CC BY
535. Kuznetsov, A.F. Zoogigiena and veterinary sanitation / A.F. Kuznetsov, V.G. Tyurin, V.G. Semenov, G.S. Nikitin. - St. Petersburg: Limited Liability Company "Quadro," 2017. - 384 s. ISBN: 978-5-906371-80-6
6. Polyakova, O.R. Disinfection in the system of measures of anti-epizootic events: educational manual/O. R. Polyakova, V. A. Kuzmin, Yu. Yu. Danko, L. S. Vogel, A. S. Kisil, I.D. Eshchenko. -St. Petersburg: SpbGAVM, 2016 - 72s. - 200 copies.
7. Savostina, T.V. Veterinary sanitation with the basics of zoogenicity: a textbook / T.V. Savostina -Chelyabinsk. South Ural State Agrarian University, 2020. - 100s. -500 copies - ISBN: 978-5-88156-837-5
8. Sakhno, N.V. Veterinary sanitation: Textbook for universities. Special literature / N.V. Sakhno, V.S. Buyarov, O.V. Timokhin, Yu.A. Vatnikov, I.A. Tutkyshbay, E.A. Mikheeva, S.A. Skrebnev, E.N. Skrebneva, V.V. Sazonova, O.N. - St. Petersburg: "Lance," - 2020. - 172 sec. -ISBN: 978-5-8114-5458-7
УДК: 619:615.848: 616-001.28 DOI 10.33632/1998-698Х.2021-2-34-38
РАДИОЗАЩИТНЫЙ ЭФФЕКТ ПРЕПАРАТОВ МИКРОБНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ ПРИ ОСТРОЙ ЛУЧЕВОЙ БОЛЕЗНИ
1Рус.Н. Низамов, ХН.М. Василевский - доктор ветеринарных наук, профессор, 1Рам.Н.
Низамов - доктор ветеринарных наук, профессор, 1К.Т. Ишмухаметов - кандидат биологических наук, 1К.Н. Вагин - кандидат биологических наук, 2В.Г. Семенов - доктор биологических наук, профессор, 1А.М. Идрисов - кандидат ветеринарных наук, доцент
2ФГБНУ «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности», 420075, г. Казань, Научный городок-2, e-mail: [email protected]
2ФГБОУВО «Чувашский государственный аграрный университет», 428003, г. Чебоксары, ул. К. Маркса, дом 29, e-mail: [email protected]
Целью исследований является изучение радиозащитных свойств препаратов микробного происхождения на белых мышах при острой лучевой болезни тяжелой степени ЛД(юо/зо). В качестве потенциальных радиозащитных препаратов использовали препараты РБФКI, РБФКII, РБФК III. Выживаемость и СПЖ животных оценивали в течение 30 суток после радиационного воздействия. Установлено, что наиболее эффективным является препарат РБФК I, оказывающий 88,8 %-ную и 75,0 %-ную защиту при профилактическом и лечебном применении соответственно, а также препарат РБФК III, при введении которого выживаемость животных составляет 66,6 и 83,3 % в профилактическом и лечебном вариантах применении. Полученные данные на белых мышах являются основанием для проведения опытов и на других видах лабораторных и сельскохозяйственных животных.
Ключевые слова: гамма-облучение, лучевая болезнь, радиопротектор, E.coli, B.bifidum.
Введение. Разработка средств защиты противорадиационной защиты прибегают в
от радиации является актуальным вопросом случаях возникновения аварий на объектах
исследований на протяжении последних атомной промышленности, вероятного исполь-
десятилетий из-за расширения сфер исполь- зования условным противником атомного
зования источников ионизирующей радиации оружия, а также террористических актов с
в различных областях [1, 3]. К проведению применением радиоактивных веществ [5]. В
качестве основных средств защиты от радиационных поражений применяют: физические и инженерные методы - сокращение времени пребывания в зараженной местности, экранирование, использование средств индивидуальной защиты, использование веществ химического и биологического происхождения - радиопротекторы и другие [6, 9].
