сравнительный анализ радиозащитных свойств некоторых

УДК 599: 539.1.047
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РАДИОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ
НЕКОТОРЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
А. С. Корягин
Нижегородский госуниверситет
Исследовали радиозащитные свойства пчелиного яда и масляного препарата
убихинона-10 на систему крови при профилактическом и терапевтическом применении при костномозговой форме лучевой болезни. Полученные результаты
свидетельствуют, что профилактическое курсовое использование яда пчелы оказывает защитное действие от доз радиации, вызывающих тяжелую форму лучевой болезни, и не проявляет протекторного действия от более низких доз излучения. Терапевтическое применение токсина облегчает течение лучевой болезни
средней и тяжелой формы. Препарат убихинона-10 увеличивает радиорезистентность организма при действии малых и средних доз радиации, проявляя
свою противолучевую активность как при профилактическом, так и при терапевтическом применении.
Поиск веществ, способных при профилактическом применении оказывать защитное действие на организм, повышать его устойчивость к поражающему действию радиации, а также средств для терапии лучевой болезни, как показала авария
на Чернобыльской АЭС, не потерял актуальности и до настоящего времени. Сравнительно недавно среди профилактических противолучевых средств была выделена группа стимуляторов радиорезистентности (Легеза, Владимиров, 1998). Сюда
относятся вещества, повышающие устойчивость организма к облучению как малыми («субклиническими») дозами, так и дозами, вызывающими костномозговую
форму лучевой болезни различной степени тяжести. Эти вещества проявляют противолучевую активность в условиях как профилактического, так и лечебного использования. При использовании стимуляторов радиорезистентности требуется
длительный курсовой их прием. Они обладают широким спектром фармакологических свойств, причем противолучевая активность необязательно является основной. Это иммуномодуляторы, гормональные препараты, витамины, адаптогены
из растительного сырья, продукты пчеловодства, антиоксиданты и др.
Цель работы – сравнительное исследование радиозащитных свойств биологически активных веществ – пчелиного яда и витаминоподобного соединения убихинон-10 на систему крови при профилактическом и терапевтическом их использовании при облучении, вызывающем костно-мозговую форму лучевой болезни
различной степени тяжести.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Исследования проводили на нелинейных белых крысах весом 150–180 г. Животные были поделены на группы, по 7 крыс в каждой. При изучении радиопротекторных свойств биологически активных веществ (профилактическое использование) их вводили в течение 7 суток до облучения с периодичностью 1 раз в сутки,
последнее введение было за 1 час до облучения. Яд пчелы, приготовленный на
физиологическом растворе, вводили внутрибрюшинно в дозах 0.1 и 0.5 мг/кг.
72
Контрольным животным вводили физиологический раствор в том же объеме.
Убихинон-10 готовили на растительном (подсолнечном) масле. Препарат в дозах
2 и 20 мг/кг, в пересчете на убихинон, вводили внутрижелудочно с помощью зонда. Контрольные животные получали растительное масло. Затем животных каждой серии подвергали однократному γ-облучению на установке «Агат» 60Сo в дозах 1.5, 3 и 5 Гр (мощность дозы 1 Гр /мин), приводящему к развитию лучевой болезни, соответственно, легкой, средней и тяжелой степени (Бурназян, 1978). Кровь
для анализа брали из подъязычной вены через 1, 7, 14, 21 сутки после облучения.
Определяли содержание гемоглобина, эритроцитов, ретикулоцитов и лейкоцитов
методами, общепринятыми в лабораторной практике (Меньшиков, 1987).
