Роль связывания кортикостероидов с белками плазмы крови у облучённых животных в реализации эффектов радиопротекторов
Бесплатный доступ
Статья посвящена сравнительному анализу радиорезистентных свойств радиопротекторов РС-10 и РС-11 в аспекте изучения их влияния на белково-стероидное взаимодействие в патогенезе острой лучевой болезни. Актуальность изучения данного вопроса обусловлена необходимостью комплексного анализа механизмов радиозащитного действия химических радиопротекторов с учётом выявления роли связывания кортикостероидов с белками плазмы крови у облучённых животных. Цель исследования: изучить влияние радиопротекторов РС-10 и РС-11 на связывание кортикостероидов с белками плазмы крови облучённых животных. Эксперименты были проведены на 90 кроликах-самцах породы шиншилла весом 2,5-3,0 кг. В первой серии экспериментов изучали реакцию коры надпочечников и процессы связывания их с белками плазмы крови после введения РС-10 и РС-11 интактным животным; во второй серии - те же показатели у облучённых животных при профилактическом введении радиопротекторов. Кроликов облучали тотально g-лучами в дозе 8 Гр, что вызывало лучевую болезнь IV степени. Препарат РС-10 (хитозана битартрат) вводили внутривенно 10,0 мг/кг; препарат РС-11 (аналог РС-10, но с меньшей средней молекулярной массой) вводили из расчёта 2-7 мг/кг за 15 мин до облучения. Контрольным животным вводили равный объём физиологического раствора. Общее содержание 11-оксикортикостероидов (11-ОКС) в плазме крови определяли флуориметрическим методом в авторской модификации. Количестве свободных кортикостероидов определяли по разнице содержания их в цельной плазме и в её белковой фракции после разделения на сефадексе G-25. Связывающую способность кортикостероидсвязывающего глобулина (КСГ) определяли гель-фильтрацией в авторской модификации. Результаты исследования показали, что введение интактным животным радиопротекторов РС-10 и РС-11 приводит в первые часы к повышению общей концентрации 11-ОКС плазмы крови и к увеличению количества свободного гормона. Влияние РС-10 на повышение уровня свободного гормона выше, чем у РС-11 при одинаковом повышении содержания связанных с белками плазмы 11-ОКС и отсутствии влияния на связывающую способность КСГ обоих радиопротекторов. Механизмом радиозащитного действия радиопротекторов у облучённых животных является установление оптимальной реакции коры надпочечников в первые часы после облучения. Отличие ранней адренокортикальной реакции у облучённых и защищённых радиопротекторами животных от оптимальной в сторону как её усиления, так и ослабления служит показателем тяжести лучевой болезни и прогностическим признаком её исхода. Профилактическое введение РС-10, РС-11 облучённым животным тормозит в разгар лучевой болезни снижение связывающей способности КГС плазмы крови, а вследствие этого и повышение уровня свободного гормона при более высоком общем уровне гормонов в крови. В механизме уменьшения пострадиационного гиперкортицизма в условиях защиты препаратами РС-10 и РС-11 основное значение имеет меньшая степень нарушения связывающей способности КСГ, а не изменение общего уровня гормонов в крови. Более высокая радиозащитная эффективность РС-11 по сравнению с РС-10 подтверждается достоверно высоким показателем связывающей способности КСГ в разгар лучевой болезни и меньшим количеством погибших животных в ходе эксперимента.
Острая лучевая болезнь, радиопротекторы, рс-10, рс-11, белково-стероидное взаимодействие, кортикостероиды, свободный гормон
Короткий адрес: https://sciup.org/170201869
IDR: 170201869 | DOI: 10.21870/0131-3878-2023-32-4-54-66
Текст научной статьи Роль связывания кортикостероидов с белками плазмы крови у облучённых животных в реализации эффектов радиопротекторов
В современных отечественных исследованиях к настоящему времени представлены радиобиологические модели, в которых раскрыты механизмы и закономерности фармакологического эффекта противолучевых средств, на основе которых созданы их различные классификации. Описана роль и место химических радиопротекторов в общей системе противолучевых средств, а также механизмы, обуславливающие профилактические и лечебные свойства радиопротекторов при лучевой болезни [5-10]. Радиозащитные свойства химических радиопротекторов описаны и в зарубежных исследованиях [11, 12]. Важной проблемой остаётся применение химических радиопротекторов в клинической онкологии, поскольку они способны оказывать избирательную защиту для нормальных тканей [11-16].
Внимание исследователей привлекают вопросы, связанные с анализом радиорезистент-ных свойств радиопротекторов РС-10 и РС-11, обуславливающих их радиозащитную эффективность. Обоснована как профилактическая эффективность радиопротектора РС-10, так и его эффективность на ранних стадиях острой лучевой болезни. Наряду с положительными радиорези-стентными свойствами РС-10 и РС-11 отмечается токсичность данных радиопротекторов для организма человека [17-20].