Вследствие присущей токсичности химических радиопротекторов, возник интерес к веществам биологического происхождения как к потенциальным источникам радиопротекторов. Встречающиеся в природе соединения с дискретной биоактивностью широко исследуются на предмет их потенциальной способности приносить пользу для здоровья, а ряд веществ микробного и природного происхождения продемонстрировали радиозащитную активность. Поскольку встречающиеся в природе соединения обычно менее токсичны, чем синтетические соединения и могут быть более дешевыми, они являются предпочтительными источниками создания радиопротекторов [2, 4].
Исследователями в области радиационной защиты обобщен достаточно большой экспериментальный материал о возможности использования веществ микробного происхождения в качестве радиозащитных средств. Установлено, что такие противолучевые средства обладают разносторонним действием, а именно стимулируют иммунореактивность пораженного организма, нейтрализуют продукты тканевой деструкции и ингибируют синтез радиоцитотоксических комплексов [2, 7, 8].
Целью настоящей работы является изучение радиозащитных свойств препаратов на основе радиомодифицированных вариантов бактерий E. coli «ПЛ-6» (R) и B. bifidum 1 (R).
Материалы и методы. В первой серии опыта для оценки профилактической радиозащитной эффективности полученных препаратов использовали 45 белых мышей живой массой 18-20 г обоего пола, разделенных на 5 групп по 9 животных в каждой. Животным
I группы за 24 ч до облучения однократно подкожно в дозе 0,1 см3 вводили РБФК I (содержащий 1*107 КОЕ/мл E. coli «ПЛ-6»(R) + 1*108 КОЕ/мл B. bifidum 1(R)); 2 группы - РБФК
II (содержащий 1*108 КОЕ/мл E. coli «ПЛ-6»
(R) + 1*109КОЕ/мл B. bifidum 1 (R)); 3 группы - РБФК III (фильрат культуральной жидкости препарата РБФК I); 4 группы -регламентированный радиозащитный полиантиген (МПАГ) (контроль радиозащитного действия); 5 группе в том же объеме 0,1 мл вводили 0,9 % раствор хлорида натрия (контроль облучения). Животные 6 группы служили контролем облучения.
Во второй серии опыта использовали 60 белых мышей, разделенных на 5 групп по 12 животных в каждой. Условия облучения животных, доза вводимого препаратов и распределение по группам были аналогичны таковым первой серии опытов с той лишь разницей, что лечебный препарат применяли с лечебной целью - через 24 ч после летального облучения животных. Животным 1 группы за 24 ч до облучения однократно подкожно в дозе 0,1 см3 вводили РБФК I; 2 группы - РБФК II; 3 группы - РБФК III; 4 группы -регламентированный радиозащитный полиантиген (МПАГ) (контроль радиозащитного действия); 5 группе в том же объеме 0,1 мл вводили 0,9 % раствор хлорида натрия (контроль облучения). Животные 6 группы служили контролем облучения.
Моделирование острой лучевой болезни (ОЛБ) у белых мышей осуществляли путем внешнего облучения их на гамма-установке «Пума». Животных облучали однократно в дозе 7,7 Гр. Выживаемость и среднюю продолжительность жизни (СПЖ) погибших животных оценивали в течение 30 суток после радиационного воздействия. В течение всего периода опыта оценивали общее физиологическое состояние животных (потребление корма, воды, двигательная активность). После истечения срока эксперимента определяли показатели выживаемости и СПЖ животных.
Полученный материал подвергали статистической обработке с использованием общепринятых параметрических методов с применением программы Microsoft Excel (2012).
