Экспериментальная оценка комбинированного действия радиации и внешней гипотермии на радиочувствительность овоцитов по показателям беременности и развитию потомства двух поколений крыс
Автор: Иванов В.Л., Чибисова О.Ф., Палыга Г.Ф.
Рубрика: Научные статьи
Статья в выпуске: 4 т.20, 2011 года.
Бесплатный доступ
В исследованиях на крысах Вистар изучено влияние однократного общего облучения гамма-лучами 60Со в дозе 2,0 Гр (мощность дозы 0,2 Гр/мин) в разные стадии овогенеза в условиях длительной внешней гипотермии (+10°С и +5°C) на течение беременности и развитие потомства двух поколений. Установлено, что облучение в период овуляции существенно влияет на показатели беременности и физического развития потомства первого поколения в условиях комфортной температуры внешней среды (+22°С). Облучение крыс за 4-11 и 30-40 суток до их оплодотворения существенно не влияет на изученные показатели. Определенный вклад в динамику показателей, в зависимости от периода беременности, вносит и пониженная температура внешней среды. Радиационное воздействие на крыс F0 в момент овуляции существенным образом не сказывается на показателях беременности самок первого поколения и физическом развитии потомства второго поколения, однако имеется значимая тенденция к снижению выживаемости крысят к 28 суткам жизни.
Крысы вистар, облучение, внешняя гипотермия, беременность, потомство
Короткий адрес: https://sciup.org/170170048
IDR: 170170048
Текст научной статьи Экспериментальная оценка комбинированного действия радиации и внешней гипотермии на радиочувствительность овоцитов по показателям беременности и развитию потомства двух поколений крыс
Проблемой влияния радиационных факторов на овогенез млекопитающих занимаются уже более века [5, 7], однако проводимые исследования были посвящены, в основном, клеточным нарушениям овогенеза облучённых экспериментальных животных либо генетическим последствиям после применения достаточно высоких (4 Гр и выше) доз радиации. Проблема влияния малых (нестерилизующих) доз радиации на женский прогенез, особенно в плане отдалённых последствий для потомства в ряду поколений, остаётся за рамками таких исследований. После аварии на Чернобыльской АЭС и ряда других радиационных катастроф возросло внимание исследователей к биологическим эффектам малых доз ионизирующих излучений, однако до сих пор отдалённые последствия для потомства после лучевой нагрузки на отдельных стадиях овогенеза в известной нам литературе не освещены. Определённый интерес представляют исследования сочетанного действия двух физических стресс-факторов: длительной внешней гипотермии на фоне радиационного воздействия по их влиянию на показатели беременности и физическое развитие потомства в ряду поколений. Целесообразность изучения такого сочетания факторов связана с тем, что пониженная температура среды пребывания теплокровных животных, влияя на механизмы поддержания их температурного гомеостаза, может рассматриваться как сильный индуктор адаптационных реакций, влияющих на функционирование важнейших физиологических систем. Вместе с тем, проблема воздействия нестерилизующих доз радиации на половые клетки родителей, нарушения в которых могут реализоваться в ряду поколений, тем самым оказывая влияние на нормальный генофонд, представляется нам
Иванов В . Л . – ст. научн. сотр., к.в.н.; Чибисова О . Ф . – научн. сотр., Палыга Г . Ф . * – гл. научн. сотр., д.м.н., профессор. ФГБУ МРНЦ Минздравсоцразвития России.
достаточно актуальной и своевременной. Подобные исследования могут расширить наши представления о первичных механизмах действия радиации и низких температур внешней среды на половые клетки и способствовать пониманию сложного механизма реализации генетических повреждений.
Поддерживая мнение ряда авторов [6, 7] о том, что эффекты радиационного воздействия следует оценивать по качеству жизни целостного организма, а не только по клеточным и молекулярным критериям, нами проведено данное экспериментальное исследование, целью которого явилась оценка последствий для потомства двух поколений самок, половые клетки которых были облучены на разных стадиях овогенеза в малой (нестерилизующей) дозе и содержавшихся во время беременности как при комфортной внешней температуре, так и в условиях гипотермии разной степени.
Материал и методики
Исследования проведены на половозрелых самках крыс линии Вистар в количестве 589 особей F 0 и их потомках обоего пола первого (4269 крыс) и второго (5523 крысы) поколений. Для оплодотворения самок использовано более 50 интактных половозрелых самцов линии Вис-тар. Однократное общее облучение самок 60 Со проводили на установке «Луч» в дозе 2,0 Гр при мощности дозы 0,2 Гр/мин в день овуляции (по анализу влагалищных мазков), т.е. на стадии зрелых овоцитов. Подопытные группы формировали из облучённых самок F 0 , спаренных с интактными самцами в первые сутки, а также на 4-11 и 30-40 сутки после радиационного воздействия.