Радиопротекторы оказывают стимулирующее действие на систему гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников, а при профилактическом введении предупреждают в разгар лучевой болезни развитие вторичной реакции коры надпочечников [21]. Противолучевой эффект радиопротекторов обусловлен закономерностями реакции гипофиз-адреналовой системы организма на лучевое поражение. Существующее в радиобиологии фундаментальное положение о реакции гипофиз-адреналовой системы в патогенезе острой лучевой болезни опирается на её двухфазную природу протекания: ранняя, когда общий уровень гормона повышается в первые часы после облучения, и поздняя - в разгаре лучевой болезни. Первая фаза считается защитной, тогда как вторая фаза - неблагоприятной, в которой необходимо снижение гиперкортицизма. Как показали наши исследования, ранняя или так называемая защитная реакция является защитной только в своём оптимальном уровне [21]. Адренокортикальная реакция на облучение практически у всех видов животных имеет двухфазную кривую, только у кроликов не обнаружено вторичного гипер-кортицизма после снижения общего уровня кортикостероидов в крови. Установлено, что лучевое поражение вызывает нарушение связывания кортикостероидов с белками плазмы крови, в результате чего наблюдается повышение уровня свободных гормонов в разгаре лучевой болезни, независимо от колебаний их общего уровня. Гиперкортикоидное состояние, как при нормальном, так и при пониженном уровне гормонов в крови, связано с наличием в плазме крови не связанных с белками стероидов. Фактором, усугубляющим развитие острой лучевой болезни, является длительное влияние «скрытого» гиперкортицизма [22].
Возникает необходимость исследования радиозащитной эффективности препаратов РС-10 и РС-11 в контексте анализа их влияния на процессы взаимодействия кортикостероидов с белками плазмы крови с учётом биологической активности разных фракций кортикостероидов и роли свободных кортикоидов в гормональном эффекте при лучевой болезни в условиях действия радиопротекторов. В связи с этим, актуальным является проведение сравнительного анализа влияния радиопротекторов РС-10 и РС-11 на связывание кортикостероидов с белками плазмы крови у облучённых животных. Целью исследования является выявление роли связывания кортикостероидов с белками плазмы крови у облучённых животных на модели резистентности радиопротекторов РС-10 и РС-11.
Материалы и методы
Эксперименты проведены на 90 кроликах-самцах породы шиншилла весом 2,5-3,0 кг. Проведено 2 серии экспериментов. В первой серии изучали реакцию коры надпочечников и процессы связывания их с белками после введения РС-10 и РС-11 интактным животным; во второй серии - те же показатели в условиях профилактического введения РС-10 и РС-11 у облучённых животных. Все животные были предварительно были адаптированы к условиям эксперимента. Кролики были подвергнуты тотальному облучению Y -лучами в дозе 8 Гр, что вызывало лучевую болезнь IV степени тяжести. Препарат РС-10 (хитозана битартрат) вводили внутривенно из расчёта 10,0 мг/кг за 15 мин до облучения. Препарат РС-11, который является аналогом РС-10, но с меньшей средней молекулярной массой, вводили из расчёта 2-7 мг/кг за 15 мин до облучения. Контрольным животным вводили аналогичный объём физиологического раствора. Общее содержание 11-оксикортикостероидов (11-ОКС) в плазме крови определяли флуориметрическим методом Guillemin еt al. [22] в авторской модификации. Уровень свободных кортикостероидов определяли по разнице содержания их в цельной плазме и в её белковой фракции после разделения на Sephadex G-25. Связывающую способность кортикостероидсвязывающего глобулина (КСГ) определяли гель-фильтрацией De Moor еt al. [23] в авторской модификации [24].
Для изучения влияния радиопротектора РС-10 и РС-11 на белково-стероидное взаимодействие у интактных кроликов до и через 1, 2, 3, 6 и 24 ч после введения радиопротекторов определяли общее содержание 11-ОКС. Свободные, связанные с белками 11-ОКС, связывающую способность КСГ определяли до и через 2,5-3 ч после введения РС-10 и РС-11 в момент максимального подъёма общего уровня 11-ОКС. У облучённых животных, защищённых РС-10 и РС-11, а также у облучённых контрольных животных определяли общее содержание 11-ОКС до и через 2,5-3 ч, 4 и 8 сут после облучения.
Статистический анализ результатов исследования проводился по методу Стьюдента-Фишера. Достоверными являлись различия при р<0,05 и меньше.
Результаты и их обсуждение
В первой серии экспериментов в группах интактных кроликов были получены показатели общей концентрации 11-ОКС в плазме крови опытных кроликов при введении радиопротекторов и контрольных животных при введении физиологического раствора (табл. 1).
Результаты экспериментов показали, что как и при введении РС-10, так и при введении РС-11, в отличие от контрольных групп животных, наблюдается практически идентичная положительная динамика общего содержания 11-ОКС в крови через 1, 2 и 3 ч с максимальными значениями через 2,5-3 ч, которые оставались через 6 ч достоверно выше как исходного уровня (Р<0,01, Р<0,05), так и контрольных групп животных (Р 1 <0,001, Р 2 < 0,05). Однако к 6 сут уровень достоверности различий общего уровня 11-ОКС в крови опытных животных при введении радиопротекторов РС-11 по сравнению с контрольным уровнем ниже (Р < 0,05), в отличие от опытных животных при введении РС-10 (Р<0,001), что показывает более высокую тенденцию к нормализации общего уровня 11-ОКС и меньшую токсичность радиопротектора РС-11 по сравнению с РС-10. В течение первых суток выявлена нормализация общего уровня 11-ОКС в крови опытных животных при введении как РС-10, так и РС-11 (табл. 1). Полученные результаты подтверждают положения о стимулирующем влиянии полисахаридов на гипофиз, который регулируется пред-существующим уровнем циркулирующих глюкокортикоидов.