Результаты исследований. Результаты проведенных экспериментов по оценке радиозащитных свойств отобранных препаратов, при условии введения их с профилактической целью, представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Оценка потенциальных радиозащитных свойств препаратов при профилактическом применении
п = 9
Группа животных Препарат Доза х107-9 КОЕ/мл Выживаемость, % СПЖ, (сут)
1 РБФК I 1*10' КОЕ/мл E. coli «ПЛ-6» (R) + 1*108 КОЕ/мл B. bifidum 1 (R) - 0,1 см3 88,8±2,1xxx 15
2 РБФК II 1*108 КОЕ/мл E. coli «ПЛ-6» (R) + 1*109 КОЕ/мл B. bifidum 1 (R) - 0,1 см3 77, 7±5,5 xxx 14
3 РБФК III 0,1 см3 66,6±4,4 xxx 13,3
4 МПАГ (контроль радиопротектора) 2,5*109 м.к/кг - 0,1 см3 11,1±2,1 8,2
5 0,9 % №С1 (контроль облучения) 0,1 см3 0 5,7
6 биологический контроль - 100 -
Примечание - ххх - Р < 0,001
Из данных таблицы видно, что максимальный радиозащитный эффект был достигнут при применении препарата РБФК I, который обеспечивал 88,8 % выживаемость животных при однократном подкожном введении за 24 ч до облучения, при СПЖ павших животных 15 суток.
Увеличение дозы вводимого препарата РФБК II (1*108 КОЕ/мл E. coli «ПЛ-6» (R) + 1*109 КОЕ/мл B. bifidum 1 (R)) приводило к
I,14-кратному снижению выживаемости (P > 0,05), c СПЖ 14 суток. Радиозащитная активность препарата РБФК III (фильтрат культуральной жидкости РБФК I) при профилактическом применении была менее выражена, и составила 66,6 % защиту с СПЖ 13,3 суток, уступая в 1,32 раза таковой препарата РБФК I и в 1,27 раза - таковой препарата РБФК II. Контрольный радиопротектор МПАГ обеспечивал защиту в
II,1 %, так как введение данного препарата предусматривает защиту при введении за 30 суток до облучения. Следовательно, из испытанных вариантов радиобификола при профилактическом применении более высокой радиозащитной эффективности обладает -РБФК I.
Принимая во внимание то, что препараты бактериального происхождения используется в качестве средств ранней терапии экспериментальной острой лучевой болезни [8], нами была проведена серия экспериментов по изучению лечебной эффективности полу-
ченных препаратов на основе радиомо-дифицированных бактериальных культур E. coli «ПЛ-6» (R) и B. bifidum 1 (R). Результаты, проведенных радиобиологических исследований, представлены в таблице 2.
Данные таблицы 2 свидетельствуют о том, что испытуемые препараты обладают радиозащитным эффектом и при их лечебном применении, однако степень защиты зависит от технологии получения препарата. Как видно из данных таблиц 1 и 2, препарат РБФК I обладает максимальным радиозащитным (88,8 %) эффектом при профилактическом применении и 75,0 % защитой при лечебном применении. СПЖ животных составляла соответственно 16,6 и 15 суток. Аналогичная тенденция снижения радиозащиты при лечебном использовании наблюдается при применении препарата РБФК II - уровень защиты составляет 66,6 % против 77,7 % при СПЖ животных составила 13,3 и 14 суток соответственно профилактическом применении препарата. Существенное повышение радиоза-щитной эффективности препарата РБФК III (фильтрат культуральной жидкости РБФК I) наблюдалось при его лечебном применении - уровень защиты, летально облученных живот-ных при этом составил 83,3 % (в 1,25 раза выше против 66.6 % при профилактическом применении препарата). Препарат МПАГ не оказывал радиоза-щитную эффективность, так как при лечебном применении он является малоэффективным
Таблица 2 - Оценка лечебной активности потенциальных радиозащитных свойств препаратов _(п=12)
Группа животных Препарат Доза х107-9 КОЕ/мл Выживаемость, % СПЖ, (сут)
1 РБФК I 1*10' КОЕ/мл E. coli «ПЛ-6» (R) + 1*108 КОЕ/мл B. bifidum 1 (R) - 0,1 см3 75,0±1,9 16,6
2 РБФК II 1*108 КОЕ/мл E. coli «ПЛ-6» (R) + 1*109 КОЕ/мл B. bifidum 1 (R) - 0,1 см3 66,6±2,7 13,3
3 РБФК III 0,1 см3 83,3±2,1 15,5
4 МПАГ (контроль радиопротектора) 2,5*109 м.к/кг - 0,1 см3 0 10,3
5 контроль облучения 0,1 см3 0 5
6 биологический контроль - 100 -
Примечание - ххх - Р < 0,001
Заключение. В результате проведенных исследований установлено, что при применение препарата РБФК I в качестве профилактического и лечебного средства обеспечивается 88,8 и 75,0 % выживаемость белых мышей, облученных летальной дозой. Препарат РБФК II при профилактическом применении обеспечивал выживаемость на
77,7 % и был на уровне защиты. При применении препарата РБФК I при лечебном применении - выживаемость животных составила 66,6 %. Препарат РБФК III при профилактическом применении осуществлял защиту на 66,6 % и при лечебной применении на 83,3 %.
