Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
КИЕВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КИЕВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ ТАРАСА ШЕВЧЕНКО

Кавара Валентина Ивановна

УДК 612.432 / 434: 614.876: 615.099: 546.8: 616-092.9

ЗАКОНОМЕРНОСТИ морфологические изменения АДЕНОГИПОФИЗА ЖИВОТНЫХ В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ И солей тяжелых металлов

03.00.01 - радиобиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Киев - 2001

Актуальность темы

Работа выполнена в Сумском государственном университете и Черновицком

национальном университете им. Ю. Федьковича

Научный руководитель - доктор медицинских наук

Мардарь Анна Ивановна

Черновицкий национальный университет им. Ю. Федьковича

заведующий кафедрой зоологии и физиологии биологического факультета

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Хижняк Светлана Владимировна

Киевский национальный университет

имени Тараса Шевченко

старший научный сотрудник

доктор биологических наук

Зинченко Валентина Андреевна

Институт онкологии АМН Украины,

старший научный сотрудник

Ведущая организация: Институт экспериментальной патологии,

онкологии и радиобиологии им. Р.Е.Кавецкого НАН Украины

Защита состоится "24 '' сентября 2001. В 14 часов на заседании

диссертационного совета Д 26.001.24 при Киевском национальном университете имени

Тараса Шевченко по адресу: ул. академика Глушкова, 2, корп. 12

биологический факультет, ауд. 215.

Почтовый адрес: 01033, Киев, Владимирская, 64, Fax: +380 44-2520120

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

имени Тараса Шевченко

Автореферат разослан "30" июня 2001

Ученый секретарь

диссертационного совета О.В.Брайон

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В наше время ухудшения состояния здоровья населення в Украине связывают со снижением жизненного уровня людей и изменениями экологической ситуации, где определенное место принадлежит последствия радиационной аварии на Чернобыльской АЭС. Особое внимание различных медико-биологических специальностей сосредоточено на состоянии эндокринной системы, как из-за ее роль в скорости хронизации различных заболеваний, процесса старения, воздействия стресса и реализации механизмов адаптации, так и учитывая проблему активизации лечения. (Бакай Т.С., Митряева Н.А., 1993, РОЗДОЛЬСКОЕ А.Н., Роздольский С.И., Братчук А.Н., Якимова Т.П., 1999). Морфологические исследования, которые проводились в последние годы, показали, что эндокринная система особенно уязвима к воздействию различных экзогенных и эндогенных факторов.

Вопрос о хроническое воздействие малых доз излучения на человека после аварии на ЧАЭС является одним из актуальных, так как почти вся территория Украины в определенной степени загрязнена радионуклидами (Алешко С.Ф., 1996, Евец Л.В., ляликов С.А ., Рукша Т.В., 1993, Легеза В.И., 1998). Это влияние сопровождается повышенным уровнем облучения миллионов человек (Грейб Р., 1994, Ильин Л.А., 1998, ляликов С.А., Евец Е.В., Макарчик А.В., 1993, Парамонова Е.С., Недвецкая В.В., 1993).

В настоящее время важным является также изучение причинно-следственных связей между состоянием здоровья населения и факторами внешней среды (Сидоренко Г.И., Печенникова Е.В., Можаев В.А., 1995). Среди химических факторов, загрязняющих среду обитания, существенная роль принадлежит солям тяжелых металлов (Красовский Г.Н., Соколовский В.В., 1979, Лабинцева Р.Д., Ульяненко Т.В., Костерин С.А., 1998) . Их воздействия на различные организмы посвящено значительное количество научных работ (Кабата-Пендиас А., Пендиас Х., 1979, Мур Дж.В., Рамамурти С., 1987, Ершов Ю.А., Кублик Л.Н., Плетнева Т. В., Эйдус Л.Х., 1992). В меньшей степени изучены механизмы токсического действия тяжелых металлов и вполне недостаточны данные об их влиянии на организм и клетки млекопитающих (Ершов Ю.А., Плетнева Т.В., 1989).

