CC BY
40
5. Меерсон, Ф. З. Адаптационная медицина: механизмы и защитные эффекты адаптации / Ф. З. Меерсон. — М. : Hypoxia Medical LTD, 1993. — 334 с.
6. Меерсон, Ф. З. Адаптация к стрессовым ситуациям и физическим нагрузкам / Ф. З. Меерсон, М. Г. Пшенникова. — М. : Медицина, 1988. — 256 с.
7. Судаков, К. В. Новые акценты классической концепции стресса / К. В. Судаков // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 1997. — № 2. — С. 124-130.
8. Боброва, Н. А. Влияние регуляторных пептидов на экспрессию маннозосодержащих мембранных структур лейкоцитов при остром стрессе / Н. А. Боброва, Е. М. Важничая, И. П. Кайдашев // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. — 2000. — № 4. — С. 11-13.
9. Копина, О. С. Популяционное исследование психосоциального стресса как фактора риска сердечно-сосудистых заболеваний / О. С. Копина, Е. А. Суслова, Е. В. Заикин // Кардиология. — 1996. — № 3. — С. 53-56.
10. Нарушения в системе крови при воздействии ионизирующей радиации в низкой дозе в зависимости от длительности эмоционального стресса /
Ю. Б. Дешевой [и др.] // Радиац. биология. Радиоэкология. — 2002. — Т. 42, № 4. — С. 383-389.
11. Зиматкина, О. С. Неспецифическая адап-ционная реакция организма и некоторые биологические показатели белых крыс при пролонгированном гамма-облучении /О. С. Зиматкина // Современная медицина и фармация: материалы конференции студентов и молодых ученых ВГМУ. — Витебск, 2001. — С. 10-11.
12. Суриков, Б. П. Постстрессорные состояния и коммуникативные нарушения иммунитета и крови / Б. П. Суриков [и др.] // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. — 2000. — № 4. — С. 9-11
13. Лабораторные животные: разведение, содержание, использование в зксперименте / И. П. Запад-нюк [и др.]. — Киев: Вища шк., 1983. — 383 с.
14. Камышников, В. Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике: в 2 т. / В. Камышников. — Мн. : Беларусь, 2000. — Т. 2.
15. Пшенникова, М. Г. Феномен стресса. Эмоциональный стресс и его роль в патологии / М. Г. Пшенни-кова // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. — 2000. — № 2. — С. 24-26.
Поступила 14.05.2007
УДК: 616.127:614.875
ВЛИЯНИЕ ИНКОРПОРИРОВАНННОГО 13^s НА СТРУКТУРНЫЕ КОМПОНЕНТЫ МИОКАРДА
Н. Г. Мальцева Гомельский государственный медицинский университет
В работе проведен морфометрический анализ ткани миокарда опытных животных, подвергшихся воздействию инкорпорированных радионуклидов. Данный стрессорный фактор вызывает адаптационную реакцию, проявляющуюся в комплексе биохимических и морфофункциональных изменений. Выявленные структурные нарушения сводятся к снижению мышечной массы сердечной ткани, уменьшению количества кардиомиоцитов на фоне гипертрофии их ядер. Происходит коллагенизация и разрастание соединительнотканной стромы, массовое расширение коронарной капиллярной сети.
Возникшие структурные нарушения могут служить предпосылкой развития патологии.
Ключевые слова: миокард, инкорпорированные радионуклиды, морфометрическая характеристика, стресс, адаптация.
THE INFLUENCE OF INCORPORATED 137Cs ON STRUCTURAL COMPONENTS OF THE MYOCARDIUM
N. G. Maltseva Gomel State Medical University
In the work the morphometric analysis of a myocardium tissue of the experimental animals, undergone impact of incorporated radionuclides has been carried out. The given stress factor
causes the adaptable reaction demonstrated in a complex biochemical and morphfunctional changes. The revealed structural infringements are the following: decrease in muscular mass of myocardium tissue and cardiomiocytes quantity reduction on a background of a hypertrophy of their nuclei. Reduced to collagenazin and growth of connective tissues strom and mass dilation of a coronary capillary network.