Литература.
1. Гребенюк, А.Н. Основы радиобиологии и радиационной медицины: учебное пособие /
A.Н. Гребенюк, О.Ю. Стрелова, В.И. Легеза, Е.Н. Степанова. - СПб.: ООО «Издательство ФОЛИАНТ», 2012. - 232 с.
2. Конюхов, Г.В. Радиозащитная активность композиций на основе метаболитов E.coli,
B.bifidum и иммуномодуляторов нового поколения / Г.В. Конюхов, Р.Н. Низамов, Д.Т. Шарифуллина [и др.] // Ветеринарный врач. - 2016. - № 6. - С. 36.
3. Конюхов, Г.В Стимулирующее действие малых доз радиации на организм: монография / Г.В. Конюхов, Р.Н. Низамов, [и др.]. - Казань: ФГБНУ «ФЦТРБ-ВНИВИ», 2018. - 409 с.
4. Конюхов, Г.В Усовершенствование технологии получения радиозащитных препаратов на основе B.bifidum, E.coli в сочетании с биополимером и оценка их эффективности на сельскохозяйственных животных / Г.В. Конюхов, Р.Н. Низамов, Т.Р. Гайнутдинов [и др.] // Ветеринарный врач. - 2017. - № 6. - С. 31.
5. Легеза, В.И. Медицинская защита при радиационных авариях: некоторые итоги и уроки Чернобыльской катастрофы / В.И. Легеза, А.Н. Гребенюк, В.В. Зацепин // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2011. - Т. 51(1). - С. 70.
6. Лысенко, Н.П. Радиобиология: учебник / Н.П. Лысенко, В.В. Пак, Л.В. Рогожина [и др.]. -СПб.: Лань, 2019. - 572 с.
7. Низамов, Р.Н. Использование препаратов природного и микробного происхождения в качестве радиозащитных средств / Р.Н. Низамов, В.П. Шашкаров, Т.Р. Гайнутдинов [и др.] // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2020. -Т. 243(3). - С. 182.
8. Фролов, А.В. Оценка радиозащитной эффективности микробного полиантигена / А.В. Фролов, Р.Н. Низамов, Н.М. Василевский [и др.] // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2020. - Т. 244(4). - С. 207.
9. Ярмоненко, С.П. Радиобиология человека и животных: учебное пособие для вузов /
C.П. Ярмоненко, А.Л. Вайнсон.- М.: Высшая школа, 2004. - 549 с.
RADIOPROTECTIVE EFFECT OF DRUGS OF MICROBIAL ORIGIN IN ACUTE RADIATION DISEASE
:Rus. N. Nizamov, :N.M. Vasilevsky - Doctor of Veterinary Sciences, Professor, :Ram.N. Nizamov -Doctor of Veterinary Sciences, Professor, :K.T. Ishmukhametov - Candidate of Biological Sciences, :K.N. Vagin - Candidate of Biological Sciences, 2V.G. Semenov - Doctor of Biological Sciences, Professor, :А.М.