Таблица 1
Динамика изменения общей концентрации 11-ОКС в плазме крови интактных кроликов после введения РС-10, РС-11 и физиологического раствора
Группа кроликов |
Показатели |
Общее содержание 11-ОКС, мкг/100 мл |
|||||
До введения |
После введения, ч |
||||||
1 |
2 |
3 |
6 |
24 |
|||
ОГ1 (введение РС-10) |
M±m n P |
7,4±0,6 10 - |
14,2±0,5 10 <0,001 |
18,7±2,1 10 <0,001 |
17,9±0,6 10 <0,001 |
11,6±0,8 10 <0,01 |
7,3±0,5 10 >0,05 |
ОГ2 (введение РС-11) |
M±m n P |
6,9±1,0 5 - |
13,6±0,7 5 <0,001 |
18,1±2,3 5 <0,001 |
17,7±1,5 5 <0,001 |
11,5±1,1 5 <0,05 |
8,5±1,2 5 >0,05 |
КГ1 (введение физ. раствора) |
M±m n P |
7,5±0,4 4 - |
7,45±0,3 4 >0,05 |
7,0±0,2 4 >0,05 |
7,25±0,4 4 >0,05 |
6,7±0,3 4 >0,05 |
7,3±0,2 4 >0,05 |
КГ2 (введение физ. раствора) |
M±m n P |
8,2±1,5 3 - |
9,6±1,0 3 >0,05 |
7,8±1,7 3 >0,05 |
9,1±1,0 3 >0,05 |
8,0±0,9 3 >0,05 |
6,7±0,8 3 >0,05 |
Р 1 Р 2 |
- - |
<0,001 <0,05 |
<0,001 <0,05 |
<0,001 <0,01 |
<0,001 ≤0,05 |
>0,05 >0,05 |
Примечание: P – критерий существенности различий у животных каждой группы по сравнению с исходным показателем; Р 1 – то же у животных между контрольной и опытной группой при введении РС-10 (ОГ1); Р 2 – то же у животных между контрольной и опытной группой при введении РС-11 (ОГ2); КГ1 (введение физраствора) – контроль с группой кроликов при введении РС-10; КГ2 (введение физраствора) – контроль с группой кроликов при введении РС-11.
Изучение фракционного состава в период максимальной выраженности реакции коры надпочечников после введения радиопротекторов через 2,5-3 ч показало, что уровень свободных кортикостероидов в группе опытных кроликов при введении РС-10 достигал 6,2 ± 0,9 мкг%, что составляло 32% от общего количества 11-ОКС, тогда как в норме у кроликов свободные кортикостероиды практически отсутствуют, а содержание связанных с белками плазмы 11-ОКС достоверно увеличивалось до 13,0 ± 0,8 мкг/100 мл (Р<0,001) (табл. 2).
В группе опытных кроликов при введении РС-11 уровень свободных кортикостероидов достигал 4,1 ± 0,4 мкг/100 мл, что составляет 23,2% от общего количества 11-ОКС, что ниже по сравнению с показателями опытной группы кроликов, которым был введён РС-10 на этот срок. Содержание связанных с белками плазмы 11-ОКС достоверно увеличивалось до 13,4 ± 1,2 мкг/100 мл (Р<0,001). Связывающая способность КСГ после введения РС-11 практически не изменялась. В контрольных группах интактных животных введение физиологического раствора не вызывало достоверных изменений ни в концентрации кортикостероидов, ни в связывающей способности КСГ (табл. 2).
Таким образом, у интактных животных при введении радиопротекторов, в отличие от животных контрольных групп, в период максимальной выраженности реакции наблюдается не только повышение общего уровня 11-ОКС, но и повышение уровня свободных кортикостероидов и содержания связанных с белками плазмы 11-ОКС при отсутствии изменений связывающей способности КГС. Повышение свободной фракции гормона у кроликов при введении радиопротекторов РС-10 и РС-11 в этот период обусловлено повышением общего уровня 11-ОКС, так как связывающая способность КСГ при этом не изменялась.
Во второй серии экспериментов на облучённых животных через 2,5 ч после облучения наблюдалась картина, аналогичная изменениям фракционного состава 11-ОКС у интактных кроликов, защищённых радиопротекторами (табл. 3).