The arisen structural infringements can serve as the precondition of development of a pathology development.
Key words: myocardium, incorporation radionuclide, morph metric characteristic, stress, adaptation.
Введение
В современном обществе с каждым годом увеличивается использование источников ионизирующего излучения в различных сферах деятельности человека, что приводит к глобальному радиоактивному загрязнению биосферы. При инкорпорации радионуклидов в организм происходит их длительное радиационное и токсическое действие.
У населения региона, пострадавшего от аварии на ЧАЭС, отмечается рост заболеваемости болезнями сердечно-сосудистой системы [18, 19] В структуре первичной заболеваемости ликвидаторов аварии на ЧАЭС, проживающих в Беларуси, они составляют 42%.
В 2001 году в Республике Беларусь лица с болезнями системы кровообращения составили 21,8% от общего количества людей, признанных инвалидами в трудоспособном возрасте. Смертность от болезней кровообращения составляет 30,7% в структуре смертности трудоспособного населения Беларуси. Приоритетными проблемами кардиологии являются артериальная гипертензия, атеросклероз и их основные осложнения — ИБС, цереброваскулярные болезни, на долю которых приходится 91% всех смертельных исходов от болезней системы кровообращения [10].
На территории Гомельской области, наиболее пострадавшей от аварии на ЧАЭС, распространенность ИБС возросла в 3,5 и более раз по сравнению с доаварийным 1986 г., причем клинические формы течения ИБС у ликвидаторов аварии на ЧАЭС приобретают отягощенные формы. Сохраняются также негативные тенденции в развитии других форм сердечно-сосудистой патологии [1, 6].
По мнению большинства исследователей, основным источником радиационного воздействия на население, проживающее на постчернобыльском пространстве, является
внутреннее облучение, вызванное инкорпорацией радионуклидов [3, 11]. Главным до-зообразующим элементом является 137Cs.
Cs поступает в организм человека и животных в основном с пищей. Он полностью всасывается в желудочно-кишечном тракте и быстро проникает в кровь. Будучи хорошо растворимым в воде и имея значительное сходство по основным физико-химическим параметрам с калием, Cs быстро распределяется по организму [4]. Его растворимые соли способны относительно легко проникать через биологические мембраны и накапливаться внутри клеток и их органелл.
Одним из органов-мишеней для радиоцезия является миокард. Под воздействием внутреннего ионизирующего облучения в сердечной мышце развиваются выраженные морфо-функциональные и метаболические изменения [4, 5, 11, 20].
Согласно современным представлениям, действие ионизирующего излучения на организм сопровождается интенсификацией свободнорадикальных реакций в тканях [2, 8, 12]. При этом в свободнорадикальные реакции вовлекаются как водная, так и ли-пидная фаза клетки, нарушается гомеостаз, что может привести к ее гибели [16]. Важную роль в процессах радиационного повреждения играют высокореакционные продукты, образующиеся в процессе радиолиза воды, вступающие в дальнейшие реакции по цепному механизму, причем наиболее реакционноспособным является гидро-ксильный радикал. Образование даже в малых количествах АФК и продуктов радиолиза воды играет первостепенную роль в инициации радиационных повреждений тканей облученного организма. Эти продукты при взаимодействии с молекулами образуют новые свободные радикалы, перекиси и токсины.
Накопление АФК в ткани миокарда, вызванное инкорпорацией 137Cs, способствует повреждению мембранного комплекса кардиомиоцитов и митохондриальной системы. Возникают нарушения процессов сопряжения тканевого дыхания, окислительного фосфорилирования и синтеза АТФ, что приводит к энергетическому дефициту в клетках, гибели отдельных органелл и угнетению сократительной функции [4, 8, 11, 20]. Неповрежденные клеточные структуры будут испытывать значительную перегрузку. Такие изменения могут послужить толчком для включения регенераторно-пластического механизма и возникновения явлений гипертрофии и гиперплазии. Данная проблема широко исследуется, ей посвящен ряд комплексных работ, проводимых на базе нашего университета [4, 11, 20].
