Отдаленные радиобиологические эффекты поступления Сs-137

Радионуклидное загрязнение территорий России в результате Чернобыльской аварии создало долговременные проблемы для млекопитающих, находящихся в районах с неблагоприятной радиационной ситуацией. Основным радионуклидом по-прежнему является долгоживущий Cs-137. Особенностью радионуклида является его активный круговорот во внешней среде, включая и пищевые цепи с участием сельскохозяйственных животных [1]. На радиоактивно загрязнённых территориях ведущим дозообразующим продуктом является молоко и к числу важнейших проблем могут быть отнесены последствия влияния поступления радионуклидов с молоком потомству в период раннего онтогенеза [3]. Состав молока зависит от многих факторов: от экологической обстановки, от качества воды, кормов и пр. На данный момент в литературе имеется много сведений об изменениях адаптационных механизмов животных, связанных с нарушением баланса химических элементов во внешней среде.

Наиболее критическим этапом онтогенеза являются первые дни после рождения, которые характеризуются напряженностью обмена веществ, в связи с рождением. В постэмбриональный период в организме идет включение собственных механизмов регуляции метаболизма, что вызывает проблемы энергетического обеспечения гоместаза, осуществляющегося собственными источниками энергии.

Материал и методы исследований. Для достижения поставленной цели исследования проводили на базе кафедры радиобиологии. Объект исследования самки крыс (массой 220-250 г) и их потомство, содержащиеся в стандартных условиях специализированного вивария кафедры. Содержание крысят с лактирующими самками и исследования, проведенные на них, соответствовали общепринятым лабораторным правилам. Были созданы контрольные и опытные группы животных. После родов с первого по тридцатый день (период молочного вскармливания) самки опытной группы получали с водой Cs-137, поглощённая доза в их мышечной ткани за 30 дней составила около 0,02 Грея. Удельную активность радиоактивного цезия в мышцах самок крыс оценивали гамма-спектрометром СКС-99 «Спутник».

Крысята опытной группы с первых дней жизни опосредованно с молоком матери получали Cs-137. Крыс в возрасте 7 месяцев контрольной и опытной групп де-капетировали, применяя эфирный наркоз. Исследования над животными проводились с соблюдением всех международных принципов и стандартов Европейской конвенции о защите позвоночных животных, применяемых для различных научных целей.

Фрагметы органов крыс фиксировали в 10 % нейтральном формалине, дегидрировали (проводили) в спиртах с повышением концентрации, затем заливали в парафин. Срезы толщиной от 5 до 7 мкм обрабатывали эозином и гематоксилином. Микрофотосъемку гистологических препаратов проводили на микроскопе (объек- тив х40, окуляр х20). Морфометрические исследования препаратов проводили с помощью окулярной сетки Автандилова.

Гематологический («Abacus JuniorVet») и биохимический («Biosystems A25») анализы крови животных проводили в ветеринарной клинико-диагностической лаборатории «Константа».

Средние значения параметров и ее ошибки выявляли в процессе статистической обработки. Достоверность полученных величин оценивали, применяя критерий Стьюдента. За уровень достоверности полученных показателей принято р ≤ 0,05.

Результаты исследований. В течение первого месяца после рождения крысята находились с лактирующими самками. Среднее число крысят в помете контрольных и опытных самок существенно не отличалось и составляло соответственно 8,1±0,6 и 8,2±0,8 голов.

С первого дня после родов опытные и контрольные самки находились под наблюдением. В общем состоянии существенных различий между крысами и их потомством опытной и контрольных групп замечено не было. Волосяной покров был блестящий, гладкий, прилегал равномерно, аллопеций и выстригов не отмечено, слизистые оболочки нормального цвета, чистые, целостность не нарушена. Отношение лактирующих самок в исследуемых группах к потомству было доброжелательным.

В возрасте 7 месяцев при осмотре крыс опытной группы их шерсть была взъерошенная, у некоторых животных помёт был жидкий и вокруг ануса волосяной покров был испачкан каловыми массами. Биохимический анализ крови крыс опытной группы (Таблица 3), показал снижение АСТ на 27 % и креатинина - на 13 % относительно показателей контрольной группы, что свидетельствует о повреждающем действии радиоактивного Cs-137 на миоциты.

Хроническое радиационное воздействие в период молочного вскармливания приводит в отдаленные сроки после облучения к росту амилазы на 27% и глюкозы на 14 % относительно контрольных животных [2].

Таблица 1 – Масса тела опытных крыс, получавших с молоком матери Cs-137

Показатель	Ед. изм.	Rattus norvegicus (7 месяцев)
		Контроль (n = 5)	CV, %	Опыт (n = 5)	CV, %
Масса	г	254,60 ± 15,47	15,2	342,80 ± 8,97*	5,2

Таблица 2 – Клинический анализ крови общего состояния организма

Показатели	Ед. изм.	Rattus norvegicus (7 мес.)
		Контроль (n = 8)	CV, %	Опыт (n = 8)	CV, %
Гематокрит	%	43,76±5,50	25,2	43,69±5,87	26,9
Гемоглобин	г/л	137,40±18,54	26,9	137,00±18,88	27,6
Эритроциты	x1012/л	8,29±1,15	27,7	8,97±1,16	25,9
Лейкоциты	x109/л	6,23±0,45	14,6	6,39±0,45	5,6
Тромбоциты	x109/л	459,40±101,89	44,4	428,00±42,75	19,6

В последние годы появились данные об информативности определения содержания амилазы в крови.

