Comparative histochemical characteristic of different parts of cerebral cortex in rats after irradiation

Abstract

The activity of energetic metabolism enzymes was studied in neocortex, archicortx and paleocortex of male-rats in experiment after their irradiation in a doze of 1,0 Gy. The comparison of histochemical indicators in the studied parts of brain has been carried out.

Full Text

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.