CC BY
178
сти животных, а также переходу, в ряде случаев, острого воспаления в хроническое, что может быть связано с несвоевременным оказанием лечебной помощи животным.
Библиографический список
1. Владимиров А.В. Этиолоия, патогенез, диагностика, лечение субклинического хронического эндометрита у песцов / А.В. Владимиров, А.Н. Се-микрасова, Т.С. Еремина, Н.А. Писоренко // Российский ветеринарный журнал. Спец. выпуск. Май. - Ставрополь, 2007. - С. 44-45.
2. Гавриш В.Г. Справочник ветеринарного врача / сост. и общ. ред. В.Г. Гавриш, И.И. Калюжный. - Ростов-на-Дону: Феникс, 1996. - 608с.
3. Карпов В.А. Акушерство и гинекология мел-
ких домашних животных - М.: Росагропромиздат, 1990. -143 с.
4. Лагунова Н.М. Интерпретация изменений, выявленных при ультразвуковом сканировании, в органах репродуктивной системы самок мелких домашних животных // Матер. Восьмого международного конгресса ветеринарной медицины мелких домашних животных. - М., 2000. - С. 54-57.
5. Lewis G.S. Uterine health and disorders // J. Dairy Sci. 80. - 1997. - P. 984-994.
6. Moraillon R. Dictioner pratigue de therapevtigue canine et feline. / R. Moraillon, Y. Legeay, P. Faurier, C. Lapeire // Massom. - 1992. - P. 553.
7. Schoon H.A., Schoon D., Nolte I. Renal injure in dogs with pyometra. // Tijdschr DiergeneessKd. -1992. - Apr. - №12. - P.45.
УДК 619+636
Кузьмичев Василий Витальевич
доктор ветеринарных наук Костромской государственный университет им. Н.А. Некрасова
kaf_mbd@ksu. edu.ru
Кузьмин Андрей Федорович
кандидат медицинских наук Костромской государственный университет им. Н.А. Некрасова
kaf_mbd@ksu. edu.ru
Стрелец Борис Максимович
доктор медицинских наук Костромской государственный университет им. Н.А. Некрасова
kaf_mbd@ksu. edu.ru
Пучков Владимир Владимирович
Костромская областная ветеринарная лаборатория (г. Кострома)
p-vov@yandex.ru
Вакорина Антонина Витальевна
Костромской государственный университет им. Н.А. Некрасова
kaf_mbd@ksu. edu.ru
ВЛИЯНИЕ МАЛЫХ ДОЗ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ОРГАНАХ И ТКАНЯХ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
В ходе исследования получены данные, свидетельствующие о воздействии лучевого излучения на форменные элементы крови и внутренние органы и ткани лабораторных животных. Ключевые слова: ионизирующее излучение, влияние на органы и ткани.
Введение
Открытие явления радиоактивности положило начало бурному развитию новых направлений в химии и физике, которые, в свою очередь, стали фундаментом для создания атомно-промышленного комплекса.
Первые предприятия ядерного комплекса формировались в условиях «гонки вооружения», к тому же эффекты воздействия радиации на организм человека и окружающую среду были мало изучены, что и привело к необдуманному сбросу отходов, крупномасштабному загрязнению окружающей среды и росту числа заболеваний у работников атомной промышленности и населения, проживающего в зоне радиоактивного загрязнения, вследствие неверного нормирования доз облучения [3; 4].
В настоящее время атомно-промышленный комплекс представляет собой разветвленную сеть предприятий с различными целями и задачами. В него входят предприятия военно-промышленного комплекса, АЭС, научно- исследовательские центры и институты [1; 5].