Особое значение приобретает проблемасочетанного действия различных солей тяжелых металлов с ионизирующей радиацией. Нарастающая урбанизация, индустриализация, ускорение темпов жизни и другие факторы, сопровождающие научно-технический прогресс, связанные с постоянным воздействием на организм человека различных раздражителей. Эти факторы окружающей среды, является нередко экстремальными для организма, действуют на него, как правило, комбинированно.

Воздействие на организм экстремальных факторов внешней среды еще не решена и находится на этапе накопления фактов. Поэтому экспериментальная оценка воздействия ионизирующего излучения и тяжелых металлов на организм необходимо для проведения профилактики донозологичних и ранних клинических проявлений, патогенетической коррекции выявленных нарушений (Иваницкая Н.Ф., 1998).

Цель исследования и задачи исследования. Изучить загальнобиологични закономерности морфологических нарушений аденогипофиза в условиях комбинированного действия радиации и тяжелых металлов.

1. Изучить основные возрастные закономерности морфологических изменений аденогипофиза интактных животных с целью выполнения дальнейшего корректного сравнительного анализа полученных экспериментальных данных под воздействием радиации и тяжелых металлов.

2. Исследовать особенности структурных изменений аденогипофиза крыс в условиях воздействия ионизирующего излучения.

3. Изучить особенности строения аденогипофиза животных, получавших повышенное количество солей тяжелых металлов.

4. Определить структурно-метаболический состояние аденогипофиза животных в условиях комбинированного действия ионизирующего излучения и солей тяжелых металлов.

5. Экспериментально выяснить возможность применения ерсолу как корректора негативного влияния на аденогипофиз общего облучения и солей тяжелых металлов.

Об Объект исследования - совместное действие ионизирующего излучения и солей тяжелых металлов.

Предмет исследования - аденогипофиз животных.

Методы исследования - микроскопический подход в исследованиях общей морфологической реакции аденогипофиза, морфометрия гистопрепаратив, элРонна микроскопия для определения функционального состояния клеток аденогипофиза, количественная оценка показателей химического состава гипофиза, статистическая обработка цифровых данных.

Научная новизна полученных результатов. Впервые раскрыты основные закономерности строения и особенности нарушений содержания химических элементов аденогипофиза животных при комбинированном действии ионизирующего излучения и повышенного потребления солей тяжелых металлов, которые заключаются в изменении морфофункционального состояния клеток нижнего придатка мозга и снижении его метаболической активности. Доказано, что ионизирующее излучение в сочетании с солями тяжелых металлов влияют на структуру аденогипофиза. Обнаружена дозовая зависимость изменений в гипофизе от величины дозы радиации и сроков нагрузки животных солями тяжелых металлов, которая имеет линейный характер. Изучены негативные нарушения, происходящие в клетках аденогипофиза крыс под влиянием смоделированных экологических факторов Сумщины и доказана возможность частичной коррекции их с помощью препарата ерсол.

Практическое значение полученных результатов. Данное исследование позволило экспериментально определить отдельные стороны механизма влияния низких доз ионизирующего излучения на морфогенез нижнего придатка мозга. Определена морфологическая реакция аденогипофиза на повышенное потребление солей, находящихся в избыточном количестве в воде и почве некоторых районов Украины. Получены новые экспериментальные данные о комбинированном воздействии радиации и солей тяжелых металлов, которые можно использовать для морфологического обоснования возникновения патологических изменений в клиниках эндокринологии, терапии, педиатрии и радиологии.

Предлагается использование биологически активного препарата ерсол как эффективного корректирующего средства снижения радиогенных повреждений и одновременной интоксикации организма солями тяжелых металлов.