При исследовании терапевтических свойств указанных веществ животных сначала подвергали действию радиации. Через 1 час после облучения делали первое
введение препаратов. Курс лечения ядом пчелы составлял 7 суток при 1 инъекции
в сутки. Терапию убихиноном проводили в течение 10 суток. Кровь для анализа
брали через 1, 7, 14 суток после окончания лечения. У животных определяли те же
показатели, что и в предыдущих опытах. Результаты подвергали статистической
обработке с использованием t критерия Стъюдента.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Проведенные исследования показали, что эффективность радиозащитных
свойств пчелиного яда при его профилактическом использовании зависит от дозы
лучевого воздействия. Протекторные свойства токсина не проявлялись при дозах,
вызывающих лучевую болезнь легкой и средней степени тяжести: исследуемые
показатели практически совпадали как в опытных, так и в контрольных группах
животных. Увеличение дозы облучения до 5 Гр, что сопровождается тяжелым поражением организма, приводило к выявлению радиозащитного действия яда. Необходимо отметить, что защитный эффект зависел и от дозы токсина. У животных, которым вводили яд в дозе 0.5 мг/кг, содержание форменных элементов и
гемоглобина было выше, чем в контроле, а также чем у животных, которым вводили яд в дозе 0.1 мг/кг. Исключение составляли 1 сутки после облучения, когда
количество лейкоцитов было ниже, чем у животных других групп (табл. 1). Пчелиный яд – это сложная многокомпонентная система, в состав которой входят
ферменты, пептиды, биогенные амины (Крылов, 1995). Можно полагать, что защитный эффект яда обусловлен как активацией симпато-адреналовой и гипофизарно-надпочечниковой систем, происходящей при введении яда, так и прямым
действием компонентов токсина. Так, известно, что серотонин, входящий в состав
яда, и адреналин, выброс которого из надпочечников в кровь происходит при введении яда, являются радиопротекторами (Легеза, Владимиров, 1998). Защитные
механизмы этих соединений обусловлены их способностью вызывать состояние
гипоксии в кроветворных органах. Активация гипофизарно-надпочечниковой системы сопровождается увеличением количества глюкокортикоидов в крови, которые подавляют пролиферативную активность кроветворных клеток. Подавление
митотической активности клеток способствует их защите и выживанию. Выжившие клетки увеличивают скорость гемопоэза и восстанавливают нормальную популяцию форменных элементов крови (Вернигорова, Лебедев, 1986). Пониженное
содержание лейкоцитов в крови животных опытных групп в 1 сутки после облу73
чения, по всей видимости, обусловлено антипролиферативным действием глюкокортикоидов.
Таблица 1
Изменение показателей крови у облученных животных (5 Гр)
при профилактическом применении пчелиного яда (0.5 мг/кг × 7)
Исследуемый
показатель
Интактные
животные
Гемоглобин, г/л
133.50±6.90
Ретикулоциты
(на 1000 эритр.)
Эритроциты
(×1012/л)
Лейкоциты
(×109/л)
29.00±1.60
4.50±0.06
13.05±1.70
Сутки после облучения
1
127.00±3.40+
122.00±2.80
20.80±2.50*
20.00±2.80
4.70±0.12
4.30±0.17
1.90±0.35*+
3.84±0.62
7
104.00±6.60
87.00±2.20
65.20±4.50*+
80.00±3.80
4.20±0.10*+
3.68±0.07
3.24±0.30*
2.84±0.16
14
128.00±3.40*
98.00±8.50
61.40±2.40*
86.80±13.70
4.77±0.10+
3.64±0.25
5.36±0.28*
6.52±0.79
21
125.00±5.90+
109.00±2.50
50.40±7.40*
60.80±6.50
4.43±0.07+
3.93±0.36
11.15±2.29
8.50±0.59
Примечание. В числителе – показатели в опытной группе,в знаменателе – контрольной; * – р<0.05 по отношению к интактным животным; + – р<0.05 по отношению к контролю.
Исследование терапевтических свойств яда пчелы при лучевой болезни показало, что токсин оказывает стимулирующее действие на восстановительные процессы в системе белой крови при лучевой болезни средней степени тяжести, и на
систему красной крови при тяжелой форме болезни. Положительный эффект зависел также и от дозы яда (табл. 2).
Таблица 2
Изменение показателей крови у облученных животных (5 Гр)
при терапевтическом применении пчелиного яда (0.5 мг/кг × 7)
Исследуемый показатель
Интактные
животные
Гемоглобин, г/л
133.5±6.9
Ретикулоциты
(на 1000 эритр.)