Исследования по данной тематике представляют исключительный научный и практический интерес, так как даже незначительные нарушения функциональной активности и морфологического строения основных структурных составляющих ткани сердца приводят к возникновению и развитию сердечно-сосудистой патологии [7, 9, 14, 17, 20].
Цель работы: проанализировать влияние икорпорированных радионуклидов на морфометрические характеристики структур миокарда.
Материалы и методы исследования
Объект исследования — беспородные белые крысы-самцы. В ходе эксперимента были сформированы 2 группы по 10 половозрелых особей: контрольная и опытная. Животным подопытной группы в течение 30 суток в рацион кормления были включены радиоактивные корма. Уровень накопления Cs в организме составил 3314 Бк/кг. Радиометрический контроль осуществлялся с помощью гамма-спектрометра ЬР-4000
Таблица 1
(Финляндия). Животные контрольной группы содержались на стандартном рационе вивария.
При проведении экспериментов соблюдались требования Хельсинской Декларации по гуманному обращению с животными.
По истечении 30-дневного срока животных декапитировали, и ткань сердца использовали для проведения морфологических и морфометрических исследований.
Для каждой группы были взяты по 10 образцов миокарда, из которых приготовили парафиновые блоки по стандартной методике. Серийные срезы окрашивались гематоксилин-эозином и галлоцианин-пикро-фуксином (модифицированной методикой Ван-Гизона). Морфометрические исследования проводились по микрофотографиям с увеличением в 1000 раз.
Для обработки микрофотографий была использована компьютерная программа для цитофотометрии Photo M 131. Полученные результаты обработаны при помощи пакета программ «Statistica» 6.0.
Определялись следующие параметры:
1) количество ядер кардиомиоцитов на единицу площади (за единицу была принята площадь микрофотографии (414720 пкс), отснятой при увеличении в 1000 раз);
2) удельная площадь, приходящаяся на кардиомиоциты (в условных единицах);
3) оптическая плотность ядер кардио-миоцитов (в условных единицах);
4) количество ядер соединительнотканной стромы;
5) удельная площадь, приходящаяся на соединительную ткань (в условных единицах);
6) удельная площадь, приходящаяся на ядра кардиомиоцитов (в условных единицах).
Результаты и их обсуждение
Полученные результаты представлены в таблице 1.
— Морфометрические показатели структурных компонентов миокарда (М ± m)
Параметры Контроль Опыт
Количество ядер кардиомиоцитов 9,3 ± 0,29 7,1 ± 0,16*
Площадь ядер кардиомиоцитов (пкс) 8824±212 13855±223*
Площадь кардиомиоцитов (пкс) 380812± 1341 374449± 1076*
Оптическая плотность ядер кардиомиоцитов 0,157 ± 0,004 0,086 ± 0,001*
Количество ядер стромы 24,94 ± 1,258 21,76 ± 0,4*
Площадь ядер стромы (пкс) 9177±335 12909±243*
Площадь стромы (пкс) 33908±1658 40270 ± 795*
Примечание: *
— различия в группах статистически значимы (p < 0,05)
Морфометрический анализ светоопти-ческих препаратов выявил, что при накоплении радионуклида 137Сб в сердечной мышечной ткани достоверно происходит снижение количества ядер кардиомиоцитов на 23% (в опытной группе этот показатель равен 7,1, а в контроле — 9,3). При этом средняя площадь, приходящаяся на одно ядро кардиомиоцита, увеличивается более чем в 2 раза (с 950 пкс до 1951 пкс), что свидетельствует о гипертрофии ядер и значительном увеличении их «нагрузки». Это подтверждает снижение оптической плотности этих ядер до 0,086 (в контроле данное значение составляло 0,157 условных единиц). Кроме того, преобладающий в ядрах эухроматин также свидетельствует об увеличении процессов синтеза, необходимых для компенсации пластической недостаточности, возникшей в клетках. При воз-
13/
действии инкорпорированного Сб наблюдается незначительное уменьшение мышечной массы миокарда, но при этом средний размер кардиомиоцитов возрастает на 22,3% в сравнении с контролем (с 41035 до 52739пкс). Гипертрофия показывает возросшую функциональную нагрузку мышечных клеток, возникшую в результате уменьшения общего числа кар-диомиоцитов. Гибель мышечных клеток могла, как предполагается, быть вызвана апоптозом [4, 11, 20].
