of the studies have shown that compositions No. 5 and No. 7 increase the average life expectancy of white mice exposed to gamma radiation at a dose of 7.7 Gy, they are most effective for preventive and therapeutic use in an amount of 5% of the feed weight; of the tested preparations, the maximum radioprotective effect on white mice exposed to gamma radiation at a dose of 6.6 G, compositions No. 2, No. 3, No. 5 are shown in an amount of 5% of the feed weight.
Keywords: radiation sickness, radioprotective composition, prophylactic effect, therapeutic effect, therapeutic and prophylactic effect
Введение. Все более широкое применение источников ионизирующего излучения в промышленности, медицине, военном деле приводит к учащению случаев загрязнения местности радиоизотопами [2, 4, 7], что требует разработки средств защиты биообъектов, в том числе сельскохозяйственных животных, от лучевых поражений и их последствий. Хотя существует немало препаратов, повышающих устойчивость организма к радиационному воздействию [1, 4, 5-7], актуальным остается вопрос разработки новых средств - достаточно эффективных, но менее затратных в производстве.
В связи с вышеизложенным, целью наших исследований стало получение кормовой добавки, обладающей радиозащитным эффектом. На данном этапе работы решали задачу оценки радиозащитных свойств нескольких экспериментальных вариантов препаратов для выявления наиболее эффективных.
Материалы и методы. Объектом исследований стали экспериментальные препараты, полученные на базе веществ растительного и животного происхождения. Оценивали эффективность композиций № 2, № 3, № 4, № 5 и № 7, показавших в ходе ранее проведенных исследований наиболее выраженный стимулирующий эффект, в качестве радиозащитных средств. Опыты были проведены на белых мышах живой массой 18-20 г, из которых сформировали группы по 12 голов. Препараты задавали в смеси с кормом в количестве 2 % от массы корма, как это было сделано ранее в опыте по оценке стимулирующего действия, и 5 % от массы корма. Оценивали лечебное, профилактическое и лечебно-профилактическое действие исследуемых композиций при острой лучевой болезни, для чего учитывали выживаемость животных на 3, 6, 10, 14, 21, 30 сутки после облучения, рассчитывали среднюю продолжительность жизни (СПЖ) погибших. Облучение проводили на гамма-установке «ПУМА» с источником ионизирующего излучения 137Cs. В первом опыте доза облучения составила 7,7 Гр (LD100/30), во втором - 6,6 Гр (LD50/30). Схемы этих опытов приведены в таблицах 1, 2.
Таблица 1 - Схема опыта по оценке радиозащитного действия исследуемых композиций при дозе гамма-облучения 7,7 Гр
Группа опыта Используемый препарат Доза препарата, % Описание опыта
Оценка профилактического действия препаратов
1 № 5 2 С 1 по 30 сут - препарат с кормом. 30 сут - облучение. С 31 по 60 сут - обычный рацион.
2 5
3 № 7 2
4 5
Оценка лечебного действия препаратов
5 № 5 2 С 1 по 30 сут - обычный рацион. 30 сут облучение. С 31 по 60 сут - препарат с кормом.
6 5
7 № 7 2
8 5
Оценка лечебно-профилактического действия препаратов
9 № 5 2 С 1 по 60 сут - препарат с кормом. 30 сут - облучение.
10 5
11 № 7 2
12 5
Контрольная - - С 1 по 60 сут - обычный рацион. 30 сут - облучение.
Интактная - - С 1 по 60 сут - обычный рацион.
Кормление и содержание животных осуществляли в соответствии с зоотехническими нормами [3].
Результаты исследований и их обсуждение. Результаты опыта по оценке радиозащитного эффекта исследуемых препаратов в количестве 2 % от массы корма при дозе гамма-облучения 7,7 Гр (ЬБюо/зо) представлены в таблице 3 и на рисунках 1, 2, 3.
Таблица 2 - Схема опыта по оценке радиозащитного действия исследуемых композиций при дозе гамма-облучения 6,6 Гр
Группа опыта Используемый препарат Доза препарата, % Описание опыта
1 № 2 2
2 5
3 № 3 2
4 5 С 1 по 60 сут - препарат с кормом.
5 № 4 2 30 сут - облучение.
6 5
7 № 5 5
8 № 7 5
Контрольная - - С 1 по 60 сут - обычный рацион. 30 сут - облучение.
Интактная - - С 1 по 60 сут - обычный рацион.