Таблица 2
Влияние радиопротекторов РС-10 и РС-11 на фракционный состав 11-ОКС, связывающую способность КСГ в крови интактных животных
Группа кроликов |
Стати-стиче-ские показатели |
До начала опыта |
Че |
ез 2,5-3 ч после начала опыта |
|||||||
общий уровень гормона, мкг/100 мл |
свободный гормон |
связанный гормон, мкг/100 мл |
связывающая способность КСГ, мкг/100 мл |
общий уровень гормона, мкг/100 мл |
свободный гормон |
связанный гормон, мкг/100 мл |
связывающая способность КСГ, мкг/100 мл |
||||
5 с l: 2 2 |
% |
5 q l: 2 2 |
% |
||||||||
ОГ1 (введение РC-10) |
М m n P |
7,9 0,6 7 |
Практически отсутствует |
7,7 0,6 7 |
12,5 0,6 7 |
19,2 1,0 7 <0,001 |
6,2 0,9 7 <0, |
32 001 |
13,0 0,8 7 <0,001 |
11,8 0,7 7 >0,05 |
|
ОГ2 (введение РC-11) |
М m n P |
6,9 1,1 5 |
Практически отсутствует |
6,9 1,0 5 |
13,2 0,8 5 |
17,7 1,5 5 <0,001 |
4,1 0,4 5 <0,01 |
23,2 |
13,4 1,2 5 <0,01 |
13,6 0,9 5 >0,05 |
|
КГ1 (введение физ. раствора) |
М m n P |
8,7 1,0 3 |
Практически отсутствуют |
8,7 1,0 3 |
13,8 1,0 3 |
9,5 0,7 3 >0,05 |
0,3 0,1 >0 |
0 ,05 |
9,2 0,8 3 >0,05 |
12,7 0,8 3 >0,05 |
|
КГ2 (введение физ. раствора) |
М m n Р |
8,2 1,5 3 |
Практически отсутствует |
8,2 1,5 3 |
15,4 1,3 3 |
7,0 1,2 3 >0,05 |
Практически отсутствует |
9,3 1,4 3 >0,05 |
14,0 1,0 3 >0,05 |
||
Р 1 Р 2 |
<0,001 <0,01 |
<0,001 <0,05 |
>0,05 >0,05 |
Примечание: P – критерий существенности различий у животных каждой группы по сравнению с исходным показателем; Р 1 – то же у животных между контрольной (КГ1) и опытной группой (ОГ1) при ведении РС-10; Р2 – то же у животных между контрольной (КГ2) и опытной группой (ОП2) при введении РС-11; КГ1 (введение физраствора) – контроль с группой, защищённых РС-10; КГ2 (введение физраствора) – контроль с группой, защищённых РС-11.
Таблица 3
Влияние радиопротекторов РС-10 и РС-11 на фракционный состав 11-ОКС, связывающую способность КСГ в крови облучённых животных
Группа кроликов |
С о |
До облучения |
После облучения |
||||||||||||
о _ с; Ш S р ^ (О 5 |
™£§ Н = 1 8 °о S “^ |
2,5 ч |
4-е сут |
8-е сут |
|||||||||||
ё oh § s^g О 1" § S |
■s^g Ho ^^ g“ 1 |
свободный гормон |
2 oh § 2^8 О 1" § S |
8i i ■s^g Ho^^ 8“ 1 |
свободный гормон |
2 oh i 2^8 О 1" § S |
8i i ■s^g Ho ^^ ЮШ I |
свободный гормон |
|||||||
мкг/100 мл |
% |
мкг/100 мл |
% |
мкг/100 мл |
% |
||||||||||
ОГ1 |
М |
7,5 |
12,9 |
12,3 |
15,6 |
4,0 |
25 |
8,3 |
8,0 |
0,8 |
10 |
9,6 |
8,2 |
практи- |
4 |
защи- |
m |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
1,3 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,2 |
0,2 |
0,7 |
чески |
|||
щённые |
n |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
8 |
8 |
8 |
7 |
7 |
отсут- |
|||
РС-10 |
P |
˃0,05 |
˂0,001 |
˂0,001 |
˂0,001 |
˃0,05 |
˃0,05 |
˂0,001 |
˃0,05 |
ствуют |
|||||
ОГ2 |
М |
7,6 |
15,2 |
15,0 |
14,7 |
3,0 |
20,4 |
11,3 |
8,5 |
0,9 |
8 |
13,4 |
9,0 |
практи- |
|
защи- |
m |
0,9 |
0,7 |
0,9 |
0,7 |
0,5 |
0,9 |
1,0 |
0,5 |
1,0 |
0,9 |
чески |
|||
щённые |
n |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
отсут- |
||||||
РС-11 |
P |
>0,05 |
<0,001 |
<0,05 |
<0,05 |
>0,05 |
>0,05 |
>0,05 |
>0,05 |
ствуют |
|||||
М |
7,3 |
13,1 |
11,9 |
12,2 |
1,8 |
15 |
3,8 |
5,8 |
2,3 |
39 |
5,0 |
4,5 |
0,6 |
13 |
|
m |
0,9 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
0,5 |
0,5 |
0,6 |
0,3 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
||||
КГ1 |
|||||||||||||||
n |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
6 |
6 |
6 |
5 |
5 |
5 |
||||
P |
>0,05 |
˂0,01 |
˂0,001 |
>0,05 |
˂0,05 |
˂0,001 |
|||||||||
М |
8,8 |
15,5 |
14,8 |
11,9 |
1,9 |
15,9 |
5,3 |
6,0 |
2,46 |
41 |
6,7 |
5,5 |
|||
m |
1,0 |
1,1 |
1,0 |
0,8 |
0,4 |
0,7 |
0,4 |
0,2 |
0,9 |
0,6 |
|||||
КГ2 |
|||||||||||||||
n |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
|||||
P |
>0,05 |
<0,05 |
<0,05 |
<0,05 |
<0,001 |
<0,05 |
|||||||||
Р 1 |
˃0,05 |
˂0,05 |
˂0,05 |
˂0,001 |
˂0,05 |
<0,01 |
˂0,01 |
˂0,001 |
>0,05 |
||||||
Р 2 |
>0,05 |
<0,05 |
<0,001 |
<0,05 |
<0,01 |
<0,001 |
˂0,001 |
>0,05 |
Примечание: P – критерий существенности различий у животных каждой группы по сравнению с исходным показателем; Р 1 – то же у животных между контрольной (КГ1) и опытной группой при введении РС-10 (ОГ1); Р 2 – то же у животных между контрольной и опытной группой при введении РС-11 (ОГ2); КГ1 – облучённый контроль с группой, защищённых РС-10; КГ2 – облучённый контроль с группой, защищённых РС-11.