За последние десятилетия произошла переоценка эффектов влияния атомной радиации на человека и окружающую среду. Был введен запрет на испытания и распространение ядерного оружия, а также подписано несколько договоров о сокращении ядерного вооружения. 29 июля 1957 года была учреждена МАГАТЭ - автономная межправительственная организация по вопросам мирного использования ядерной энергии. Целью ее создания стал контроль за деятельностью стран
© Кузьмичев В.В., Кузьмин А.Ф., Стрелец Б.М., Пучков В.В., Вакорина А.В., 2014
Влияние малых доз ионизирующего излучения на физиологические изменения в органах и тканях..,
с развитой атомной промышленностью в соответствии с целями и принципами ООН, направленными на укрепление мира и поощрение международного сотрудничества. Международные организации, работающие в сфере изучения влияния радиации на человека и ОС, периодически пересматривали степень ее опасности в сторону повышения. С 1930-х годов этот уровень возрос в тысячу раз. Международная комиссия радиационной защиты официально признала концепцию беспорогового действия радиации на здоровье человека [2].
Материалы и методы исследования
Изучение влияния ионизирующего излучения на морфофункциональные, гистологические, па-тологоанатомические изменения в органах и тканях лабораторных животных, а также биохимические изменения показателей периферической крови проводились путем лабораторных исследований на базе ГУ «Костромская областная ветеринарная лаборатория».
В ходе эксперимента использовались беспородные лабораторные мыши в количестве 100 особей: 50 особей мужского и 50 - женского пола. Исследованию подверглись 100 печеней, 98 желудков, 98 тонких отделов кишечника, была взята кровь для подсчёта лейкоформулы и биохимического исследования у 60 мышей. Лабораторные животные были разбиты на две группы. Первая -контрольная группа, животные этой группы не подвергались воздействию ионизирующего излучения. Вторая группа - животные, подвергающиеся ионизирующему излучению.
Опытная группа животных содержалась в изолированном помещении в клетке, под которой находились источники ионизирующего излучения закрытого типа, в количестве 5 штук. Помимо этого животных подвергали воздействию рентгеновского излучения от рентгеновского аппарата от 20 до 30 раз в день с максимальной экспозицией в течение одного месяца. У каждого источника радиационного излучения закрытого типа определялась мощность дозы излучения с помощью прибора СРП - 68-01. Мощность дозы излучения первого источника равна 280 мР/ч, второго -60 мР/ч, третьего - 45 мР/ч, четвертого и пятого - 40 мР/ч. Общая доза излучения за 6 месяцев составила 3,2Р. С помощью спектрометрического комплекса «Прогресс» определяли удельную активность и радионуклидный состав.
Для биохимического исследования периферической крови у мышей опытной и контрольной группы отбирали кровь из хвостовой вены. Определяли: глюкозу - энзиматическим колориметрическим методом, общий белок - биуретовым методом, кальций - унифицированным колориметрическим методом, креатинин - энзиматическим
кинетическим методом без депротеинизации, мочевину - уреазным / глутаматдегидрогеназ-ным методом, билирубин - унифицированным методом Ендрассика-Грофа, активность АлАТ/ АсАТ - оптимизированным энзиматическим кинетическим методом, магний - колориметрическим методом без депротеинизации, щелочную фосфатазу - оптимизированным кинетическим методом, альбумин - унифицированным колориметрическим методом, калий - турбидиметриче-ским методом без депротеинизации, холестерин энзиматическим колориметрическим методом, фосфор - молибдатным методом, мочевую кислоту - энзиматическим колориметрическим методом без депротеинизации, хлориды - колориметрическим методом. Количество эритроцитов определялось фотоэлектроколориметрическим методом, концентрация гемоглобина - гемиглобимцианид-ным методом, количество лейкоцитов - в счетной камере Горяева, параметры лейкоцитарной формулы и количество тромбоцитов определялись в мазке, окрашиваемом по Романовскому - Гимзе в течение 40 минут. Для исследований использовали биохимический анализатор «Виталон 400».
Для исследования изменений в пищеварительной системе исследовались следующие органы: желудок, тонкий кишечник и печень. Ежемесячно в течение полугода для гистологических исследований отбирались образцы данных органов. Гистологические исследования проводились с помощью микропрепаратов, изготовленных на санном микротоме. После приготовления гистологических срезов препарат окрашивали гематоксилин-эозином.