Каждая группа животных была разделена на три подгруппы, содержавшиеся при разных температурных условиях: комфортная температура (+22°С) в течение всей беременности, температура +10°С или +5°С с 1 по 10 или с 11 по 20 сутки беременности с последующим содержанием самок при комфортной температуре. Контролем служили подобные же группы беременных, но не облучённых крыс. Пониженная температура внешней среды поддерживалась в холодильной комнате с помощью терморегулятора.
Влияние ионизирующего излучения и внешней гипотермии на течение беременности, родов и постнатальный онтогенез потомства двух поколений определяли по общепринятым для этого критериям [2]. Репродуктивную способность самок потомства первого поколения и развитие потомства второго поколения проводили по потомкам материнской линии. Результаты исследований оценивали (в процентах) по таким показателям, как индекс беременности (соотношение числа беременных к числу оплодотворённых самок), прирост массы тела самок к родам, число живых новорождённых крысят в помёте, масса тела новорождённых и 28-суточных крысят, выживаемость крысят и число живых крысят к 28 суткам жизни. Исследован ряд показателей, характеризующих эмбриональное развитие потомков F2. С этой целью из потомков самок F0 путём случайного выбора формировали группы самок F1. Их спаривали с интактными самцами и на 20-е сутки беременности, после их «эвтаназии», оценивали число жёлтых тел в яичниках, число живых плодов, рассчитывали среднюю длину тела и массу плодов. По разнице между числом жёлтых тел и мест имплантации судили о предимплантационной внутриутробной гибели зародышей, а по разнице между числом мест имплантации и количеством живых плодов вычисляли показатели постимплантационной гибели. Цифровой материал обработан с использованием критериев вариационной статистики. Значимость различий с контролем признавали при P≤0,05.
Результаты исследований и их обсуждение
Из данных, представленных в таблицах 1 и 2, следует, что самки F0, взятые в эксперимент, имели достаточно высокий уровень состояния репродуктивной функции. Индекс беременности как основной показатель полноценности репродуктивной функции во всех подопытных группах был достаточно высоким. Лучевое воздействие в дозе 2,0 Гр на стадии зрелых овоци-тов у крыс, находившихся в условиях комфортной температуры (1-е сутки после оплодотворения) на 19,7 % снижает прирост массы тела самок к родам, на 45,2 % – количество живых новорождённых крысят в помёте и на 37,0 % – количество живых крысят в помёте к 28 суткам жизни. При этом масса тела и выживаемость крысят к 28 суткам жизни были выше контрольных значений на 44,9 и 15,5 %, соответственно. По нашему мнению, это обусловлено тем, что уменьшение численности крысят в помёте с сохранением наиболее жизнеспособных особей приводит к улучшению условий для их вскармливания.
Облучение крыс за 4-11 суток до оплодотворения существенно не влияет на основные показатели, кроме показателя массы тела 28-суточных крысят, на 19,7 % превышающего показатели биологического контроля.
Таблица 1 Основные показатели течения беременности у крыс F 0 , облучённых в дозе 2,0 Гр, покрытых самцами в разные сроки после облучения и содержащихся с 1 по 10 или с 11 по 20 сутки беременности при +10°С или +5°С
|
Доза облучения, Гр |
Начало беременности после облучения, сут |