Различия в реактивном ответе опытной группы выявлены также и при анализе стромальных компонентов миокарда. Удельная площадь соединительнотканной стро-мы подопытной группы возросла на 16% по сравнению с контролем. Это отмечается на фоне некоторого снижения количества стромальных ядер. Но увеличение объемов этих ядер и количества продуцируемого ими коллагена свидетельствует о возрастании процессов коллагенизации миокарда. В исследуемых образцах большая доля стро-мы приходилась на капилляры, что свидетельствует о массовом расширении коронарной капиллярной сети. Различные участки миокарда отличаются высокой неоднородностью. На микрофотографиях вместе с тесно расположенными кардиомиоцитами встречаются участки разволокнения с явлениями отека.
Таким образом, у животных, подвергшихся действию инкорпорированного 137Сб,
выявлены структурные проявления компенсаторно-приспособительных реакций миокарда, которые касаются, в первую очередь, капиллярного русла, стромальных компонентов, а также ядерно-цитоплаз-матического показателя кардиомиоцитов. Это свидетельствует о значительном влия-
137
нии на миокард инкорпорированного Сб.
Заключение
Наблюдаемые сдвиги структурных показателей сердечной мышечной ткани при инкорпорации 137Сб являются проявлением компенсаторно-приспособительных реакций миокарда. Полученные данные свидетельствуют о значительной функциональной напряженности клеток, что может создать предпосылки для инициации или усугубления сердечно-сосудистой патологии.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Атеросклероз и радиация / А. А. Чиркин [и др.]. — Гомель, 1999. — 128 с.
2. Барабой, В. А. Проблема перекисного окисления в радиобиологии / В. А. Барабой, Е. Е. Чеботарев // Радиобиология. — 1986. — Т. 26, № 5. — С. 591-597.
3. Булдаков, Л. А. Радиоактивные вещества и человек / Л. А. Булдаков. — М. : Энергоатомиздат, 1990. — 160 с.
4. Влияние инкорпорированных радионуклидов цезия на ультраструктуру и процессы тканевого дыхания митохондрий кардиомиоцитов / А. И. Гри-цук и [и др.] // Весщ Нацыянальнай акадэмп навук Беларуси сер. медыка-б1ял. навук. — 2002. — № 2. — С. 63-70.
5. Воробьева, Е. И. Очерки радиационной кардиологии / Е. И. Воробьева; под ред. Е. И. Воробьева. — М. : Атомиздат, 1978. — 256 с.
6. Динамика состояния здоровья ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС, проживающих на территории / П. Н. Любченко [и др.] // Здравоохранение Рос. Федерации. — 1997. — № 5. — С. 38-42.
7. Желоба, А. А. Активные формы кислорода при сердечно-сосудистой патологии / А. А. Желоба // Артериальная гипертензия. — 2000. — № 2. — С. 59-67.
8. Коломийцева, И. К. Радиационная биохимия мембранных липидов / И. К. Коломийцева. — М. : Наука, 1989. — 181 с.
9. Ланкин, В. З. Свободнорадикальные процессы при заболевания сердечно-сосудистой системы / В. З. Ланкин, А. К. Тихазе, Ю. Н. Беленков // Кардиология. — 2000. — Т. 40, № 7. — С. 48-61.
10. Манак, Н. А. Четверть века белорусской кардиологии: от периода становления к периоду зрелости / Н. А.Манак, В. Г. Русецкая // Здравоохранение. — 2003. — № 1. — С. 55-59.