При диагностике патологий поджелудочной железы чувствительность определения уровня амилазы в сыворотке крови достигает 85 %, а специфичность – до 91 %. Таким образом, высокий уровень амилазы указывает на поражение поджелудочной железы крыс, матери которых с первого дня после родов получали с водой Cs-137.

Нормогликемия – важнейшая константа метаболизма новорожденных. Поджелудочная железа играет важную роль в поддержании гомеостаза, обеспечивая адаптацию животного [2].

Гистологическое исследование поджелудочной железы животных обеих групп показало, что ткань имеет фрагментарное строение, дольки представлены многочисленными панкреатическими ацинусами, которые составляют экзокринную часть органа. Ацинусы имеют секреторные отделы, включающие в себя ациноциты и вставочные протоки. В междольковых перегородках выявляются кровеносные сосуды. Хорошо видны оформленные островки Лангерганса, представляющие собой многочисленные эндокриноциты, которые при стандартных методах гистологического исследования не дифференцируются.

Таблица 3 – Биохимический анализ крови опытной группы

Показатели	Ед. изм.	Крысы Rattus norvegicus (7 мес.)
		Контроль (n=8)	CV, %	Опыт (n=8)	CV, %
Билирубин общий	ммоль/л	12,18±1,17	19,2	9,84±1,36	27,7
Билирубин прямой	ммоль/л	1,06±0,13	23,7	0,22±0,16	14,2
АСТ	ед/л	133,60±20,42	34,7	97±18,92* (↓27)	44,3
АЛТ	ед/л	59,80±2,43	8,1	66,20±3,40	10,3
Мочевина	ммоль/л	7,22±0,27	7,4	6,49±0,34	10,4
Креатинин	мкмоль/л	70,00±1,27	3,6	61,20±3,60* (↓13)	11,7
Общий белок	г/л	78,80±1,82	4,6	81,60±2,20	5,4
Альбумин	г/л	35,40±1,04	5,9	39,00±1,73	8,9
Щелочная фосфатаза	ед/л	78,00±7,44	19,1	89,40±11,61	25,0
Амилаза	ед/л	436,00±35,49	16,3	597,00±8,34* (↑27)	2,8
Глюкоза	ммоль/л	7,34±0,13	3,4	8,52±0,33* (↑14)	7,7
ЛДГ	ед/л	1148,40±178,37	31,1	957,40±152,17	31,8

В процессе гистологического исследования ткани поджелудочной железы крыс, подвергавшихся воздействию Cs-137, отмечалось полнокровие кровеносных сосудов и разрастание соединительной ткани (тяжи). Морфометрические исследования показали, что у животных опытной группы процент соединительной ткани составил 19,3 %, а в контрольной – 7,4 %. Очевидно, что ионизирующее излучение приводит к изменению архитектоники органа в отдаленные сроки.

Впервые полученные данные расширяют фундаментальные представления о повреждении поджелудочной железы в условиях моделирования лучевого поражения Cs-137.

Заключение. В отдаленные сроки у крыс, получавших в период молочного вскармливания Cs-137, биохимический анализ крови указывает на дистрофические изменения в мышечной ткани, выражающиеся снижением показателей АСТ на 27 % и креатинина – 13 % относительно контрольной группы. У опытных животных достоверный рост амилазы и глюкозы яв- ляется следствием аккумуляции Cs-137 в поджелудочной железе в ранние периоды онтогенеза. Разрастание соединительной ткани в поджелудочной железе в отдаленные сроки обусловлено инкорпорированным облучением крыс на ранних этапах постнатального онтогенеза. У опытных животных нарушение обмена веществ приводит к статистически значимому увеличению массы на 26 % относительно контрольной группы.

Резуме

Критическим этапом онтогенеза являются первые дни после рождения животных, которые характеризуются напряженностью обмена веществ, в связи с переходом от внутриутробного развития к внеутробному. В статье ставится цель рассмотреть отдаленные последствия инкорпорации радиоактивного цезия на ранних этапах постнатального онтогенеза крыс. Для осуществления поставленных задач, животных содержали в стандартных условиях специализированного вивария кафедры, лактирующим самкам с первого дня кормления давали воду, содержащую Cs-137, поглощенная доза в их мышечной ткани составила около 0,02 Грея. В возрасте 7 месяцев масса тела опытных крыс, получавших с молоком матери Cs-137, статистически значимо превышало массу контрольных животных на 26 %, при их осмотре волосяной покров был взъерошен и испачкан каловыми массами. Хроническое радиационное воздействие в период молочного вскармливания приводит в отдаленные сроки к росту в сыворотке крови амилазы на 27 % и глюкозы на 14 % относительно контрольной группы. В исследованиях показано, что в отдаленные сроки у крыс, получавших Cs-137 опосредованно с молоком матери снижены показатели АСТ на 27 % и креатинина на 13 %. Данные свидетельствуют о дистрофических изменениях в мышечной ткани. При гистологическом исследовании поджелудочной железы обнаружены тяжи, образованные соединительной тканью. Морфометрические исследования показали, что процент соединительной ткани у животных опытной группы составил 19,3 %, а в контрольной – 7,4 %.