В опытной группе защищённых РС-10 кроликов выявлено достоверное повышение уровня суммарных 11-ОКС с 7,5 ± 0,5 до 15,6 ± 1,3 мкг/100 мл по сравнению с исходным показателем (Р<0,001). Содержание свободных кортикостероидов при этом так же было достоверно увеличено и достигало 4,0 ± 0,8 мкг/100 мл, что составляет 25% от общего уровня 11-ОКС (Р<0,001). Связывающая способность КСГ при этом не изменялась, составляя 12,3 ± 0,8 мкг/100 мл. В крови контрольных облучённых кроликов (КГ1) общее содержание 11-ОКС достоверно увеличивалось до 12,2 ± 1,0 мкг/100 мл (Р<0,01), но оставалось достоверно ниже, чем у защищённых РС-10 кроликов (Р 1 ˂0,05). Уровень свободного гормона был равен 1,8 ± 0,5 мкг/100 мл, что составляло 15% от общего уровня кортикостероидов в крови, в то время как в норме эта фракция практически отсутствовала.
В опытной группе облучённых кроликов, предварительно защищённых РС-11, так же наблюдалось достоверное повышение общего содержания 11-ОКС в крови по сравнению с исходным показателем с 7,6 ± 0,9 до 14,7 ± 0,7 мкг/100 мл (Р<0,001). Уровень свободной фракции гормона был равен 3,0 ± 0,5 мкг/100 мл, что составляло 20,4% от общего содержания 11-ОКС (Р<0,05). Связывающая способность КСГ при этом не изменялась, составляя 15,0 ± 0,9 мкг/100 мл против 15,2 ± 0,7 мкг/100 мл в норме. В крови контрольных облучённых кроликов (КГ2) общее содержание 11-ОКС увеличивалось до 11,9 ± 0,8 мкг/100 мл (Р<0,05). Уровень свободного гормона был равен 1,9 ± 0,4 мкг/100 мл, что составляло 15,9% от общего уровня кортикостероидов в крови (Р<0,05), в то время как в норме эта фракция практически отсутствовала, а связывающая способность КСГ практически не изменялась, составляя 14,8 ± 1,0 мкг/100 мл против 15,5 ± 1,1 мкг/100 мл в норме.
Таким образом, появление свободной фракции гормона в первые часы после облучения у кроликов как контрольных групп, так и у кроликов, защищённых радиопротекторами РС-10 и РС-11, обусловлено повышением общего уровня 11-ОКС, так как связывающая способность КСГ при этом не изменялась.
Влияние радиопротекторов позволило оценить роль функционального состояния коры надпочечников в исходе лучевой болезни. Для этого проведены исследования измерения общего уровня 11-ОКС в крови отдельно у погибших и выживших животных.
В группе защищённых РС-10 животных реакция коры надпочечников была более выраженной у погибших, чем у выживших животных, составляя 17,3 ± 1,3 и 12,3 ± 0,7 мкг/100 мл (Р<0,001). В группе контрольных (облучённых без защиты) наоборот: реакция коры надпочечников у погибших была менее выраженной, чем у выживших, составляя 9,0 ± 0,4 и 12,8 ± 1,4 мкг/100 мл (Р<0,05). В группе защищённых РС-11 животных погибло 2 кролика, у которых в первые часы после облучения был высокий уровень 11-ОКС (16,9 и 16,1 мкг/100 мл). В группе контрольных облучённых животных погиб 1 кролик, у которого общий уровень 9,5 мкг/100 мл.
Необходимо обратить внимание на общую закономерность, согласно которой у всех погибших животных в первые часы после облучения реакция коры надпочечников была либо слабее, либо значительно сильнее, чем у выживших. Это показывает, что выраженность первичной реакции коры надпочечников связана с механизмами, определяющими радиорезистентность организма животных. При условии, когда первичная реакция чрезмерна или слишком слаба, нарушены механизмы, её обуславливающие, а значит, степень лучевого повреждения весьма велика и прогноз неблагоприятен. Результаты экспериментов показали, что реакция коры надпочечников у выживших без защиты животных является своеобразным маркером «оптимального» уровня гормона, так как она является защитной только в своём оптимальном уровне.
