Сравнительная гистохимическая характеристика различных зон коры головного мозга крыс после облучения

Аннотация

В эксперименте на крысах-самцах изучались изменения активности ферментов энергетического метаболизма в новой, старой и древней коры головного мозга после однократного облучения в дозе 1,0 Гр. Проведено сравнение гистохимических показателей в изучаемых отделах головного мозга.

Полный текст

При радиационном воздействии, вызывающем нарушение равновесия различных систем, организм мобилизует гомеостатические функции, направленные на устранение повреждения. Согласно гипотезе о прямой связи неспецифической реакции клеток с радиочувствительностью, сформулированной Л. Х. Эйдус [10], в ответ на лучевое воздействие, как и на действие других различных факторов, наблюдаются однотипные проявления: нервнотрофические расстройства, воспаление, некротические процессы, нарушение регенерации, гиподинамические сдвиги и другие изменения [5]. Действие излучения выражается в определенном сочетании этих проявлений, в степени выраженности и последовательности их развития. В этой связи следует упомянуть, что некоторые реакции организма в ранние сроки в ответ на облучение сходны с общеизвестными стрессорными реакциями (эндокринной, нервной, кровеносной, сердечно-сосудистой систем). Быстро развивающаяся после облучения нейроэндокринная реакция сходна с неспецифическими реакциями после воздействия других стресс-агентов или сильных раздражителей [2]. По мнению [4, 3] проблема радиочувствительности является частью общебиологической проблемы реактивности организма. Цель нашего исследования состояла в изучении действия ионизирующего излучения в дозе 1,0 Гр (мощность дозы – 50 сГр/ч) на различные в филогенетическом отношении зоны коры головного крыс. Материалы и методы Эксперимент спланирован и проведен на базе Государственного научно-исследовательского испытательного института военной медицины МО РФ (г. Москва). В его основу положены данные о лучевой нагрузке у военнослужащих-ликвидаторов аварии на ЧАЭС и состоянии их здоровья в ранние и отдаленные сроки пострадиационного периода. Эксперимент выполнен на 48 половозрелых крысах-самцах весом 200 – 230 г, в возрасте 1,5 – 2 месяцев (к началу эксперимента). В связи с методическими условиями животные были объединены в 8 групп по 6 крыс в каждой. Протокол экспериментов в разделах выбора, содержания животных и выведения их из опыта был составлен в соответствии с принципами биоэтики и правилами лабораторной практики, которые представлены в «Международных рекомендациях по проведению медико-биологических исследований с использованием животных (1985) и приказе МЗ РФ № 267 от 19.06.2003 г. об утверждении правил лабораторной практики». Крыс облучали однократно в дозе 1,0 Гр с мощностью дозы 50 сГр/ч. Дозиметрический контроль равномерности облучения осуществлялся клиническим дозиметром 27012, стержневая камера которого располагалась в поле облучения. Неравномерность дозового поля составила ±15%. Животных выводили из эксперимента через 1 сут, 6 мес., 1 г. и 1,5 г. Материалом служила новая кора (верхняя лобная извилина и передняя лимбическая область), старая кора (гиппокамп: поля СА1–СА4, зубчатая фасция), древняя кора (пириформная зона). При выборе участков мозга использовались цитоархитектонические карты [9, 6]. Для изучения состояния ферментов из нефиксированных кусочков мозга формировали тканевые блоки [7], замораживали в твёрдой углекислоте при температуре -70°С и в камере криостата при температуре -20°С готовили срезы толщиной 10 мкм. Выявление активности СДГ (сукцинатдегидрогеназы) и ЛДГ (лактатдегидрогеназы) проводили тетразолийредуктазными методиками с использованием соответствующего субстрата и соли “нитро-СТ” в модификации Нахаласа [8]. Активность Г-6-ФДГ выявляли по методике [1]. Количественную оценку ферментов в микропрепаратах определяли по величине оптической плотности конечных продуктов гистохимических реакций в видимой части спектра с помощью программы “Видео-Тест-Морфо”, (ООО “Иста-Видео-Тест”, С.-Петербург). Полученные данные обрабатывались с помощью программ «Microsoft Excel 2003», «Statistica 6.0» for Windous. Статистический анализ количественных переменных основывался на вычислении средней величины, дисперсии, среднего квадратичного отклонения, ошибки среднего арифметического, коэффициентов ассиметрии и эксцесса. При этом учитывали характер закона распределения параметров: в условиях нормального распределения выборки для оценки вероятности различий использовали критерий Стьюдента, в остальных случаях – непараметрический критерий Вилкоксона. Объем материала, необходимого для исследования, определяли методом аккумулированных средних. Достоверными при этом считались различия с вероятностью более 0,95 (Р<0,05). Активность ферментов в изучаемых отделах коры головного мозга крыс при однократном облучении в дозе 1,0 Гр. Обозначения: по оси абсцисс – время после облучения, по оси ординат активность ферментов, выраженная в % к контролю; БК – биологический контроль; А – верхняя лобная извилина; Б – передняя лимбическая область; В – старая кора; Г – пириформная зона древней коры. Результаты и их обсуждение Анализируя динамику изучаемых ферментов, в ранние сроки (1 сут) наблюдается синхронное повышение активности ЛДГ и СДГ, сопровождающееся снижением активности Г-6-ФДГ в древней и новой коре головного мозга. Несколько иной характер носят изменения в старой коре: значительное повышение активности ЛДГ и Г-6-ФДГ, наблюдаемое спустя 1 сут, сопровождается снижением СДГ. В конце срока наблюдений в древней и старой коре регистрируется достоверное повышение активности СДГ и снижение уровня ЛДГ и Г-6-ФДГ по сравнению с контролем. В то же время в более «молодых» в филогенетическом отношении отделах коры (передняя лимбическая область и верхняя лобная извилина) отмечалось синхронное уменьшение активности всех изучаемых ферментов. Выводы Таким образом, можно предположить, что при однократном воздействии ионизирующего излучения в дозе 1,0 Гр все изучаемые области мозга активно реагируют на повреждающий фактор, однако в филогенетически более старых отделах относительное равновесие наступает к концу срока наблюдений. В тоже время в филогенетически молодых отделах коры головного мозга изменения столь значительны, что к концу сроков наблюдения адаптационные механизмы не могут в полной мере компенсировать нарушения клеточного метаболизма.