Температура внешней среды, ° С |
Период беременности, сут |
Число оплодотворённых самок |
Индекс беременности, % |
Прирост массы тела самок к родам, % |
Число живых новорождённых крысят в помёте |
|
- |
+ 22 |
1-20 |
69 |
88,4±5,5 |
51,8±1,7 |
9,3±0,4 |
|
|
+ 10 |
1-10 |
25 |
80,0±6,5 |
41,6±1,6* |
9,4±0,3 |
||
|
11-20 |
60 |
81,7±3,7 |
52,0±1,7 |
8,9±0,4 |
|||
|
+ 5 |
1-10 |
35 |
91,4±4,7 |
51,5±1,6 |
9,4±0,4 |
||
|
11-20 |
22 |
95,5±4,5 |
53,1±2,2 |
9,8±0,5 |
|||
|
2,0 |
1 |
+ 22 |
1-20 |
26 |
96,2±3,7 |
41,6±2,7+ |
5,1±0,8+ |
|
+ 10 |
1-10 |
25 |
68,9±9,3* |
37,7±2,2 |
4,4±0,6+ |
||
|
11-20 |
25 |
64,0±9,6+* |
41,3±2,6+ |
5,3±0,7+ |
|||
|
+ 5 |
1-10 |
21 |
85,7±7,6 |
44,1±1,8+ |
5,2±0,6+ |
||
|
11-20 |
29 |
82,8±7,0 |
43,0±1,8+ |
6,1±0,5+ |
|||
|
4 - 11 |
+ 22 |
1-20 |
50 |
92,0±7,1 |
50,6±3,2 |
9,4±0,5 |
|
|
+ 10 |
1-10 |
25 |
96,0±3,9+ |
50,9±2,5+ |
7,8±0,7+* |
||
|
11-20 |
25 |
96,0±3,9+ |
45,2±2,1+ |
10,0±0,6 |
|||
|
+ 5 |
1-10 |
21 |
90,5±6,4 |
42,3±1,6* |
10,8±0,4+* |
||
|
11-20 |
29 |
79,3±7,5+ |
45,0±2,1+ |
10,2±0,5 |
|||
|
30 - 40 |
+ 22 |
1-20 |
19 |
94,7±5,1 |
39,6±1,9+ |
9,5±0,5 |
|
|
+ 10 |
1-10 |
23 |
91,3±4,8 |
39,1±1,5 |
9,7±0,5 |
||
|
11-20 |
13 |
76,9±11,7 |
39,0±2,3+ |
9,4±0,6 |
|||
|
+ 5 |
1-10 |
27 |
81,5±7,5 |
35,9±1,9+ |
9,4±0,4 |
||
|
11-20 |
20 |
95,0±4,9 |
34,3±2,0+* |
9,2±0,6 |
Примечание: Здесь и в последующих таблицах: + означает, что Р < 0,05 к необлучённому контролю при прочих равных условиях; * означает, что Р < 0,05 к параллельному контролю.
Лучевое воздействие на самок крыс за 30-40 суток до их оплодотворения значимо снижает прирост массы тела самок к родам (на 23,6 %). При этом показатели массы тела, выживаемости и количества крысят к 28-м суткам жизни имели значения, превышающие показатели биологического контроля.
Таблица 2 Основные показатели физического развития потомства первого поколения cамок крыс F 0 , облучённых в дозе 2,0 Гр, покрытых самцами в разные сроки после облучения и содержащихся в разные периоды беременности при +10°С или +5°С
|
Доза облучения самок F 0, Гр |
Начало беременности самок F 0 после облучения, сут |
Температура внешней среды, ° С |
Период беременности самок F 0, сут |
Число живых новорождённых крысят в группе |
Масса тела, г |
Выживаемость крысят за 28 сут жизни, % |
Число живых крысят в помёте к 28 суткам жизни |
|
|
новорождённых крысят |
28-суточных крысят |
|||||||
|
- |
- |
+ 22 |
1-20 |
545 |
5,6±0,1 |
53,7±1,5 |
86,6±2,2 |
8,1±0,4 |
|
+ 10 |
1-10 |
187 |
5,8±0,1 |
60,3±1,7* |
88,8±2,3 |
8,3±0,5 |
||
|
11-20 |
443 |
5,9±0,1 |
61,6±0,9* |
89,5±1,5 |
8,0±0,4 |
|||
|
+ 5 |
1-10 |
302 |
5,8±0,1 |
60,3±2,9* |
82,5±2,7 |
7,9±0,6 |
||
|
11-20 |
197 |
5,6±0,1 |
63,6±1,3* |
93,4±1,8* |
9,2±0,4* |
|||
|
2,0 |
1 |
+ 22 |
1-20 |
99 |
6,0±0,1+ |
78,8±2,8+ |
100.0±0+ |
5,1±0,8+ |
|
+ 10 |
1-10 |
75 |
5,9±0,1 |
71,8±2,3+* |
84,0±4,2* |
3,7±0,6+ |
||
|
11-20 |
80 |
6,0±0,1 |
64,2±1,9* |
91,3±3,2* |
4,9±0,8+ |
|||
|
+ 5 |
1-10 |
94 |
5,6±0,1 |
66,1±1,3+* |
84,0±3,8* |
4,7±0,7+ |
||
|
11-20 |
146 |
6,0±0,1+ |
64,9±1,3* |
91,8±2,3* |
4,9±0,8+ |
|||
|
4 - 11 |
+ 22 |
1-20 |
432 |
5,9±0,1 |
64,3±1,3* |
85,8±1,7 |
8,1±0,5 |
|
|
+ 10 |
1-10 |
187 |
6,1±0,1+ |
64,0±1,5+ |
92,5±1,9* |
7,2±0,7 |
||
|
11-20 |
230 |
5,7±0,1 |
53,1±2,0+* |
81,7±2,5+ |
8,6±0,6 |
|||
|
+ 5 |
1-10 |
202 |