Результаты экспериментальных исследований внедрены в учебный процесс на кафедрах нормальной анатомии, физиологии и патофизиологии, патологической анатомии и судебной медицини, экологии и обеспечения жизнедеятельности СумГУ; кафедре гистологии, цитологии и эмбриологии Тернопольской медицинской академии им. Горбачевского; кафедре анатомии и физиологии Волынского государственного университета им. Л..

Личный вклад диссертанта. Диссертантом осуществлены информационный поиск и анализ литературных данных, самостоятельно проведены все экспериментальные исследования, статистическая обработка результатов, их анализ. Автором проведен анализ полученных результатов, подготовленные труда к печати и выводы диссертации.

Связь работы с научными программами, планами, темами. Диссертация выполнена в соответствии с планом научных исследований Сумского государственного университета и является составной частью научно-исследовательской темы медицинского факультета: «Состояние вегетативного обеспечения сердечно-сосудистой, пищеварительной и эндокринной систем у детей и взрослых в экологически неблагоприятной местности" (р / № 0197U016606) и Черновицкого национального университета имени Юрия Федьковича: "Изучение закономерностей компенсаторно-адаптационных реакций отдельных видов гидробионтов и наземных животных в условиях формирования экологически опасных регги онов Черновицкой области; моделирования действия антропогенных факторов и их коррекция "(р / № 0199U001877).

Апробация результатов диссертации. Основные материалы диссертации обсуждены на Международной конференции "Актуальные вопросы морфологии" (Тернополь, 6-7 мая 1996), на II Национальном конгрессе анатомов, гистологов, эмбриологов и топографоанатомов (Луганск, 16-17 ноября 1998), Республиканской научной конференции анатомов, гистологов, эмбриологов и топографоанатомов (Ивано-Франковск, 20-21 апреля 2000), итоговых научных конференциях молодых ученых Сумского государственного университета (1997, 1998, 1999 и 2000 годы).

Публикации - 14 научных работ, из которых 9 статей и 6 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 209 страницах. Работа включает введение, раздел "Обзор литературы", раздил "Материал и методы исследования", раздел "Результаты собственных исследований и их обсуждения", состоящий из четырех подразделений собственных исследований, раздел "Заключение", выводы. Диссертация также включает 66 рисунков и 16 таблиц. Список литературы состоит из 249 источников, в том числе 84 зарубежных.

Основное содержание работы

Материал и методы исследования. Эксперимент проводился на 220 белых лабораторных крысах-самцах 3-х месячного возраста массой 150-200 г, находившихся в стационарных условиях вивария. Экспериментальные животные были разделены на 5 серий: I серия - общее облучение на установке "Rocus" (энергия квантов - 1,25 МэВ, мощность дозы - 60 Р / мин.) Первая группа животных (R1) получала однократное облучение в дозе 0,1 гр. Вторая группа животных (R2) облучалась дважды в дозе 0,1 ОС по интервалом в 1 неделю. Общая доза облучения - 0,2 Гр. Третья группа животных данной серии (R3) с интервалом в 1 неделю облучалась трижды в дозе 0,1 Гр. Общая доза облучения - 0,3 Гр. II серия - нагрузка солями тяжелых металлов в течение 1 (С1), 2 (С2) и 3 (С3) месяцев; соли животные получали свободно с питьевой водой. Дозы металлов соответствовали результатам исследований Новомосковской экспедиции: меди (CuSO4 x5H2O) - 1,8 мг / л (ПДК - 1,0 мг / л), свинца (Pb (CH3COO) 2) - 0,18 мг / л (ПДК - 0 1 мг / л), цинка (ZnSO4x7H2O) - 6,2 мг / л (ПДК - 5,0 мг / л), хрома (K2Cr2O7) - 0,17 мг / л (ПДК - 0,1 мг / л) , марганца (MnSO4x5H2O) - 0,2 мг / л (ПДК - 0,1 мг / л). III серия - совместное влияние общего облучения и солей тяжелых металлов в дозах и сроках указанных в I и II сериях эксперимента. IV серия - коррекция морфофункциональных изменений в аденогипофизе животных препаратом ерсол в дозе 300 мг на 1 кг массы в условиях: а) облучения в дозе 0,2Гр; б) потребление солей тяжелых металлов в течение 2 месяцев в) совместного действия облучения (0,2 Гр) и солей тяжелых металлов через 2 месяца после начала введения. V серия - интактные крысы, разделены на 4 группы (3, 4, 5 и 6 месяцев) по 10 животных в каждой, ответствендает возраста экспериментальных животных.