Для гистологического исследования брали кусочки органов и тканей величиной не более 1 см2, толщиной не более 3-5 мм. Взятый материал фиксировали путем воздействия на ткань 10% раствора формалина в течение суток. Количество формалина брали в 10 раз больше объема кусочка фиксируемого материала.
После фиксации материал промывали в течение 1 часа в проточной воде, чтобы избавить его от избытка фиксатора и различных осадков фиксирующих жидкостей.
Обезвоживание ткани производили с помощью раствора ацетона в течение 3 часов и раствора хлороформа в течение 1,5 часов. После этого кусочки помещали в «грязный» парафин, предварительно растопленный в термостате на 1,5 часа. Затем помещали в «чистый» парафин и оставляли на сутки. На водяной бане разогревали парафин для заливки. Кусочки помещали в специальные бумажные коробочки и заливали парафином. Для лучшего застывания коробочки помещали в холодную воду. После застывания парафиновый блок разрезали на кубики с нарезанным материалом. Для приготовления срезов кубики помещали
Таблица 1
Биохимический анализ крови
Тест Усреднённые результаты исследования
Контроль Опыт
Глюкоза 13,499 ммоль/л 9,925 ммоль/л
Кальций 3,049 ммоль/л 2,729 ммоль/л
Мочевина 6,805 ммоль/л 8,822 ммоль/л
Таблица 2
Биохимический анализ крови
Наименование теста Усреднённые результаты исследования
Опыт Контроль
Активность а - амилазы 774,472 ед/л 583,01 ед/л
Активность АсАТ 1002,81 ед/л 592,6 ед/л
Активность АлАТ 628,14 ед/л 301,2 ед/л
Холестерин 3,07 ммоль/л 2,62 ммоль/л
Таблица 3
Биохимический анализ крови
№ проб Фосфор Хлориды Общий белок Магний
1-10 опытная 5,2 115,5 89,9 1,70
11-20 4,8 108,7 90,1 1,79
21-30 4,8 107,5 81,4 1,38
31-40 4,3 111,2 71,2 1,52
41-50 4,1 114,6 85,3 1,34
1-10 контрольная 5,5 117,5 81,4 1,55
Таблица 4
Лейкоцитарная формула
Нейтрофилы
№ проб Базофилы Эозинофилы Палочкоядерные Сегменто-ядерные Лимфоциты Моноциты
Норма содержания 0-2 0-4 1-4 18-30 60-77 2-4
1 опыт - 1 - 13 85 1
2 контроль 1 1 3 13 73 2
на микротом. Готовые срезы помещали на стекла, предварительно обезжиренные и с нанесенной натиркой. Затем стекла со срезами окрашивали гематоксилин-эозином поэтапно. Готовые срезы просматривали под микроскопом. После получения микропрепарата под микроскопом подсчи-тывалось количество желез в желудке на 1 мм, количество ворсинок тонкого кишечника на 1 мм и количество гепатоцитов печени на 1 мм. Далее проводили обработку полученных данных и определяли оценку достоверности с использованием параметрического критерия t - Стьюдента (см. табл. 1-4).
Результаты исследования и их обсуждение
В ходе исследования получены данные, свидетельствующие о том, что в ближайший период после лучевого воздействия наблюдается снижение количества всех форменных элементов крови. К четвертому месяцу после облучения количество
эритроцитов возрастает до величины, близкой к норме, что может свидетельствовать о восстановлении эритроидного ростка костного мозга. Восстановление это сопровождается гиперплазией костного мозга, ускорением дифференциации эритроцитов, что снижает эффективность эри-тропоэза, приводя к продукции клеток с низкой жизнеспособностью и укороченным сроком жизни. С шестого месяца наблюдается постоянное уменьшение числа эритроцитов, что свидетельствует о второй волне истощения костного мозга в отдаленные сроки в результате, как можно предположить, преждевременного старения организма.
Содержание лейкоцитов на 2-м месяце статистически значимо превышает нормальный уровень, а на 4-м месяце уменьшается до 95%, оставаясь сравнительно стабильным в последующие периоды. Содержание лимфоцитов возрастает, а палочкоядерные нейтрофилы отсутствуют.