5,9±0,1 |
53,1±1,2+* |
73,3±3,1+* |
8,2±0,6 |
||
|
11-20 |
234 |
5,5±0,1* |
57,7±1,7+* |
88,5±2,1 |
9,0±0,7 |
|||
|
30 - 40 |
+ 22 |
1-20 |
147 |
5,7±0,2 |
57,2±1,4 |
90,3±2,5 |
9,1±0,5 |
|
|
+ 10 |
1-10 |
193 |
6,0±0,1 |
60,7±1,6 |
96,4±1,3+* |
9,3±0,4+ |
||
|
11-20 |
94 |
5,8±0,2 |
55,8±2,4+ |
96,8±1,8+* |
9,1±0,4+ |
|||
|
+ 5 |
1-10 |
207 |
5,6±0,1 |
63,3±0,8* |
85,6± 2,5 |
8,0±0,3+ |
||
|
11-20 |
178 |
5,7±0,2 |
60,5±1,9 |
88,9±2,5 |
8,1±0,6 |
|||
Определённый вклад в динамику изученных показателей вносит и дополнительный стресс-фактор в виде пониженной температуры внешней среды. Так, температура внешней среды +10°С и +5°С как в первую, так и во вторую половину беременности (группы самок без облучения) не влияет на показатели беременности, но стимулирует прирост живой массы крысят к 28-м суткам жизни на 12,3-18,4 %, а температура +5°С во вторую половину беременности достоверно способствует увеличению выживаемости крысят и количества их в помёте к 28-м суткам жизни на 7,9 и 13,6 %, соответственно, что говорит о положительном влиянии пониженной температуры внешней среды на физическое развитие потомства F 1 . Этот положительный результат, очевидно, можно объяснить как «эффект закаливания». Так, влияние кратковременного купания крыс в ледяной воде (30 секунд, 3 раза в неделю, в течение 5 недель) увеличивает радиорезистентность эпителия их тонкого кишечника [4]. Авторы связывают этот эффект с повышением общей неспецифической устойчивости крыс к действию ионизирующего излучения.
Сочетанное действие излучения и пониженной температуры на стадии зрелых овоцитов как наиболее чувствительной стадии в овогенезе существенно не влияет на показатели бере- менности крыс в сравнении с показателями самок, содержавшихся в условиях комфортной температуры, но негативно влияет на показатели физического развития потомства F1, что проявляется в снижении массы тела и выживаемости крысят к 28-м суткам жизни на 8,9-18,5 и 8,2-16,0 %, соответственно, а результатом является уменьшение количества живых крысят к 28-м суткам жизни на 4,0-27,5 %. Следует отметить, что основной вклад в получение отрицательных показателей вносит лучевое воздействие.
Облучение крыс за 4-11 и 30-40 суток до оплодотворения в сочетании с гипотермией внешней среды в разные периоды беременности не оказали значимого влияния на показатели беременности крыс, а показатели физического развития потомства первого поколения не указывают на строгую зависимость от температурного фактора.
Анализ результатов течения беременности у крыс первого поколения, матери которых были подвергнуты сочетанному действию двух физических стресс-факторов, и показателей физического развития потомства второго поколения (таблицы 3 и 4) свидетельствует о том, что в течении беременности у крыс F 1 существенных отклонений от биологического контроля не обнаружено. Внешняя гипотермия также не внесла значимых изменений в показатели беременности необлучённых самок, однако, можно отметить тенденцию к уменьшению количества новорождённых крысят у крыс, матери которых были облучены на стадии зрелых овоцитов, и значимое уменьшение этого показателя в группе с облучением самок-матерей за 30-40 суток до оплодотворения (8,0±0,9–9,1±0,4 против 10,5±0,4 крысенка в помёте у самок F 1 , беременность у которых протекала в комфортных условиях).