Эритроциты
(×1012/л)
Лейкоциты (×109/л)
доза обл. 3 Гр, доза яда
0.1мг/кг × 7
29.00±1.60
4.50±0.06
11.73±0.47
Сутки после лечения
1
112.00±3.00*
108.00±2.70
26.40±3.60
29.80±6.90
4.46±0.15+
3.99±0.22
7
102.00±5.30*
101.00±4.20
85.00±7.90*+
62.30±4.50
4.32±0.14+
3.78±0.11
14
115.00±3.30
115.00±3.40
71.40±3.30*
64.20±5.90
4.32±0.16+
3.93±0.05
8.40±0.37*+
5.10±0.54
5.60±0.44*+
4.00±0.55
9.20±0.71*
8.10±0.60
Примечание. См. табл. 1.
При действии сублетальных доз радиации кроветворные клетки имеют возможность в процессе репарации ликвидировать повреждения и восстановить затем
нормальное количество клеток крови. Пчелиный яд, компонентами которого являются вещества белковой природы, обладая антигенными свойствами, при введении в пораженный организм в небольших дозах, оказывает иммуномодулирующее действие, стимулирует лейкопоэз. Высокие дозы яда на ослабленный орга74
низм оказывают токсический эффект. Система красной крови при этих дозах радиации повреждается, по всей видимости, не так значительно, что позволяет ей и
без внешних воздействий восстановить свой потенциал. Высокие дозы радиации
оказывают сильное повреждающее действие на систему кроветворения, особенно
лейкопоэза. Поэтому она теряет способность быстрого иммунного ответа на введение пчелиного яла. Система красной крови более устойчива. Высокие дозы токсина (0.5 мг/кг), по всей видимости, создавая у облученных животных состояние
гипоксии, стимулируют эритропоэз и более быстрое восстановление у леченых
животных нормального количества эритроцитов. Полученные результаты свидетельствуют, что терапевтическое использование яда пчелы облегчает течение лучевой болезни и стимулирует кроветворение.
Профилактическое использование масляного раствора убихинона перед облучением в дозах, вызывающих тяжелую форму лучевой болезни, не выявило его
радиопротекторных свойств. Исследуемые показатели крови у опытных животных
не отличались от контроля, а часто были и хуже. Применение убихинона (2 мг/кг)
перед облучением в дозах 1.5 и 3 Гр снижало поражающий эффект γ-лучей, что
особенно эффективным оказалось в отношении количества лейкоцитов (табл. 3).
Восстановительные процессы в этой группе шли интенсивнее и к концу исследований количество лейкоцитов у опытных животных не отличалось от уровня интактных. Система красной крови, как и в предыдущих случаях, оказалась более
устойчивой к действию этих доз радиации. Убихинон в высоких дозах (20 мг/кг)
не обладал радиопротекторным действием.
При терапевтическом использовании убихинона при лучевой болезни средней
степени тяжести эффект его действия проявлялся наиболее ярко. У леченых животных синдромы лучевой болезни практически не проявлялись, у них не наблюдалось анемии, лейкопении в течение всего периода исследований (табл.4).
Таблица 3
Изменение показателей крови у облученных животных (3 Гр)
при профилактическом применении убихинона-10 (2 мг/кг ×7)
Исследуемый
показатель
Гемоглобин, г/л
Эритроциты
(×1012/л)
Лейкоциты
(×109/л)
Интактные
животные
4.30±0.15
140.40±1.99
10.92±0.49
Сутки после лечения
1
3.94±0.10
4.12±0.07
138.80±1.67
143.20±1.15
3.94±0.10*
4.00±0.27
7
3.75±0.09*
3.70±0.09
135.20±1.69
130.40±2.34
4.92±0.22*
4.37±0.23
14
3.88±0.10
3.91±0.08
131.60±4.36
127.80±80
6.08±0.35*+
4.62±0.21
21
4.14±0.02
4.08±0.07
133.60±1.36
130.00±1.70
9.02±0.28+
6.82±0.19
Примечание. См. табл. 1.