Idrisov - Candidate of Veterinary Sciences, Docent
1FSBSI «Federal Center for Toxicological, radiation and biological safety» 420075, Kazan, 2 Nauchny gorodok st, e-mail: [email protected]
2Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education «Chuvash State Agricultural University», 428003 Cheboksary City, 29. K. Marks Street, e-mail: [email protected]
The aim of the research is to study the radioprotective properties of drugs of microbial origin in white mice with acute radiation sickness of severe degree LD(100/30). Drugs RBFC I, RBFCII, and RBFCIII were used as potential radioprotective drugs. The survival rate and life expectancy of animals was assessed within 30 days after radiation exposure. It was found that the most effective drug is RBFK I, which provides 88.8% and 75.0% protection during prophylactic and therapeutic use, respectively, as well as the drug RBFK III, with the introduction of which the survival rate of animals is 66.6 and 83, 3% in prophylactic and therapeutic applications. The data obtained on white mice are the basis for experiments on other types of laboratory and farm animals.
Keywords: gamma irradiation, radiation sickness, radioprotector, E. coli, B. bifidum.
References:
1. Grebenyuk, A.N. Fundamentals of radiobiology and radiation medicine: textbook / A.N. Grebenyuk, O. Yu. Strelova, V.I. Legeza, E.N. Stepanova // SPb .: LLC "FOLIANT Publishing House", 2012. - 232 p.
2. Konyukhov, G.V. Radioprotective activity of compositions based on metabolites of E. coli, B. bifidum and new generation immunomodulators / G.V. Konyukhov, R.N. Nizamov, D.T. Sharifullina [et al.] // Veterinarian. - 2016. - No. 6. - P. 36.
3. Konyukhov, G.V. Stimulating effect of small doses of radiation on the body: monograph / G.V. Konyukhov, R.N. Nizamov, [and others] // Kazan: FGBNU "FCTRB-VNIVI". 2018 .- 409 p.
4. Konyukhov, G.V. Improvement of the technology for obtaining radioprotective drugs based on B. bifidum, E. coli in combination with a biopolymer and assessment of their effectiveness on farm animals / G.V. Konyukhov, R.N. Nizamov, T.R. Gainutdinov [et al.] // Veterinarian. - 2017. - No. 6. - P. 31.
5. Legeza, V.I. Medical protection in radiation accidents: some results and lessons of the Chernobyl disaster / V.I. Legeza, A.N. Grebenyuk, V.V. Zatsepin // Radiation Biology. Radioecology. - 2011 . -T. 51 (1). - P. 70.
6. Radiobiology: textbook / NP. Lysenko, V.V. Pak, L.V. Rogozhin [et al.] // Textbook. -St. Petersburg: Lan, - 2019 .- 572 p.
7. Nizamov, R.N. Use of preparations of natural and microbial origin as radioprotective agents / R.N. Nizamov, V.P. Shashkarov, T.R. Gainutdinov [et al.] // Scientific notes of the Kazan State Academy of Veterinary Medicine named after V.I. N.E. Bauman. - 2020. - T. 243 (3). - P. 182.
8. Frolov, A.V. Evaluation of the radioprotective effectiveness of microbial polyantigen / A.V. Frolov, R.N. Nizamov, N.M. Vasilevsky [et al.] // Scientific notes of the Kazan State Academy of Veterinary Medicine named after V.I. N.E. Bauman. - 2020. - T. 244 (4). - P. 207.
9. Yarmonenko, S.P. Radiobiology of man and animals: textbook / S.P. Yarmonenko, A.L. Winson. - M .: "High school", 2004. - 549 p.
ЖУРНАЛ ДЛЯ ПРОФЕССИОНАЛОВ ОТ ПРОФЕССИОНАЛОВ