Таблица 3 Основные показатели течения беременности у потомства первого поколения самок крыс, облучённых в дозе 2,0 Гр, покрытых самцами в разные сроки после облучения и содержавшихся в разные периоды беременности при +10°С или +5°С
|
Доза облучения, Гр |
Начало беременности после облучения, сут |
Температура внешней среды, ° С |
Период беременности, сут |
Число оплодотворён-ных самок |
Индекс беременности, % |
Прирост массы тела самок к родам, % |
Число живых новорождённых крысят в помёте |
|
- |
- |
+ 22 |
1-20 |
40 |
92,5±4,2 |
44,6±2,1 |
10,2±0,4 |
|
+ 10 |
1-10 |
34 |
76,5±7,3* |
45,2±2,0 |
9,6±0,7 |
||
|
11-20 |
67 |
86,6±4,2 |
40,0±1,4 |
9,7±0,4 |
|||
|
+ 5 |
1-10 |
43 |
72,1±3,6* |
42,0±2,3 |
9,1±0,6 |
||
|
11-20 |
23 |
82,6±7,9 |
39,8±1,7* |
10,4±0,5 |
|||
|
2,0 |
1 |
+ 22 |
1-20 |
18 |
88,9±9,4 |
40,4±2,2 |
10,1±0,6 |
|
+ 10 |
1-10 |
21 |
85,7±7,6 |
36,2±1,9+ |
8,7±1,0 |
||
|
11-20 |
14 |
85,7±8,4 |
43,7±3,1 |
8,8±0,7 |
|||
|
+ 5 |
1-10 |
33 |
90,9±5,0+ |
42,2±2,4 |
8,0±0,6* |
||
|
11-20 |
40 |
87,5±5,1 |
43,2±1,6 |
10,1±0,6 |
|||
|
4 - 11 |
+ 22 |
1-20 |
41 |
92,7±4.1 |
45,8±1,0 |
9,9±0,5 |
|
|
+ 10 |
1-10 |
31 |
90,3±5,3+ |
42,3±1,6* |
9,5±0,4 |
||
|
11-20 |
31 |
87,1±6,0+ |
43,4±1,7 |
10,0±0,4 |
|||
|
+ 5 |
1-10 |
26 |
96,2±3,8+ |
41,5±2,2* |
9,6±0,4 |
||
|
11-20 |
33 |
93,9±4,2 |
38,2±1,4* |
9,3±0,5 |
|||
|
30 - 40 |
+ 22 |
1-20 |
36 |
72,2±6,0+ |
48,0±1,7 |
10,5±0,4 |
|
|
+ 10 |
1-10 |
25 |
96,0±3,9+* |
51,4±2,1+ |
9,1±0,5* |
||
|
11-20 |
19 |
94,7±5,1 |
48,3 1,6 + |
9,1±0,4* |
|||
|
+ 5 |
1-10 |
28 |
89,3±4,6+* |
35,1±3,1+* |
8,0±0,9* |
||
|
11-20 |
27 |
92,6±5,0 |
40,7±3,9 |
8,9±0,5* |
Таблица 4
Основные показатели физического развития потомства второго поколения самок крыс, облучённых в дозе 2,0 Гр, покрытых самцами в разные сроки после облучения и содержавшихся в разные периоды беременности при +10°С или +5°С
|
Доза облучения самок F o, Гр |
Начало беременности самок F o после облучения, сут |
Температура внешней среды, ° С |
Период беременности самок F o, сут |
Число живых новорождённых крысят в группе |
Масса тела, г |
Выживаемость крысят за 28 сут жизни, % |
Число живых крысят в помёте к 28 суткам жизни |
|
|
новорождённых крысят |
28-суточных крысят |
|||||||
|
- |
- |
+ 22 |
1-20 |
357 |
5,9±0,1 |
58,4±2,0 |
93,8±1,3 |
9,3±0,4 |
|
+ 10 |
1-10 |
248 |
5,6±0,1 |
58,3±1,5 |
84,3±2,2* |
8,0±0,7* |
||
|
11-20 |
560 |
5,5±0,1* |
62,9±1,1 |
90,5±3,9 |
8,7±0,4 |
|||
|
+ 5 |
1-10 |
281 |
5,6±0,1 |
56,0±2,3 |
93,6±1,5 |
8,5±0,6 |
||
|
11-20 |
197 |
5,6±0,1 |
57,6±2,1 |
94,4±1,6 |
9,8±0,6 |
|||
|
2,0 |
1 |
+ 22 |