По окончании эксперимента в соответствии с "Методическими рекомендациями по выведению животных из эксперимента" (1985) крыс забивали декапитация под эфирным наркозом.

Предварительно проводилось их взвешивания на технических весах. На исследования забирался гипофиз.

высчитывается относительная масса органа на 100 г массы тела.

При гистологическом исследовании гипофиз фиксировался в нейтральном формалине, промивався проточной водой, дегидратувався в спиртах возрастающей концентрации и заливался в парафин. На санном микротоме изготавливались срезы толщиной 5-7 мкм, окрашивались гематоксилин-эозином и по Ван Гизону.

Морфометрия аденогипофиза проводили по следующим параметрам: процентное соотношение ацидофильных, базофильных и хромофобных клеток, диаметр клеток и ядер ацидофильных, базофильных и хромофобных эндокриноцитов, диаметр капилляров.

Проводили также электронно исследования аденогипофиза. Ткань гипофиза размером 1мм3 погружали в 1% забуференный раствор четырехокиси осмия при температуре 4С. После фиксации ткань промывали в буферном растворе Миллонига и проводили дегидратацию в спиртах возрастающей концентрации и ацетоне. Затем ткань заключали в смесь эпоксидных смол по общепринятой методике. Ультратонкие срезы получали на ультрамикротоми УМПТ-6, контрастировали цитратом свинца и просматривали на электронном микроскопе ЭВМ-100БР.

Содержание химических веществ в гипофизе определяли весовым способом: общее содержание воды, органических и минеральных веществ, а также на атомном абсорбционном спектрофотометре С-115М1 содержание в минеральном компоненте меди, цинка, хрома, свинца и марганца (Доклад о состоянии окружающей природной среды в Сумской области, 1992).

Полученные данные обрабатывали статистически на персональном компьютере с использованием пакета статистических программ (В.Ю. Урбах, 1985). Достоверность различия экспериментальных и контрольных данных оценивали с использованием критериемй Стьюдента, достаточной считали вероятность ошибки менее 5% (р & lt; 0,05).

Результаты и их обсуждение

Первая серия эксперимента посвящена изучению морфологических изменений и химического состава гипофиза при облучении животных в дозе 0,1 Гр, 0,2 Гр, 0,3 Гр. Установлено общее нарушение функциональной активности, проявляющейся в дегрануляции, уменьшении количества цитоплазмы в ацидофилы и гидратация клеток базофильных ряда. Нарушение ацидофилы прямо пропорциональны дозе ионизирующего излучения и выражены в основном в пикнотизации ядер и гранулярном распаде клеток, а в группе R3 часть базофилов носит различной глубины признаки функционального истощения в виде появления вакуолизированные участков, заполняющих всю полость клеток.

Морфометрические исследования показали, что содержание базофилов нарастает с 16,95 ± 0,37% (R1) до 18,63 ± 0,17% (R2) и 19,17 ± 0,59% (R3) при одновременном уменьшении ацидофильных клеток на 17,2%, 24,0% и 29,7% соответственно. При максимальной дозе облучения происходит увеличение диаметра базофильных клеток и их ядер на 13,9% и 21,7% соответственно. Диаметр ацидофильных клеток и их ядер при дозе облучения 0,3гр есть ниже контрольного на 22,4% и 20,3%.