Влияние малых доз ионизирующего излучения на физиологические изменения в органах и тканях..
На 2-м месяце постэкспозиционного периода содержание тромбоцитов достоверно ниже нормальной величины. В дальнейшем этот показатель повышается и на 3-м - 5-м месяце после облучения практически не отличается от контрольного. Такое повышение носит, скорее всего, компенсаторный характер. На 6-м месяце после облучения содержание тромбоцитов снова снижается, что может свидетельствовать об истощении механизма компенсации и наступлении второй волны истощения костного мозга.
Содержание мочевины в крови у опытной группы повышется к четвертому месяцу облучения, а кальция и глюкозы снижается. Активность а -амилазы, АсАТ, АлАТ повышается. Содержание фосфора, магния, общего белка и хлоридов у мышей опытной и контрольной групп находится на примерно одинаковом уровне на протяжении всего опыта.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что ионизирующее излучение отрицательно влияет на показатели крови лабораторных животных, а именно происходит уменьшение как эритроцитов и гемоглобина, так и тромбоцитов и лейкоцитов.
Количество желез на 1мм желудка контрольной группы в среднем составляет 99 и не изменяется на всем протяжении эксперимента. По сравнению с контрольной группой, у животных опытной группы количество желез на 1 мм желудка значительно уменьшается и колеблется в пределах от 96 до 60. После трех месяцев эксперимента количество желез сокращается незначительно и не показывает результата. Значительное уменьшение становится заметно с четвертого месяца эксперимента, где оно равно 87. На шестом месяце эксперимента количество ворсинок уменьшается до 60 - на 40% меньше, чем у животных контрольной группы. Это свидетельствует о том, что повреждение стенок желудка ионизирующим излучением приводит к дистрофическим изменениям слизистой оболочки, атрофии железистого аппарата, уменьшению секреции (повышение содержания слизи).
Стенка тонкой кишки состоит также из слизистого, мышечного и серозных слоев. Поверхность слизистой оболочки покрыта многочисленными выростами - кишечными ворсинами, количество которых было взято нами за основу исследования влияния ионизирующего излучения на тонкий кишечник лабораторных животных [7; 8].
Количество на 1 мм площади тонкого отдела кишечника у мышей контрольной группы в среднем составляет 220 и остается неизменным в течение эксперимента. В отличие от животных контрольной группы, у животных опытной количество ворсинок значительно уменьшается и колеблется в пределах от 200 до 170. Значительные
изменения заметны уже с третьего месяца - 186. На шестом месяце эксперимента количество ворсинок уменьшается до 170, что на 23% меньше, чем у контрольных мышей. Это свидетельствует о том, что происходит гибель основной массы кишечного эпителия и оголение (денатурации) ворсинок, их уплощение и в некоторых случаях полная деструкция. При воздействии ионизирующего излучения в результате массовой гибели клеток эпителия тонкого кишечника развиваются тяжелые нарушения в системе пищеварения. Резко нарушаются процессы всасывания и экскреции веществ. Организм теряет много жидкости, наступает его полное обезвоживание. Слизистая оболочка изъязвляется, появляются перфорации [6; 9].
Также в своем эксперименте мы исследовали самую крупную железу организма - печень, сложно разветвленную трубчатую железу, состоящую из многочисленных долек, которые образованы печеночными клетками - гепатоцитами, количество которых мы взяли за основу исследования влияния ионизирующего излучения на печень лабораторных животных. Показатели количества гепатоцитов на 1 мм у опытных и контрольных мышей отличаются. Количество клеток у контрольной группы в среднем составляет 800 и остается стабильным до конца эксперимента в отличие от опытной группы. Количество гепатоцитов на 1 мм опытных животных значительно уменьшается и колеблется в пределах от 790 до 580. На шестом месяце количество гепатоцитов снизилось до 580, что на 28% меньше, чем у контрольной группы. Это свидетельствует о том, что в результате влияния ионизирующего излучения клетки печени разрушаются, межклетники утолщаются. Также отмечаются диффузные изменения паренхимы печени. Происходит ее увеличение. В результате нарушается поглотительно-выделительная и белковообразовательная функции печени. Также уже на второй месяц эксперимента количество клеток снижается с 790 до 700. Это говорит
0 том, что ионизирующее излучение на печень подействовало быстрее, чем на другие исследуемые органы. Следовательно, печень является наиболее уязвимым органом пищеварительной системы, в первую очередь страдающим от повреждающего действия ионизирующего излучения.