1-20 |
162 |
6,0±0,2 |
68,6±2,3+ |
85.2±2,8+ |
8,6±0,6 |
|
+ 10 |
1-10 |
140 |
5,6±0,1 |
61,5±2,5* |
83,6±3,6 |
7,3±0,9 |
||
|
11-20 |
106 |
5,6±0,1 |
66,8±2,0 |
88,7±3,1 |
7,8±0,5 |
|||
|
+ 5 |
1-10 |
239 |
5,6±0,1 |
60,7±2,2* |
77,8±2,8+ |
6,2±0,7+ |
||
|
11-20 |
355 |
6,1±0,1 + |
57,2±1,8* |
96,1±1,0* |
9,7±0,4* |
|||
|
4 - 11 |
+ 22 |
1-20 |
390 |
5,7±0,1 |
58,8±1,1 |
90,1±1,5 |
9,1±0,6 |
|
|
+ 10 |
1-10 |
265 |
5,9±0,1 |
61,4±2,0 |
87,8±2,0 |
8,9±0,6 |
||
|
11-20 |
261 |
5,9±0,1 + |
61,8±1,7 |
92,0±1,7 |
9,2±0,4 |
|||
|
+ 5 |
1-10 |
241 |
5,7±0,1 |
57,0±1,3 |
88,8±2,0+ |
8,2±0,7 |
||
|
11-20 |
289 |
5,3±0,1* |
51,8±1,9+* |
92,4±1,6 |
8,6±0,5 |
|||
|
30 - 40 |
+ 22 |
1-20 |
257 |
5,8±0,1 |
58,0±1,8 |
94,4±1,4 |
9,9±0,4 |
|
|
+ 10 |
1-10 |
218 |
6,1±0,1 + |
57,6±0,8 |
95,4±1,4+ |
8,7±0,4* |
||
|
11-20 |
164 |
5,8±0,1 |
63,5±1,1 |
97,0±1,3+ |
8,8±0,5* |
|||
|
+ 5 |
1-10 |
199 |
5,4±0,1* |
50,8±2,1* |
86,9±2,4+* |
6,9±0,9* |
||
|
11-20 |
223 |
5,4±0,1 |
54,1±1,5 |
92,8±1,7 |
8,3±0,6* |
|||
В показателях физического развития потомства второго поколения наблюдается статистически значимое увеличение массы тела крысят к 28-м суткам жизни (68,6±2,3 против 58,4±2,0 г в биоконтроле), но в то же время значимо снижается количество выживших крысят (на 9,2 %) и число крысят в помёте (на 7,5 %) в группе животных, самки F0 которых были облучены на стадии зрелых овоцитов, и беременность которых проходила в комфортных температурных условиях. Гипотермия внешней среды, особенно +5°С в первые 10 суток беременности самок F 0 , облучённых на стадии зрелых овоцитов, у потомства второго поколения привела к статистически значимому снижению массы тела (на 11,5 %), выживаемости (на 8,7 %) и количества живых крысят в помёте (на 27,9 %) к 28-м суткам жизни. Подобная картина изменений отмечается и в группе крысят F2, прародительницы которых были облучены за 30-40 суток до оплодотворения.
Параллельный эксперимент предоставил возможность оценить вышеприведенные эффекты по показателям эмбрионального развития потомства второго поколения.
Анализ основных показателей эмбрионального развития потомства второго поколения крыс, прародители которых были облучены в дозе 2,0 Гр (таблица 5) показывает, что пониженная температура внешней среды, особенно +5°С в первую половину беременности крыс F 0 , приводит к уменьшению как пред-, так и постимплантационной гибели зародышей (Р<0,05), не влияя на другие морфометрические показатели эмбрионов (F 2 ). Очевидно, холод как индуктор адаптационных реакций в данном случае выступает как фактор «закаливания» организма [4].