Изменения на внутриклеточном уровне следует отнести к разряду компенсаторно-адаптационных, указывающие на включение резервных внутриклеточных механизмов в ответ на радиационную нагрузку. Главным фактором в цепи развития радиационных повреждений ультраструктур гонадотропных эндокриноцитов является нарушение структуры митохондрий, что влечет за собой снижение активности окислительно-восстановительных реакций. Недостаточность метаболической активности митохондрий существенно сказывается на секреторной способности эндокриноцитов передней доли гипофиза и структурно подтверждается вакуолизация цистерн эндоплазматической сети, появлением признаков фрагментации мембран и резким снижением количества как связанных с ними рибосом, так и свободно размещенных в цитоплазме.

Облучение снижает и метаболическую активностьнижнего придатка мозга. Химический состав гипофиза меняется следующим образом: наблюдается рост содержания минеральных веществ и снижение органических веществ и влаги. Обезвоживание вызывает выведение из гипофиза микроэлементов. В наибольшей степени ощущается дефицит цинка: его количество снижена на 44,7% в группе R1, на 55,3% - в группе R2 и на 61,2% - в группе R3 (табл. 1).

Вторая серия эксперимента посвящена морфофункциональным преобразованием аденогипофиза животных, получавших с питьевой водой повышенное содержание солей тяжелых металлов в течение 1-го, 2-х и 3-х месяцев. В первый срок происходит снижение массы гипофиза на 19,1% по сравнению с контролем; в следующие сроки этот показатель увеличивается на 22,6%, доходя через месяц до 33,6%. В группе животных С1 отмечается гомогенизация части аденоцитив, просветление их слабохромофильнои цитоплазмы. Появляются дистрофические изменения внутриклеточных мембран и органелл гонадотропных эндокриноцитов. Однако такие изменения в этой группе животных слабо выражены и встречаются только в части препаратов. При увеличении срока потребления солей в аденогипофизе возникает комплекс дистрофических изменений: базофилы в глубине железистых ячеек дегранульовани, в их центре располагаются опустошены базофильные аденоциты. При этом встречаются клетки с хорошо развитой внутриклеточной архитектоникой. И только при 3-месячном эксперименте появляются нарушения структуры трабекул, многослойность и вакуолизация цитоплазмы клеток, редуцируются и склерозуються кровеносные капилляры.

Общее количество базофилов увеличилась на 12,6% (С1), 16,2% (С2) и 21,2% (С3) по сравнению с содержанием их в аденогипофизе интактной группы. При измерении диаметра базофильных клеток достоверные результаты получены лишь в третьей группе и составляют 124,8%. Содержание ацидофильных клеток уменьшается при нагрузке солями течение 3-х месяцев на 21,0%.

На ультраструктурном уровне в гонадотропных эндокриноцитах животных, в течение 1 и 2 месяцев получалиповышенное содержание солей тяжелых металлов, наблюдались изменения метаболизма клеток, структурно выражаются в появлении конденсированного хроматина в ядрах, в набухании митохондрий и просветлении ее матрикса, расширении цистерн гранулярного эндоплазматического ретикулума, гипертрофии пластинчатого цитоплазматического комплекса Гольджи и рыхлении плазматической мембраны.

Выявленные нарушения субмикроскопической архитектоники гонадотропных эндокриноцитов является начальными признаками развития дистрофического процесса на уровне внутриклеточных структур и

Таблица 1

Содержание химических веществ в гипофизе крыс при воздействии ионизирующего излучения

макромолекул. По своему характеру они являются адаптационными к условиям избыточного поступления в организм солей тяжелых металлов и свидетельствуют о нарастании напряженности биосинтетических процессов, направленных на компенсацию негативного воздействия. При нарастании срока солевого нагрузки до 3-х месяцев существенно уменьшается количество гонадотропных эндокриноцитов с высокой активностью цитоплазматических органелл, что можно объяснить срывом компенсаторных и репаративных процессов.

Загрузка...

Страницы: 1 2 3