Таблица 3 - Выживаемость мышей, облученных в дозе 7,7 Гр, при использовании в рационе композиций № 5, № 7
Группа опыта Количество выживших животных, %
3 сут 6 сут 10 сут 14 сут 21 сут 30 сут
1 100 100 67 33 8 0
2 100 100 58 42 8 8
3 100 92 58 42 8 8
4 100 92 75 42 8 8
5 100 100 75 25 8 0
6 100 100 50 33 8 0
7 100 92 67 25 8 0
8 100 92 67 33 17 0
9 100 92 75 50 25 8
10 100 100 83 50 25 8
11 100 92 67 42 17 8
12 100 92 67 50 25 8
Контрольная 100 92 67 25 8 0
Интактная 100 100 100 100 100 100
5 группа 6 группа 7 группа 8 группа контроль
Рисунок 1 - Средняя продолжительность жизни мышей, облученных в дозе 7,7 Гр, при использовании в рационе композиций № 5, № 7 (лечебное действие), сут
Как видно из диаграммы, представленной на рисунке 1, включение в рацион мышей кормовых добавок после облучения (оценка лечебного действия) не обеспечило существенного радиозащитного эффекта: повышения выживаемости опытных животных на конец эксперимента не отмечали, значения показателя СПЖ павших животных были близки к контрольному (группы 6 и 7) либо незначительно превосходили его (группы 5 и 8) - превышение составляло не более 9 %.
Рисунок 2 - Средняя продолжительность жизни мышей, облученных в дозе 7,7 Гр, при использовании в рационе композиций № 5, № 7 (профилактическое действие), сут
При скармливании мышам препаратов с последующим облучением (оценка профилактического действия) отмечали зависимость радиозащитного эффекта от дозы (рисунок 2): если в группах, где животные получали препараты в количестве 2 % от массы корма существенного повышения СПЖ не отмечали - 6 % и 11 % в группах 1 и 3, соответственно, то у животных 2 и 4 групп, получавших препараты в количестве 5 % от массы корма, значение этого показателя превосходило контрольное, соответственно, на 13 % и 18 %. При этом выживаемость животных всех опытных групп на конец эксперимента была выше, чем в контроле.
9 группа 10 группа 11 группа 12 группа контроль
Рисунок 3 - Средняя продолжительность жизни мышей, облученных в дозе 7,7 Гр, при использовании в рационе композиций № 5, № 7 (лечебно-профилактическое действие), сут
Максимальный эффект был получен при включении препаратов в рацион до и после облучения (оценка лечебно-профилактического действия): по СПЖ опытные животные превосходили контрольных, при этом больший эффект также был в группах, где мыши получали препараты в количестве 5 % от массы корма, хотя превышение в данном случае было менее выраженным, чем при профилактическом применении: 33, 38, 20 и 29 % в 9, 10, 11 и 12 группах, соответственно (рисунок
3).
Для более полной оценки эффективности исследуемых композиций в качестве средств защиты от действия ионизирующего излучения исследовали их эффективность при умеренном лучевом поражении. Для этого был поставлен опыт, в ходе которого животных облучали в дозе 6,6 Гр (ЬБ50/30).
Композиции № 5 и № 7 вводили в количестве 5 % от массы корма, так как в предыдущем опыте они уже показали более высокую эффективность при таком применении, а композиции № 2, № 3, № 4 - в количестве 2 и 5 % от массы корма.
Оценивали только лечебно-профилактическое действие испытуемых композиций, поскольку ранее проведенные исследования показали, что этот вариант применения обеспечивает наибольший радиозащитный эффект.
Результаты этих исследований представлены в таблице 4 и на рисунках 4, 5.
Таблица 4 - Выживаемость мышей, облученных в дозе 7,7 Гр, при использовании в рационе композиций № 2, № 3, № 4, № 5, № 7
Группа опыта Количество выживших животных, %
3 сут 6 сут 10 сут 14 сут 21 сут 30 сут
1 100 100 75 67 58 58
2 100 100 75 75 67 67
3 100 100 67 58 50 42
4 100 100 75 67 67 67
5 100 100 75 58 58 58
6 100 100 67 67 67 58
7 100 100 67 67 58 42
8 100 100 83 75 75 67
Контрольная 100 100 50 50 42 42
Интактная 100 100 100 100 100 100
Рисунок 4 - Средняя продолжительность жизни мышей, облученных в дозе 6,6 Гр, при использовании в рационе композиций № 2, № 3, № 4 в количестве 2 % от массы корма, сут
Рисунок 5 - Средняя продолжительность жизни мышей, облученных в дозе 6,6 Гр при использовании в рационе композиций № 2, № 3, № 4, № 5, № 7 в количестве 5 % от массы корма, сут
По СПЖ все опытные животные превосходили контрольных (рисунки 4, 5): в группах 1, 3, 5, где мыши получали препараты в количестве 2 % от массы корма, значение этого показателя было выше контрольного, соответственно, на 26, 10, 24 %. В группах 2, 4, 6, 7, 8, где препараты задавали в количестве 5 % от массы корма, превышение в большинстве случаев было более выраженным - на 36, 34, 28, 41, 29 %, соответственно.
Заключение. Полученные результаты позволяют заключить, что композиции № 5 и № 7 повышают среднюю продолжительность жизни белых мышей, подвергнутых гамма-облучению в дозе 7,7 Гр (LDlоо/зо), наиболее эффективны при профилактическом и лечебно-профилактическом применении в количестве 5 % от массы корма; из испытанных препаратов максимальный радиозащитный эффект на белых мышах, подвергнутых гамма-облучению в дозе 6,6 Гр (LD5о/зо), показывают композиции № 2, № 3, № 5 в количестве 5 % от массы корма.
