Костенко Алла Геннадіївна. Стан окиснювального метаболізму при дії на організм іонізуючої радіації, надлишкового надходження фториду натрію та його корекція антиоксидантами

Краткое описание

Костенко Алла Геннадіївна. Стан окиснювального метаболізму при дії на організм іонізуючої радіації, надлишкового надходження фториду натрію та його корекція антиоксидантами : дис... д-ра мед. наук: 14.03.04 / Харківський держ. медичний ун-т. - Х., 2006

Костенко А.Г. Стан окиснювального метаболізму при дії на організм іонізуючої радіації, надлишкового надходження фториду натрію та його корекція антиоксидантами. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора медичних наук за спеціальністю 14.03.04 патологічна фізіологія. Харківський державний медичний університет МОЗ України, Харків, 2006.
Дисертація присвячена дослідженню стану окиснювального метаболізму при ізольованій і сполученій дії на організм іонізуючої радіації та фториду натрію і його корекції антиоксидантами.
Виявлено, що зміни перекисного окиснення ліпідів (ПОЛ), антиоксидантного захисту (АОЗ) в печінці і крові залежать від доз радіації, фториду натрію і їх сумісної дії. Малі дози іонізуючої радіації і фториду натрію переважно стимулюють АОЗ в тканинах і призводять до деякого накопичення продуктів ПОЛ в крові; великі дози пригнічують АОЗ і викликають накопичення продуктів ПОЛ в крові і, особливо, в тканинах печінки.
Встановлено, що під впливом іонізуючої радіації і фториду натрію спостерігається істотне зниження концентрації АТФ і, відповідно, енергетичного потенціалу. При цьому спостерігається певна залежність у динаміці між концентраціями АТФ, цАМФ і цГМФ. Після сумісної дії великих доз радіації і введення фториду натрію протягом 6-ти місяців пригнічуються пластичні процеси синтез РНК і білків (глобулінів і гістонів) в печінці.
Результати досліджень свідчать про профілактичний і терапевтичний ефект застосування певного комплексу антиоксидантів (b-каротину, a-токоферолу, аскорутину, унітіолу) за експериментально розробленою схемою в умовах ізольованого та сполученого впливу радіації і фториду натрію. Комплекс антиоксидантів попереджає або корегує глибокі порушення процесів ПОЛ, енергетичного метаболізму і тим самим послаблює розвиток інтоксикації і збільшує резистентність організму.

У дисертації наведене нове рішення наукової проблеми механізмів ізольованого і сполученого впливу на організм двох екологічних факторів - іонізуючої радіації і фтору, надане теоретичне обґрунтування профілактичної і коригуючої дії певного комплексу антиоксидантів в цих умовах.

При дії малих доз радіації в крові підвищується вміст продуктів перекисного окиснення ліпідів, що відображається в посиленні перекисного гемолізу еритроцитів, знижується активність каталази і вміст церулоплазміну. В печінці відбувається активація компенсаторних метаболічних процесів - системи антиоксидантного захисту, що проявляється підвищенням активності каталази, супероксиддисмутази і зниженням утворення малонового діальдегіду. Вплив малих доз радіації (0,25 Гр і 0,5 Гр сумарно на протязі місяця) викликає більш глибокі зміни перекисного окиснення ліпідів та антиоксидантного захисту в крові, а великих (7 Гр сумарно на протязі 3-х днів) в печінці.
На відміну від дії малих доз, при великих дозах радіації в печінці не знижується, а збільшується вміст малонового діальдегіду і зменшується активність каталази, що свідчить про посилення перекисного окиснення ліпідів, яке виснажувало ресурси низькомолекулярних метаболітів антиоксидантів. Під впливом великих доз іонізуючої радіації знижується синтез РНК, глобулінів і гістонів в печінці. Нестача макроергів і азотних основ сприяє розвитку глибоких порушень метаболізму, нуклеїнових кислот. Зниження синтезу РНК і гістонів свідчить про те, що метаболічні зрушення в умовах випромінювання зачіпають фундаментальні клітинні процеси.
При введенні фториду натрію на протязі шести місяців в печінці концентрація малонового діальдегіду (до і після інкубації) і активність супероксиддисмутази підвищувались, але менше, ніж при трьохмісячному введенні, а активність каталази знижувалась менш. Ці зміни, можливо, засновані на включенні адаптивних реакцій організму на інтоксикацію: посиленого всмоктування есенціальних антиоксидантів, підвищеного надходження фтору в тверді тканини, де він депонується. При розвитку хронічної фтористої інтоксикації порушується енергетичний метаболізм, що проявляється зниженням концентрації аденозиндифосфату, швидкості ендогенного дихання і збільшенням вмісту аденозинмонофосфату. Причиною біоенергетичних порушень, певно, є посилення пероксидного пошкодження мітохондрій в тканинах печінки і пригнічення фтором активності цитохромоксидази. Фторид натрію активує аденілатциклазну систему, що призводить до збільшення концентрації цАМФ і зниження цГМФ, внаслідок чого посилюються енергозалежні процеси адаптації.

