Использование препаратов природного и микробного происхождения в качестве радиозащитных средств

Проблема противорадиационной защиты в последние годы приобретает все большую актуальность в связи с расширением сфер использования источников ионизирующих излучений в различных областях жизнедеятельности человека. В настоящее время к проведению мероприятий по противорадиационной защите прибегают при возникновении аварийных ситуаций на объектах атомной энергетики, в случаях вероятного применения условным противником ядерного оружия, при угрозе использования радиоактивных веществ в террористических целях. Для защиты от радиационных поражений применяют физические и инженерные методы – сокращение времени пребывания в зараженной местности, использование средств индивидуальной защиты и пр., а также фармакологические – препараты химического и биологического происхождения [5, 9].

Исследователями в области радиобиологии накоплен значительный экспериментальный материал о способности веществ микробного происхождения повышать резистентность организма к воздействию ионизирующей радиации [2, 3, 6, 10]. Установлено, что такие противолучевые средства являются менее токсичными, влияют на регуляторные системы организма, обладают разносторонним действием, а именно, стимулируют иммунореактивность, нейтрализируют продукты тканевой деструкции и ингибируют синтез радиоци- тотоксических комплексов. Использование инактивированных бактерий (E.coli, St.aurerus, B.bifidum, F.Necrophorum и др.), как и их клеточных компонентов, метаболитов микробов (эндо-, экзо-, токсины, полисахариды, ДНК, ферменты) в первые часы и сутки после облучения способствуют значительному повышению выживаемости облученных животных [4, 7, 8].

Между тем известно, что использование веществ природного происхождения, в частности бентонитов, которые обладают адсорбирующим, депонирующим, метаболизмрегулирующим действием, можно использовать в качестве компонента радиозащитных средств [5].

Вышеизложенное дает основание полагать, что поиск радиозащитных средств среди веществ микробного происхождения является обоснованным. Целью настоящей работы является разработка ра-диозащитного препарата на основе бактериальной массы кишечной палочки и изучение его на облученных животных.

Материал и методы исследований. Получение бактериальной взвеси микроорганизмов E. coli штамма «ПЛ-6» проводили культивированием на жидкой питательной среде МПБ, согласно общепринятым в лабораторной практике методам [9].

Для инактивации 3 суточной культуры кишечной палочки использовали 40 % раствор формалина, из расчёта 0,5 мл на

• 99,5 мл бактериальной взвеси. Инактивацию проводили в течении 72 часов при комнатной температуре.

В качестве депонирующего компонента препаратов использовали природные минералы: гидросиликат и гидроокись алюминия. Гидросиликат алюминия (ГСА) получали из бентонита, согласно методике, разработанной Гайнуллиным Р.Р [1] и применяли как 6 % взвесь, коммерческий препарат гидрооксись алюминия (ГОА) использовали в той же концентрации. Приготовление испытуемых соединений проводили путем смешивания 6% взвеси ГСА и ГОА из расчета 10 % к инактивированной микробной массе – препарат № 1 и № 2 соответственно.

Определение безвредности и токсичности проводили согласно требованиям Межгосударственного стандарта ГОСТ – 2013 «Средства лекарственные для ветеринарного применения» и нормативного документа «Ветеринарные препараты. Показатели качества. Требования и нормы», утвержденные начальником Департамента ветеринарии Минсельхозпрода Российской федерации 17.10.1997 г. Эксперименты были проведены на 45 белых мышах обоих полов со средней массой тела 18-20 г, из числа которых по принципу аналогов формировали опытные и контрольные группы. Испытуемые препараты вводили из расчета одна доза на 3 головы, подкожно в область спины по 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 мл, животным контрольной группы инъецировали физиологический раствор в тех же объемах. За животными опытных и контрольных групп ввели наблюдение в течение 12 суток.

Для определения радиозащитной эффективности испытуемых препаратов использовали 80 белых мышей обоих полов, живой массой 18-20 г. Было сформировано 6 опытных (профилактика, лечение и контрольный препарат) и 2 контрольных групп по 10 голов в каждой.

Препараты вводили подкожно в область спины в дозе 0,2 мл. Контрольным препаратом служил разработанный в отделе радиобиологии ФГБНУ «ФЦТРБ-ВНИВИ» противорадиационный лечебнопрофилактический иммуноглобулин (ПЛПИ) (ТУ 9380-073-00008064-98). Схема опытов по применению потенциальных радиозащитных средств представлена в таблице 1.