Таблица 5
Основные показатели эмбрионального развития потомства второго поколения крыс, самки – прародители (F 0 ) которых были облучены в дозе 2,0 Гр, покрыты интактными самцами в разные сроки после облучения и содержались в разные периоды беременности при +10°C или при +5°C
|
Доза облучения, Гр |
Начало беременности самок F 0 после облучения, сут |
Т внешней среды, ° С |
Период беременности самок F 0 , сут |
Число оп-лодотво-ренных самок F 1 |
Число жёлтых тел на самку F 1 |
Внутриутробная гибель зародышей, % |
Число живых плодов на самку F 1 |
Длина тела плода (см) |
Масса тела плода (г) |
||
|
предимплан-тационная |
постимплантационная |
суммарная |
|||||||||
|
- |
+22 |
1-20 |
18 |
12,3±0,5 |
11,6±1,9 |
9,3±1,8 |
19,8±2,3 |
9,8±0,8 |
3,0±0,03 |
2,41±0,09 |
|
|
+10 |
1-10 |
17 |
13,0±0,8 |
11,8±2,2 |
8,7±2,0 |
19,5±2,7 |
10,5±0,8 |
3,0±0,02 |
2,35±0,04 |
||
|
11-20 |
35 |
12,3±0,4 |
9,5±1,4 |
8,0±1,4 |
16,7±1,8 |
10,2±0,3 |
3,0±0,02 |
2,35±0,02 |
|||
|
+5 |
1-10 |
19 |
12,1±0,3 |
5,2±2,2 * |
5,1±2,1* |
10,0±2,8* |
10,8±0,3 |
3,0±0,01 |
2,34±0,03 |
||
|
11-20 |
17 |
11,0±0,3 |
9,6±2,2 |
6,5±1,9 |
15,5±2,6 |
9,3±0,5 |
2,9±0,03 |
2,10±0,06 |
|||
|
2,0 |
1 |
+22 |
1-20 |
14 |
12,6±0,6 |
5,7±1,7 + |
10,1±2,3 |
15,3±2,7 |
10,7±0,5 |
3,0±0,02 |
2,39±0,04 |
|
+10 |
1-10 |
11 |
13,3±0,7 |
12,3±2,7* |
7,0±2,1 |
19,2±3,3 |
10,7±0,3 |
3,0±0,02 |
2,35±0,02 |
||
|
11-20 |
12 |
13,2±0,6 |
10,8±2,5* |
5,7±2,0 |
15,8±2,9 |
11,1±0,7 |
3,0±0,02 |
2,37±0,03 |
|||
|
+5 |
1-10 |
14 |
12,2±0,3 |
14,6±2,7*+ |
4,8±1,8* |
18,7±3,0+ |
9,9±0,7 |
3,0±0,02 |
2,29±0,03 |
||
|
11-20 |
19 |
12,4±0,5 |
9,4±1,9* |
9,4±2,0 |
17,9±2,5 |
10,2±0,6 |
3,1±0,07 |
2,40±0,14 |
|||
|
4-11 |
+22 |
1-20 |
24 |
12,2±0,4 |
7,9±1,6+ |
8,9±1,7 |
16,0±2,1 |
10,3±0,7 |
3,1±0,04 |
2,44±0,08 |
|
|
+10 |
1-10 |
20 |
12,6±0,4 |
5,6±1,4+ |
8,8±1,8 |
13,9±2,2 |
10,9±0,6 |
3,0±0,03 |
2,33±0,04 |
||
|
11-20 |
19 |
12,5±0,5 |
11,8±2,1 |
7,1±1,8 |
18,1±2,5 |
10,3±0,5 |
3,0±0,01 |
2,34±0,02 |
|||
|
+5 |
1-10 |
20 |
11,3±0,6 |
15,1±2,4*+ |
5,2±1,6 |
19,6±2,6+ |
9,1±0,7 |
3,1±0,04 |
2,38±0,05 |
||
|
11-20 |
21 |
10,7±0,5* |
9,8±2,0 |
9,4±2,0 |
18,2±2,5 |
9,1±0,5 |
3,1±0,03 |
2,32±0,07 |
|||
|
30-40 |
+22 |
1-20 |
29 |
12,3±0,4 |
7,8±2,0 |
5,2±1,7+ |
12,9±2,5+ |
11,1±0,5 |
3,0±0,02 |
2,18±0,02 + |
|
|
+10 |
1-10 |
20 |
11,6±0,4 |
7,8±1,8 |
5,2±1,5 |
12,6±2,2+ |
10,1±0,4 |
3,1±0,02 |
2,49±0,03 |
||
|
11-20 |
9 |
12,2±0,6 |
10,0±2,9 |
8,2±2,8 |
17,3±3,6 |
10,0±0,8 |
3,1±0,05 |
2,49±0,12 |
|||
|
+5 |
1-10 |
18 |
12,4±0,5 |
6,3±1,6 |
7,6±1,8 |
13,4±2,3 |
10,8±0,7 |
3,0±0,02 |
2,25±0,04 |
||
|
11-20 |
19 |
11,2±0,3* |
5,7±1,6 |
5,0±1,5 |
10,4±2,1 |
10,0±0,4 |
3,0±0,04 |
2,33±0,09 |
|||
Радиация и риск . 2011. Том 20. № 4 Научные стать
Сочетанное воздействие ионизирующего излучения на стадии зрелых овоцитов и холодовая нагрузка как в первые 10 суток, так и во вторые 10 суток беременности приводит к достоверному (Р<0,05) увеличению предимплантационной гибели зародышей, и в определенной степени уменьшает постимплантационную их гибель (Р<0,05 по сравнению с соответствующим контролем). При этом следует отметить, что из двух стресс-факторов, примененных в эксперименте, доминирующим является температурный фактор. Лучевое воздействие и холодовая нагрузка, проведенные в более ранние стадии овогенеза (за 4-11 и 30-40 суток до оплодотворения прародительниц), существенным образом не влияют на показатели пред- и постимплантационной гибели эмбрионов.