Радиозащитный эффект убихинона при его профилактическом и терапевтическом использовании обусловлен его многосторонним действием на важнейшие
разделы метаболизма: энергетический и липидный обмены. Убихинон является
антиоксидантом, эффект которого проявляется в увеличении антиокислительной
активности липидов (Бурлакова и др., 1982; Коломийцева, 1989). Значение анитоксидантов в системе защиты организма от облучения обусловлено их способно75
стью инактивировать радиотоксины, оказывающие угнетающее действие на процессы клеточного деления, обладающие мутагенным и канцерогенным эффектами
(Легеза, Владимиров, 1998; Якубовский и др., 1995).
Таблица 4
Изменение показателей крови у облученных животных (3 Гр)
при терапевтическом применении убихинона-10 (2 мг/кг ×10)
Исследуемый
показатель
Интактные
животные
Гемоглобин, г/л
130.60±8.91
Ретикулоциты
(на 1000 эритр.)
Эритроциты
(×1012/л)
Лейкоциты (×109/л)
20.20±1.00
3.41±0.44
8.94±0.07
Сутки после лечения
1
126.40±6.16+
114.40±2.62
21.00±1.50
15.80±1.28
2.46±0.09+
2.93±0.02
8.32±0.40*+
4.13±0.18
7
152.80±7.19+
103.40±2.29
19.90±1.10
9.80±0.60
3.80±0.05+
2.89±0.06
13.44±1.84*+
6.14±0.32
14
153.60±10.91+
110.00±3.20
19.30±1.10
10.40±1.16
3.90±0.19+
3.17±0.05
9.76±0.01*+
7.50±0.28
Примечание. См. табл. 1.
Убихинон-10 – естественный метаболит человека и животных – является компонентом дыхательной цепи митохондрий, поэтому его дополнительное введение
улучшает энергетический обмен (Биленко, 1986). Хорошо известно, что процессы
пролиферации, репликации, репарации, синтеза белка требуют больших затрат
энергии. Можно полагать, что масляный препарат убихинона, благоприятно действуя на кроветворение, иммунологическую реактивность, позволяет организму
существенно повысить защитные возможности к повреждающему воздействию
факторов внешней среды, в том числе и радиации.
Проведенные исследования показывают, что профилактическое применение
яда пчелы оказывает защитное действие от доз радиации, вызывающих тяжелую
форму лучевой болезни, и не оказывает защитного действия от более низких доз
излучения. Пчелиный яд при его терапевтическом применении облегчает течение
лучевой болезни средней и тяжелой форм. Убихинон-10 увеличивает радиорезистентность организма при действии малых и средних доз радиации, проявляя свою
противолучевую активность как в качестве профилактического, так и лечебного
средства.
ЛИТЕРАТУРА
Биленко М. В. Ишемические и реперфузионные повреждения сердца. М., 1989.
Бурлакова Е. Б. О влиянии боковой фенильной цепи токоферолов на окислительные
реакции, протекающие в липидах // Биохимия. 1982. Т. 47, вып. 6. С. 987-992.
Бурназян А. И. Радиационная медицина. М., 1978.
Вернигорова Л. А., Лебедев В. Г. Радиационная эффективность некоторых зоотоксинов
// Радиобиология. 1986. Т. 26, вып. 4. С. 532-535.
Коломийцева И. К. Радиационная биохимия мембранных липидов. М., 1989.
76
Крылов В. Н. Пчелиный яд: свойства, получение, применение. Н. Новгород, 1995.
Легеза В. И., Владимиров В. Г. Новая классификация профилактических противолучевых средств // Радиационная биология. Радиоэкология. 1998. Т. 38, вып. 3. С. 416-425.
Меньшиков В.В. Лабораторные методы исследования в клинике. М., 1987.
Якубовский М. М., Пентюк А. А., Хмельницкий О. К., Луцюк Н. Б., Яковлева О. А.
Противолучевая эффективность комплексных препаратов, имеющих сорбционные и антиоксидантные свойства // Эффективная терапия. 1995. Т. 1, вып. 2. С. 46-48.
77