Вплив малих доз випромінювання одночасно з фтористою інтоксикацією супроводжується збільшенням концентрації малонового діальдегіду, активності супероксиддисмутази, вмісту холестерину, перекисного гемолізу еритроцитів і різким зниженням активності каталази і вмісту церулоплазміну в крові. Активність перекисного окислення ліпідів і порушення в системі антиоксидантів більш виразні у крові, ніж в печінці.
Сумісна дія малих доз іонізуючого випромінювання і фториду натрію на протязі місяця характеризується глибокими змінами енергетичного метаболізму. Радіація і підвищене надходження фториду натрію в організм знижують швидкість ендогенного дихання, порушують дихальний контроль, продукцію АТФ, АДФ, креатинфосфату та підвищують концентрацію неорганічного фосфору. В результаті, дія двох факторів порушує тканинне дихання, процеси окиснювального фосфорилювання, що приводить до розвитку тканинної гіпоксії.
При впливі великих доз радіації після одно-, трьох- і шестимісячного надходження фториду розвивається синдром пероксидації, що призводить до виснаження антиоксидантного захисту. Максимальне зростання вмісту малонового діальдегіду в печінці відмічається при опроміненні після трьохмісячного надходження фтору. Після шестимісячної сумісної дії відбувається зниження активності каталази і збільшення активності супероксиддисмутази в печінці. В крові максимальний приріст концентрації малонового діальдегіду відмічається при шестимісячному впливі і супроводжується прогресивним зниженням активності каталази і зростанням активності супероксиддисмутази.
При сумісному впливі фториду натрію і малих доз іонізуючого випромінювання на протязі місяця виявлені зміни активності аденілатциклазної системи в печінці щурів: значне підвищення концентрації цАМФ і зниження цГМФ. Після одно і шестимісячного введення фториду натрію і дії великих доз випромінювання відбувається зниження вмісту цАМФ і підвищення цГМФ. Після введення фториду натрію на протязі шести місяців і впливі великих доз радіації пригнічуються пластичні процеси в печінці (знижується синтез РНК і білків) і зменшується виживання тварин.
При сумісній дії іонізуючої радіації і фториду натрію домінуючий вплив відносно активації перекисного окиснення ліпідів і зниження антиоксидантного захисту виявляє радіація, яка порушує метаболізм енергетичних фосфатних сполук, пригнічує тканинне дихання, синтез АТФ, РНК і білків.
Введення певного комплексу антиоксидантів, який включає: -каротин, унітол, -токоферол і аскорутин, на фоні хронічного затруєння фтором (6 місяців) попереджає розвиток процесів пероксидації і зниження рівня антиоксидантного захисту. Концентрація малонового діальдегіду (до і після інкубації) і активність супероксиддисмутази зменшуються в печінці і крові, активність каталази підвищується. Антиоксиданти, що виявляють специфічну дію, посилюють неспецифічну резистентність організму на рівні регуляторних систем, які впливають на метаболізм. В крові концентрація церулоплазміну, який продукується печінкою, наближається до норми.
Вплив вказаного комплексу антиоксидантів після хронічної фтористої інтоксикації (протягом 6-ти місяців) гальмує наростання перекисного окиснення ліпідів і зниження антиоксидантного захисту, сприяє нормалізації вмісту малонового діальдегіду (до і після інкубації), активності каталази в печінці, а також обмежує підвищення рівня малонового діальдегіду в крові. Вміст церулоплазміну, холестерину, дієнових кон’югатів, активність супероксиддисмутази в крові зберігають значення, характерні для інтоксикації.
Попереднє введення комплексу антиоксидантів на протязі 12 днів до опромінення здійснює суттєвий профілактичний вплив на прооксидантно-антиоксидантний гомеостаз; спостерігається тенденція до нормалізації концентрації малонового діальдегіду (до і після інкубації), активності каталази і супероксиддисмутази в печінці. В крові концентрація церулоплазміну, холестерину, активність каталази наближаються до норми, після опромінення в сумарній дозі 7 Гр. Введення комплексу антиоксидантів після опромінення менш ефективне, ніж превентивне його застосування. Позитивний ефект проявляється переважно в печінці і менше в крові.
Паралельне введення фториду натрію (на протязі 6-ти місяців) і комплексу антиоксидантів з наступним опроміненням викликає виражену тенденцію до нормалізації параметрів перекисного окиснювання ліпідів і антиоксидантного захисту, а також коригуюче впливає на енергетичний метаболізм. При цьому суттєво знижується концентрація малонового діальдегіду (до і після інкубації), активність супероксиддисмутази і підвищується активність каталази в печінці. Достовірно нормалізується вміст малонового діальдегіду (після інкубації), церулоплазміну, активність каталази і супероксиддисмутази в крові. Коригуючий вплив на окиснювальне фосфорилювання сприяє ресинтезу макроергічних сполук.

Практичні рекомендації

Результати проведених наукових досліджень можуть бути використані при розробці практичних заходів для підвищення ефективності терапії хронічної фтористої інтоксикації і радіаційних ушкоджень за допомогою певного комплексу антиоксидантів.
Комплекс антиоксидантів може застосуватись, поряд з іншими лікувальними заходами, з метою підвищення резистентності організму до ізольованої дії радіації, фториду натрію і їх сполученого впливу, шляхом корекції порушень окиснювального метаболізму.
Показники окиснювального метаболізму можуть бути використані і для виявлення можливих патогенетичних механізмів, і як критерії ранньої діагностики та об’єктивної оцінки несприятливого впливу іонізуючої радіації.
Одержані експериментальні дані можуть використовуватися при розробці практичних питань застосування певного комплексу антиоксидантів в клініці з метою підвищення ефективності профілактики і лікування при опромінюванні в умовах надлишкового надходження фториду в організм мешканців ендемічних по фтору регіонів, особам, які працюють на видобутку і переробці уранових руд, лікарям-рентгенологам.