Таким образом, величина первичной реакции коры надпочечников является одним из показателей степени тяжести лучевой болезни. Одним из механизмов радиозащитного эффекта радиопротекторов является установление оптимальной реакции коры надпочечников в первые часы после облучения. Отличие ранней адренокортикальной реакции у облучённых и защищённых радиопротекторами животных от оптимальной в сторону как усиления её, так и ослабления, служит показателем тяжести лучевой болезни и прогностическим признаком её исхода.
В разгар лучевой болезни обнаружены отчётливые различия по показателям белково-сте-роидного взаимодействия у защищённых радиопротекторами РС-10 и РС-11 и контрольных животных. У защищённых РС-10 облучённых животных на 4 сут лучевой болезни общее содержание 11-ОКС было достоверно выше, чем у контрольных животных (8,0 ± 0,8 мкг/100 мл и 5,8 ± 0,6 мкг/100 мл в КГ1, Р 1 <0,05), но уже не имел достоверных отличий по сравнению с исходным уровнем до облучения (7,5 ± 0,5 мкг/100 мл, Р>0,05). Связывающая способность КСГ у защищённых РС-10 облучённых животных хотя и была снижена, но более чем в 2 раза превышала данный показатель у контрольных облучённых кроликов (8,3 ± 0,8 мкг/100 мл и 3,8 ± 0,5 мкг/100 мл в КГ1, P i <0,001). В результате данного соотношения между общей концентрацией 11-ОКС и связывающей способностью КСГ у защищённых РС-10 облучённых кроликов выявлено достоверно меньшее количество свободного гормона 0,8 ± 0,2 мкг/100 мл при 2,3 ± 0,3 мкг/100 мл в контроле (Р1<0,01).
У защищённых РС-11 животных на 4-е сутки после облучения общий уровень гормона также оставался в пределах нормы (8,5 ± 1,0 мкг/100 мл) и был достоверно выше, чем у контрольных животных (6,0 ± 0,4 мкг/100 мл в КГ2, Р 2 <0,05). Уровень свободного гормона находился в пределах 0,9 ± 0,5 мкг/100 мл и составлял лишь 8% от общего уровня 11-ОКС в отличие от контроля - 2,46 ± 0,2 мкг/100 мл, который составлял 41% от общего уровня 11-ОКС (Р 2 <0,01). Связывающая способность КСГ у защищённых РС-11 кроликов в этот срок эксперимента также была снижена по сравнению с нормальными значениями (11,3 ± 0,9 и 15,2 ± 0,7 мкг/100 мл соответственно, Р<0,01), однако была достоверно выше, чем у контрольных животных (5,3 ± 0,7 мкг/100 мл, Р2<0,001).
Таким образом, на 4-й день после облучения у защищённых радиопротекторами животных, несмотря на более высокий общий уровень гормона, содержание его свободной фракции за счёт более высокой связывающей способности КСГ было ниже, чем у контрольных облучённых животных.
В динамике острой лучевой болезни на 8-е сут у защищённых РС-10 и РС-11 животных общий уровень 11-ОКС также не отличался от нормы (8,2 ± 0,7 мкг/100 мл и 9,0 ± 0,9 мкг/100 мл соответственно), будучи достоверно выше, чем в контроле (4,5 ± 0,4 мкг/100 мл, Р 1 <0,001 в КГ1 и 5,5 ± 0,6 мкг/100 мл, Р 2 <0,001 в КГ2). Однако, у защищённых РС-11 кроликов общий уровень гормона в этот период несколько выше исходного уровня в отличие от опытной группы животных, защищённых РС-10.
Связывающая способность КСГ у защищённых РС-10 животных была достоверно сниженной по сравнению с исходным уровнем (9,6 ± 0,2 мкг/100 мл, Р<0,001) в отличие от опытной группы животных, защищённых РС-11, данный показатель у которых в этот срок не отличался от исходного уровня (13,4 ± 1,0 мкг/100 мл, Р>,05), что демонстрирует более высокую радиозащитную эффективность препарата РС-11. В отличие от опытных групп связывающая способность КСГ у облучённого контроля была практически в 2 раза меньше (5,0 ± 0,6 мкг/100 мл, Р 1 <0,01 в КГ1 и
6,7 ± 0,9 мкг/100 мл, Р 2 <0,001 в КГ2), у которого любые стрессорные воздействия на фоне сниженной связывающей способности КСГ могли привести к появлению значительных количеств свободных 11-ОКС.
Свободные 11-ОКС у защищённых радиопротекторами РС-10 и РС-11 и контрольных кроликов практически отсутствовали. Таким образом, профилактическое введение животным радиопротекторов РС-10 и РС-11 приводило к снижению уровня свободного гормона и вследствие этого - к уменьшению гиперкортицизма, повышая резервные возможности связывающей способности КСГ в разгар лучевой болезни.