Таблица 1 – Схема опытов

№ групп	Сроки введения препаратов
Профилактика
1	бактериальная взвесь E.coli + ГСА за 24 часа до облучения
2	бактериальная взвесь E.coli + ГОА за 24 часа до облучения
3	контрольный препарат (ПЛПИ) за 24 часа до облучения
Лечение
4	бактериальная взвесь E.coli + ГСА через 24 часа после облучения
5	бактериальная взвесь E.coli + ГОА через 24 часа после облучения
6	контрольный препарат (ПЛПИ) через 24 часа после облучения
Контроль
7	контроль облучения
8	биологический контроль

Моделирование острой лучевой болезни тяжелой степени осуществляли путем однократного внешнего облучения на гамма-установке «Пума» с источником излучения ¹³⁷Cs в дозе 8,0 Гр (ЛД 100 ).

Полученный цифровой материал подвергали статистической обработке с использованием общепринятых параметрических методов с применением при- кладной программы Microsoft Excel (2012).

Результаты исследований. В результате экспериментов было установлено, что потенциальные радиозащитные препараты безвредны и не токсичны при подкожном способе введения их белым мышам. Полученные результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Определение безвредности и токсичности потенциальных радиозащитных препаратов

№ п/п	Испытуемые препараты	Объем вводимого препарата, см3					Выживаемость, %
1	бактериальная взвесь E.coli 90 см3 + 10 см3 6 % ГСА	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	100
2	бактериальная взвесь E.coli 90 см3+ 10 см3 6% ГОА	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	100
3	Контроль препарата	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	100

Данные таблицы 2 свидетельствуют, что испытуемые радиозащитные средства при условии их введения подкожно в объеме от 0,1 до 0,5 см3 не оказывают неблагоприятного воздействия на белых мышей и не вызывают их гибели в течении 12 суток, общее состояние животных оставалось удовлетворительным, что свиде- тельствует о безвредности и отсутствии токсичности испытуемых препаратов.

Следующим этапом эксперимента являлась оценка радиозащитных свойств отобранных препаратов, при условии введения их с профилактической и лечебной целью. Результаты проведенных опытов представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Оценка потенциальных радиозащитных средств на облученных белых мышах

Вариант опыта	Условия опыта	Выживаемость, %	СПЖ (суток)
1	препарат № 1 за 24 ч до облучения	70	12,8
2	препарат № 2 за 24 ч до облучения	60	11,9
3	контрольный препарат ПЛПИ за 24 часа до облучения	70	13,5
4	препарата № 1 через 24 ч после облучения	70	13,5
5	препарата № 2 через 24 ч после облучения	50	12,3
6	контрольный препарат ПЛПИ через 24 ч после облучения	70	13,1
7	контроль облучения	0	6,9
8	биологический контроль	100	-

Данные таблицы 3 свидетельствуют о том, что наиболее высокая выживаемость при профилактической схеме применения препаратов достигнута при однократном подкожном введении препарата № 1, которое обеспечивало сохранность 70 % летально облученных мышей, при СПЖ 12,8 суток. Менее выраженный радиозащитный эффект был отмечен при применении препарата № 2, который обеспечивал выживаемость 60 % белых мышей с СПЖ 11,9 суток. Профилактическое введение контрольного препарата (ПЛПИ) предохраняло от гибели 70 % облученных мышей при СПЖ 13,5 суток.

Использование препарата № 1 с лечебной целью, оказалось эффективным и обеспечивало 70 % выживаемость белых мышей, в то время как при использовании препарата № 2 данный показатель составлял 50 %. Средняя продолжительность жизни павших мышей в сравниваемых группах составляла 13,5 и 12,3 суток соответственно. Радиозащитная эффективность препарата № 1 была на уровне контрольного препарата ПЛПИ с СПЖ – 13,1 суток.

Заключение. Применение инактивированного штамма кишечной палочки «ПЛ-6» с добавлением гидросиликата алюминия, как и противорадиационный лечебно-профилактический иммуноглобулин в качестве профилактических и лечебных средств обеспечивают 70 % выживаемость облученных в летальной дозе белых мышей. Использование гидроокиси алюминия в качестве депонирующего компонента при данных условиях эксперимента предотвращает гибель 60 и 50 % животных соответственно.

Резюме

Целью работы является разработка радиозащитного препарата на основе бактериальной массы кишечной палочки и изучение его на облученных животных. Было разработано два потенциальных радиозащитных средства на основе инактивированной кишечной палочки с добавлением гидросиликата и гидроокиси алюминия – препарат № 1 и № 2 соответственно. Препараты вводили подкожно облученным белым мышам, в область спины в дозе 0,2 мл с лечебной и профилактической целью. Контрольным препаратом служил противорадиационный лечебно-профилактический иммуноглобулин. Было установлено, что применение инактивированного штамма кишечной палочки «ПЛ-6» с добавлением гидросиликата алюминия, как и противорадиационный лечебно-профилактический иммуноглобулин в качестве профилактических и лечебных средств обеспечивают 70 % выживаемость облученных в летальной дозе белых мышей. Использование гидроокиси алюминия в качестве депонирующего компонента при данных условиях эксперимента предотвращает гибель 60 и 50 % мышей соответственно.