В результате исследования и анализа полученных данных было проведено сравнение органов пищеварения лабораторных мышей. Видно, что ионизирующее излучение повлияло сильнее на железы желудка, чем на другие исследуемые органы, так как отличие в количестве желез на
1 мм контрольной и опытной групп составляет 40%, а отличие количества ворсинок контрольной и опытной групп тонкого кишечника составляет 23%. На структуру тонкого кишечника ионизирующее излучение повлияло меньше всего. Количе-
ство клеток печени контрольной и опытной групп отличается на 28%, что показывает средний результат. По скорости влияния радиации на исследуемые органы получилось, что быстрее всего она подействовала на печень, так как уже на втором месяце исследования были видны значительные изменения. По сравнению с печенью, в тонком кишечнике значительные изменения были заметны на 3 месяце, а желудка - на 4 месяце. Исследования показали, что ионизирующее излучение по своей силе подействовало сильнее на клетки желудка, по сравнению с остальными исследуемыми органами, но заняло довольно большое время. Самые незначительные изменения произошли в клетках тонкого кишечника, ставшие заметными на 3 месяце, - средний показатель скорости влияния. На клетки печени ионизирующее излучение подействовало в среднем, но за короткий промежуток времени. Следовательно, в результате действия ионизирующего излучения наибольшему воздействию подверглась именно печень, что говорит о её наибольшей уязвимости.
Библиографический список
1. Иваницкая Н.Ф. Сочетанное действие малых доз радиации и тяжелых металлов на регулирующие системы и репродуктивную функцию организма // Влияние низких доз ионизирующей радиации и других факторов окружающей среды на организм. - К.: Наукова думка, 1994. - С. 173-186.
2. Иваницкая Н.Ф. Сочетанное действие металлов и радиации // Тяжелые металлы во внешней среде. - Минск: Навука i тэхшка, 1994. - С. 163-197.
3. Иваницкая Н.Ф., Бабич Т.Ю. Клинико-экс-периментальные обоснования комплекса реабилитационных и профилактических мероприятий для лиц, подвергшихся воздействию факторов радиационной аварии на ЧАЭС // Вестник гигиены и эпидемиологии. - 1999. - Т. 3. - № 1. - С. 160-166.
4. Иваницкая Н.Ф. Оценка сочетанного действия ионизирующего излучения и ртути на репродуктивную функцию животных // Гигиена и санитария. - 2011. - №12. - С. 48-51.
5. TrakhtenbergI., Ivanitskaya N., Talakin Yu. The Ecologic Consegvences of the Chernobyl Disaster: Radiation And Lead // Fresenius Envir. Bull. - 2012. -№ 4. - P. 597-602.
6. Карлсон Брюс М. Основы эмбриологии по Пэт-тену: пер. с англ. - М.: Мир, 2003. - Т. 1. - 357 с.
7. Диннерман А.А. Роль загрязнителей окружающей среды в нарушении эмбрионального развития. - М.: Медицина, 1980. - 192 с.
8. Ward M, Aceto H., Sandusby M. Embryonic Survival in Rats Exposed to Gamma Rays or Vellum Iones on Daus 3-10 of gestation // Radiat. Res. -2012. - V. 67. - № 1. - P. 69-81.
9. Roux C., Horvath C., Dapuis R. Effects of Preimplantation Low-dose Radiation on Rat Embryons // Health. Phys. - 2011. - V. 45. - № 5. -P. 993-999.