Сравнительный анализ механизма влияния радиопротекторов РС-10 и РС-11 на функцию коры надпочечников у интактных животных показал в обоих случаях повышение общего уровня 11-ОКС в крови, достигающего максимума через 2,5-3 ч с дальнейшей нормализацией гипофизарно-надпочечниковой активности через 24 ч. В период максимальной выраженности реакции влияние РС-10 на повышение величины свободного гормона у интактных животных достоверно выше, чем у РС-11 (6,2 ± 0,9 и 4,1±0,4 соответственно) при одинаковом повышении содержания связанных с белками плазмы 11-ОКС и отсутствии влияния на связывающую способность КСГ обоих радиопротекторов.
Сравнительный анализ механизма влияния радиопротекторов РС-10 и РС-11 на функцию коры надпочечников облучённых животных показал, что общей закономерностью повышения радиорезистентности организма облучённых животных в условиях действия радиопротекторов является положение, согласно которому их профилактическое введение в разгар лучевой болезни тормозит снижение связывающей способности КСГ, а, вследствие этого, и повышение уровня свободного гормона. Более высокая радиозащитная эффективность РС-11 по сравнению с РС-10 подтверждается достоверно меньшим количеством погибших животных в ходе эксперимента (41% в группе защищённых РС-10 и 20% в группе защищённых РС-11 кроликов). В патогенезе острой лучевой болезни в механизме уменьшения пострадиационного гиперкортицизма в условиях действия радиопротекторов основное значение имеет меньшая степень нарушения связывающей способности КСГ, а не изменение общего уровня 11-ОКС в крови.
Выявлены общие механизмы радиозащитного действия радиопротекторов РС-10 и РС-11 в контексте их влияния на изменение связывания кортикостероидов с белками плазмы крови у здоровых и облучённых животных. У интактных животных при введении радиопротекторов в период максимальной выраженности реакции наблюдается повышение свободной фракции гормона, которое обусловлено повышением общего уровня 11-ОКС, так как связывающая способность КСГ при этом не изменяется. Первичная реакция коры надпочечников в патогенезе острой лучевой болезни является показателем степени её тяжести, поскольку одним из механизмов ра-диозащитного эффекта радиопротекторов выступает оптимальная реакция коры надпочечников в первые часы после облучения. В разгар лучевой болезни профилактическое введение животным радиопротекторов РС-10 и РС-11 приводит к снижению уровня свободного гормона и, вследствие этого, - к уменьшению гиперкортицизма, повышая резервные возможности связывающей способности КСГ. В механизме уменьшения пострадиационного гиперкортицизма в условиях действия радиопротекторов основное значение имеет меньшая степень нарушения связывающей способности КСГ, а не изменение общего уровня 11-ОКС в крови, что является общей радиобиологической закономерностью.
Заключение
Результаты, полученные в данной серии экспериментов, позволили сделать следующие выводы:
-
1. Введение интактным животным радиопротекторов РС-10 и РС-11 приводит в первые часы после введения к повышению общей концентрации 11-ОКС плазмы крови и к увеличению количества свободного гормона. Влияние РС-10 на повышение уровня свободного гормона выше, чем у РС-11 при одинаковом повышении содержания связанных с белками плазмы 11-ОКС и отсутствии влияния на связывающую способность КСГ обоих радиопротекторов.
-
2. Механизмом радиозащитного действия радиопротекторов у облучённых животных является установление оптимальной реакции коры надпочечников в первые часы после облучения. Отличие ранней адренокортикальной реакции у облучённых и защищённых радиопротекторами животных от оптимальной в сторону как её усиления, так и ослабления служит показателем тяжести лучевой болезни и прогностическим признаком её исхода.
-
3. В разгар лучевой болезни профилактическое введение РС-10, РС-11 облучённым животным тормозит снижение связывающей способности КГС плазмы крови, а вследствие этого и повышение уровня свободного физиологически активного гормона при более высоком общем уровне гормонов в крови.
-
4. В механизме уменьшения пострадиационного гиперкортицизма в условиях защиты препаратами РС-10 и РС-11 основное значение имеет меньшая степень нарушения связывающей способности КСГ, а не изменение общего уровня гормонов в крови.
-
5. Более высокая радиозащитная эффективность РС-11 по сравнению с РС-10 подтверждается достоверно высоким показателем связывающей способности КСГ в разгар лучевой болезни и более благоприятным исходом лучевой болезни в ходе эксперимента.
Таким образом, существующее в радиобиологии фундаментальное положение о реакции гипофиз-адреналовой системы в патогенезе острой лучевой болезни и в условиях повышенной резистентности действия радиопротекторов нуждается в уточнении.
Список литературы Роль связывания кортикостероидов с белками плазмы крови у облучённых животных в реализации эффектов радиопротекторов
- Анохин П.К. Очерки физиологии функциональных систем. М.: Книга по требованию, 2021. 450 с.
- Гребенюк А.Н., Стрелова О.Ю., Легеза В.И., Степанова Е.Н. Основы радиобиологии и радиационной медицины: учебное пособие. СПб.: ООО Издательство ФОЛИАНТ, 2012. 232 с.
- Докшина Г.А. Эндокринные и метаболические аспекты лучевой болезни. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1984. 223 с.