Заключение
Таким образом, можно констатировать, что однократное лучевое воздействие в дозе 2,0 Гр как отдельно, так и в сочетании с холодовой нагрузкой как в первую, так и во вторую половину беременности крыс (F 0 ), вызывает существенные изменения в репродуктивной функции крыс первого поколения, а также у потомства первого и второго поколений.
Установлено, что при однократном радиационном воздействии на половозрелых самок крыс в разные периоды созревания их половых клеток (за 30-40, 4-11 и 1 сутки до облучения) и содержавшихся в комфортных температурных условиях, значимые отрицательные эффекты у беременных самок и у потомства первого поколения выявляются в большей степени после воздействия радиации на конечной стадии овогенеза – стадии зрелых овоцитов. Тенденция к проявлению этих эффектов сохраняется и у потомства второго поколения.
Стресс-фактор в виде пониженной температуры внешней среды, действующей на крыс как в первую, так и во вторую половину беременности, не влияет на её показатели, но положительно сказывается на потомстве первого поколения, ускоряя прирост живой массы и повышая выживаемость к 28 суткам жизни.
Сочетанное действие облучения и холодового стресса на стадии зрелых овоцитов приводит к отрицательным эффектам как у беременных самок F 0 и F 1 в виде увеличения показателя предимплантационной гибели зародышей, уменьшения прироста массы тела крыс к родам и количества новорождённых крысят в помёте, так и у потомства первого поколения (снижение массы тела и выживаемости к 28 суткам жизни) по сравнению с необлучённым контролем. Подобные негативные эффекты, но в меньшей степени, выявляются и у потомства второго поколения крыс. Выраженность этих эффектов зависит от стадии овогенеза и периода беременности. При этом доминирующим фактором выступает температурный.
Механизм реализации таких отрицательных эффектов воздействия двух изученных физических факторов не вполне ясен, хотя выявленная возможность проявления эффектов и в первом, и во втором поколениях представляет несомненный интерес как в научном, так и в практическом аспектах.
Результаты настоящего исследования с большой достоверностью согласуются с результатами экспериментов, проведёнными нами ранее [3] на крысах с использованием общего об- лучения в дозе 1,0 Гр на разных стадиях овогенеза и результатами работ [7], где также выявлена высокая радиочувствительность овогенеза на стадии зрелых овоцитов.
Проблема нестабильности генома у потомков облучённых родителей, реальность которой на сегодняшний день признается многими учёными [1], ещё содержит много вопросов и требует глубокого изучения с целью снижения риска от воздействия радиации на организм человека. Поэтому онтогенетические исследования (от антенатального до постнатального развития потомства облучённых родителей) могут оказать значимую услугу в решении этой проблемы.
Список литературы Экспериментальная оценка комбинированного действия радиации и внешней гипотермии на радиочувствительность овоцитов по показателям беременности и развитию потомства двух поколений крыс
- Дуброва Ю.Е. Нестабильность генома среди потомков облучённых родителей. Факты и их интерпретация//Генетика. 2006. Т. 42, № 10. С. 1335-1347.
- Палыга Г.Ф., Закощиков К.Ф., Эпатова Т.В. и др. Влияние общего гамма-облучения самок на беременность и постнатальное развитие потомства//Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1984. Т. ĹXXXVII, № 12. С. 71-76.
- Палыга Г.Ф., Чибисова О.Ф., Иванов В.Л. Последствия для репродуктивной функции однократного облучения в нестерилизующей дозе антенатальных и половозрелых яичников крыс Вистар//Радиация и риск. 2008. Т. 17, № 3. С. 46-53.
- Попова М.Ф., Капралов В.А., Семенова И.В. Влияние закаливания крыс в ледяной воде на их репродуктивность//Докл. АН СССР. 1989. Т. 307, № 4. С. 1010-1012.
- Albers-Schonberg H.E. Űber eine bisher unbekannte Wirkunq der Rontgen-strahlen auf den Orqanismus der Tiere//Munchen medicinische Wochenschrift. 1903. N 50. P. 1859-1960.
- Martinez-Flores I., Saez C., Egozcue J. et al. Effects of ionizinq radiation on oocites of prepubertally irradiated rats//International Journal of Radiation Biology. 2000. V. 76, N 10. Р. 1403-1407.
- Wang B., Ohyama H., Haginoya K. et al. Adaptive response in embryogenesis: II. Retardation of postnatal development of prenatally irradiated mice//Radiation Research. 1999. V. 152, N 2. Р. 19-123.