11. Митохондриальное окисление и ультраструктура миокарда при инкорпорации радионуклидов цезия / А. И. Грицук и [и др.] // Авиакосмическая и экологическая медицина. — 2002. — Т. 36. — № 2. — С. 40-44.
12. Москалев, Ю. И. Отдаленные последствия воздействия ионизирующих излучений / Ю. И. Москалев. — М. : Медицина, 1991. — 464 с.
13. Мусиенко, П. И. Действие радиоактивных изотопов на живой организм / П. И. Мусиенко. — Киев, 1991. — 100 с.
14. Оценка состояния сердечно-сосудистой системы у лиц, пострадавших в результате аварии на ЧАЭС, с помощью ультразвуковой диагностики / Ю. В. Забурьянова [и др.] // Врачеб. дело. — 1998. — № 8. — С. 30-33.
15. Постнов, Ю. В. К развитию мембранной концепции патогенеза первичной гипертензии (нарушенная функция митохондрий и энергетический дефицит) / Ю. В. Постнов // Кардиология. — 2000. — Т. 40, № 10. — С. 4-12.
16. Рассела, Р. С. Радиоактивность и пища человека / Р. С. Рассела; под ред. Р. С. Рассела. — М. : Атомиздат, 1971
17. Рыскунова, С. Т. Радиационная биология плазматических мембран / С. Т. Рыскунова. — М., 1986. — 128 с.
18. Симоненко, В. Б. Апоптоз и патология миокарда / В. Б.Симоненко, В. А. Бойцов, А. А. Глухов // Клин. мед. — 2000. — Т. 78, № 8. — С. 12-16.
19. Состояние здоровья населения Беларуси после Чернобыльской катастрофы / И. М. Дробышев-ская [и др.] // Здравоохранение. — 1996. — № 5. — С. 3-7.
20. Харктеристика митохондрий и ультраструктура миокарда крыс в условиях продолжительной инкорпорации радионуклидов 137Cs / А. И. Грицук [и др.] // Авиакосмическая и экологическая медицина. — 2002. — Т. 36, № 4. — С. 50-54
21. Чиж, А. С. Радиационное поражение почек (радиационные нефропатии) / А. С. Чиж // Здравоохранение Беларуси. — 1992. — № 7. — С. 46-50.
22. Bolli, R. Molecular and cellular mechanisms of myocardial stunning / R. Bolli, E. Marban // Physiol. Review. — 1999. — Vol. 79. — P. 609-634.
Поступила 07.05.2007
ОБЩЕСТВЕННОЕ ЗДОРОВЬЕ И ЗДРАВООХРАНЕНИЕ
УДК 614.777:628.1/3 (476)
ПРОБЛЕМНЫЙ АНАЛИЗ ГИГИЕНИЧЕСКИХ АСПЕКТОВ СОСТОЯНИЯ ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ
В. И. Ключенович, Т. С.Трешкова Республиканский научно-практический центр гигиены, г. Минск
Проведен анализ состояния поверхностных водных объектов Республики Беларусь. В связи с развитием туризма актуальным является состояние водных объектов, используемых в рекреационных целях. Основной причиной их неудовлетворительного состояния являются недостаточно очищенные сточные воды. В связи с этим предлагается перспектива применения новых методов очистки и обеззараживания сточных вод Республике Беларусь.
Ключевые слова: водные объекты, рекреационное использование, очистка и обеззараживание сточных вод, очистные сооружения
THE PROBLEM ANALYSIS OF HYGIENIC ASPECTS OF A CONDITION OF WASTEWATER TREATMENT AND DISINFECTION IN THE REPUBLIC OF BELARUS
V. I. Kluchenovich, T. S. Treshkova Republic search-practical centre of hygiene, Minsk
The analysis of a condition of superficial water bodies of the Republic of Belarus is done. In connection with development of tourism the condition of the water bodies used in the recrea-