- Кузин А.М. Структурно-метаболическая теория в радиобиологии. М.: Наука, 1986. 282 с.
- Рождественский Л.М. Прошлое и будущее радиобиологии противолучевых средств в Институте биофизики Минздрава СССР – ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России //Сб. статей, посвященных 70-летию ФГБУ «ГНЦ РФ – ФМБЦ им. А.И. Бурназяна» (1946-2016 гг.) /под ред. Л.А. Ильина, В.В. Уйбы, А.С. Самойлова. М., 2016. С. 80-89.
- Васин М.В. Классификация противолучевых средств как отражение современного состояния и перспективы развития радиационной фармакологии //Радиационная биология. Радиоэкология. 2013. Т. 53, № 5. С. 459-467.
- Легеза В.И., Владимиров В.Г. Новая классификация профилактических противолучевых средств //Радиационная биология. Радиоэкология. 1998. Т. 8, № 3. С. 416-425.
- Рождественский Л.М. Классификация противолучевых средств в аспекте их фармакологического сигнала и сопряженности со стадией развития лучевого поражения //Радиационная биология. Радиоэкология. 2017. Т. 57, № 2. С. 118-135.
- Рождественский Л.М. Проблемы разработки отечественных противолучевых средств в кризисный пе-риод: поиск актуальных направлений развития //Радиационная биология. Радиоэкология. 2020. Т. 60, № 3. С. 279-290.
- Хабриев Р.У., Мингазова Э.Н., Сидоров В.В., Гуреев С.А., Юсупова М.М. Биосовместимые препараты-протекторы против воздействия радиации: современный взгляд на проблему //Ремедиум. 2021. Т. 25, № 4. С. 3-8.
- Kashiwakura I. Overview of radiation-protective agent research and prospects for the future //Jpn. J. Health Phys. 2017. V. 52, N 4. P. 285-295.
- Koukourakis M.I. Radiation damage and radioprotectants: new concepts in the era of molecular medicine //Br. J. Radiol. 2012. V. 85, N 1012. P. 313-330.
- Volkova L.V., Pashov A.I., Omelchuk N.N. Cervical carcinoma: oncobiology and biomarkers //Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22, N 22. P. 12571. DOI: 10.3390/ijms222212571.
- Kilic S., Cracchiolo B., Gabel M., Haffty B., Mahmoud O. The relevance of molecular biomarkers in cervical cancer patients treated with radiotherapy //Ann. Transl. Med. 2015. V. 3, N 18. P. 261. DOI: 10.3978/j.issn.2305-5839.2015.10.18.
- Qin Ch., Chen X., Bai Q., Davis M.R., Fang Y. Factor associated with radiosensitivity of cervical cancer //Anticancer Res. 2014. V. 34, N 9. P. 4649-4656.
- Sood S., Patel F.D., Srinivasan R., Dhaliwal L.K. Chemoradiation therapy induces in vivo changes in gene promoter methylation & gene transcript expression in patients with invasive cervical cancer //Indian J. Med. Res. 2018. V. 147, N 2. P. 151-157.
- Рождественский Л.М., Федотова М.И., Романов А.И., Белоусова О.И. О путях реализации и механизмах противолучевого действия РС-10, меркамина и мексамина //Радиационная биология. Радиоэкология. 2017. Т. 57, № 5. С. 540-544.
- Горизонтов П.Д., Разоренова В.А., Сбитнева М.Ф., Андрианова И.Е. Радиозащитная и лечебная эффективность препарата РС-10 в опытах на собаках //Радиационная биология. Радиоэкология. 2017. Т. 57, № 5. С. 529-539.
- Давыдова С.А., Трушина М.Н., Водякова Л.М. Итоги комиссионных испытаний препарата РС-10 как средства раннего лечения острой лучевой болезни //Избранные материалы «Бюллетеня радиационной медицины». Т. 1 /под общ. ред. Л.А. Ильина, А.С. Самойлова. М.: ФМБА ФГБУ «ГНЦ РФ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна», 2016. С. 571-581.
- Чернов Г.А., Евдаков В.П., Кабанов В.А. Противолучевой эффект ионогенных полимеров. //Избранные материалы «Бюллетеня радиационной медицины». Т. 2 /под общ. ред. Л.А. Ильина, А.С. Самойлова. М.: ФМБА ФГБУ «ГНЦ РФ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна», 2016. С. 607-619.
- Омельчук Н.Н. Актуальные вопросы профилактики острой лучевой болезни //Национальное здоровье. 2018. № 1. С. 70-75.
- Guillemin R., Clayton G., Lipscomb H., Smith J. Fluorometric measurement of rat plasma and adrenal corticosterone concentration; a note on technical details //J. Lab. Clin. Med. 1959. V. 53, N 5. P. 830-832.
- De Moor P., Hoirwegh K., Heromans G., Declerck-Raskin M.M. Protein binding of corticosteroid studied by gel filtration //J. Clin. Invest. 1962. V. 41, N 4. P. 816-827.
- Омельчук Н.Н. Методы оценки белково-стероидного взаимодействия в патогенезе острой лучевой болезни //International Journal of Medicine and Psychology. 2023. Т. 6, № 1. С. 178-183.