Список источников
1. Амелина, Р. И. Эраконд в лечении и профилактике заболеваний человека и животных / Р. И. Амелина // Вестник эндокринологии. - 2020. - № 1-2. - С. 57-58.
2. Вагин, К. Н. Конструирование радиозащитных препаратов на основе веществ микробного, животного и неорганического происхождения / К. Н. Вагин // Материалы Международной научной конференции профессорско-преподавательского состава, посвященной 125-летию со дня рождения В. С. Немчинова. - Москва, 2019. - С. 84-87.
3. Западнюк, И. П. Лабораторные животные. Разведение, содержание и использование в эксперименте / И. П. Западнюк, В. И. Западнюк, Е. А. Захария, Б. В. Западнюк. - Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1983. - 383 с.
4. Низамов, Р. Н. Использование препаратов природного и микробного происхождения в ткачестве радиозащитных средств / Р. Н. Низамов, В. П. Шашкаров, Т. Р. Гайнутдинов, В. А. Гурьянова, А. М. Идрисов, Д. Н. Мингалеев // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н. Э. Баумана. - 2020. - Т. 243 (3). - С. 182-185.
5. Гайнутдинов, Т. Р. Определение радиозащитной эффективности инактивированныз гамма-облучением штаммов микроорганизмов / Т. Р. Гайнутдинов, А. М. Идрисов, А. В. Фролов, Я. М. курбангалеев, Э. М. Плотникова // Ветеринарный врач. - 2022. - № 2. - С. 13-20.
6. Папуниди, К. Х. Комбинированные поражения животных и разработка средств профилактики и лечения / К. Х. Папуниди, Г. В. Конюхов, Р. Н. Низамов, Э. И. Семёнов, И. Р. Кадиков. - Казань: ФГБНУ «ФЦТРБ-ВНИВИ», 2019. - 247 с.
7. Фролов, А. В. Оценка радиозащитной эффективности микробного полиантигена / А. В. Фролов, Р. Н. Низамов, Н. М. Василевский, К. Н. Вагин, Р. Н. Низамов // Ученые записки Казанской
государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2020. - Т. 244 (4). - С. 207-211.
References
1. Amelina, R. I. Erakond in the treatment and prevention of human and animal diseases / R. I. Amelina // Bulletin of Endocrinology. - 2020. - No. 1-2. - P. 57-58.
2. Vagin, K. N. Designing radioprotective preparations based on substances of microbial, animal and inorganic origin / K. N. Vagin // Proceedings of the International Scientific Conference of the Faculty Dedicated to the 125th Anniversary of the Birth of V. S. Nemchinov. - Moscow, 2019. - P. 84-87.
3. Zapadnyuk, I. P. Laboratory animals. Breeding, maintenance and use in the experiment / I. P. Zapadnyuk, V. I. Zapadnyuk, E. A. Zakharia, B. V. Zapadnyuk. - Kyiv: Vishcha school. Head publishing house, 1983. - 383 p.
4. Nizamov, R.N., Shashkarov V.P., Gainutdinov T.R., Guryanova V.A., Idrisov A.M., Use of preparations of natural and microbial origin in the weaving of radioprotective agents N. Mingaleev // Scientific notes of the Kazan State Academy of Veterinary Medicine. N. E. Bauman. - 2020. - T. 243 (3). - P. 182-185.
5. Gainutdinov, T. R. Determination of the radioprotective effectiveness of strains of microorganisms inactivated by gamma irradiation / T. R. Gainutdinov, A. M. Idrisov, A. V. Frolov, Ya. M. Kurbangaleev, E. M. Plotnikova // Veterinarian. - 2022. - No. 2. - P. 13-20.
6. Papunidi, K. Kh. Combined lesions of animals and the development of means of prevention and treatment / K. Kh. Papunidi, G. V. Konyukhov, R. N. Nizamov, E. I. Semyonov, I. R. Kadikov. - Kazan: FGBNU "FCTRB-VNIVI", 2019. - 247 p.
7. Frolov, A. V. Evaluation of radioprotective efficacy of microbial polyantigen / A. V. Frolov, R. N. Nizamov, N. M. Vasilevsky, K. N. Vagin, R. N. Nizamov // Uchenye zapiski Kazanskogo gosudarstvennogo akademii veterinary medicine named after N.E. Bauman. - 2020. - T. 244 (4). - P. 207-211.
Все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации.
Авторы подтверждают отсутствие конфликта финансовых/нефинансовых интересов, связанных с написанием статьи.
All authors have made an equivalent contribution to the preparation of the publication. The authors declare that there is no conflict of interest.
Принята к публикации/accepted for publication 02.11.2023
© Фролов А. В., Василевский Н. М., Майорова Е. Н., Низамов Р. Н., Медведев М. И. 2023
