МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ

ЛЬВІВСЬКИЙ Національний МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені ДАНИЛА ГАЛИЦЬКОГО

СТАСЮК Ігор Євгенович

УДК 577.34: 612.32

ВПЛИВ МАЛИХ ДОЗ ІОНІЗУЮЧОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ НА ШЛУНКОВУ СЕКРЕЦІЮ ТА СТАН СЛИЗОВОЇ ОБОЛОНКИ ШЛУНКА

У ЩУРІВ

14.03.03 – нормальна фізіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Львів – 2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Львівському національному медичному університеті імені Данила Галицького МОЗ України.

Науковий керівник :

доктор медичних наук, професор Кімакович Віктор Йосипович,

Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького,

завідувач кафедри ендоскопії і малоінвазивної хірургії ФПДО

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор Шевчук Віктор Григорович, Національний медичний університет імені О. О. Богомольця МОЗ України, завідувач кафедри нормальної фізіології

доктор медичних наук, професор Скляров Олександр Якович, Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, завідувач кафедри біологічної хімії

Провідна установа: Дніпропетровська державна медична академія МОЗ України

Захист дисертації відбудеться: 8 вересня 2004 р. о 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.600.03 при Львівському національному медичному університеті імені Данила Галицького МОЗ України (79010, м.Львів, вул..Пекарська, 69)

З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького МОЗ України (79000, м.Львів, вул. Січових стрільців, 6)

Автореферат розісланий “_4__” серпня 2004 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Я. М. Федорів

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Після аварії на Чорнобильській АЕС гостро постало питання про вивчення особливостей впливу іонізуючого випромінювання у малих дозах на функціонування організму людини. Чорнобильська катастрофа привела до збільшення радіаційного фону, внаслідок чого великий контингент населення постійно піддається опроміненню низької інтенсивності, що має не лише теоретичний інтерес, але і клінічне значення (Бабешко В. Г., Носовский А. В., Базыка Д. А., 1996; Серкіз Я. И., 1996; Хижняк С. В., Биць Н. В., 2003). Насамперед це стосується впливу малих доз іонізуючого випромінювання на секреторну функцію шлунка та стан його слизової оболонки.

Проведення досліджень в цьому напрямку має важливе практичне значення, у зв’язку з тим, що після аварії на ЧАЕС продовжує зростати захворюваність органів травної системи, насамперед виразкової хвороби і хронічних гастритів (на 10-24,2 %) у осіб, які зазнали впливу іонізуючої радіації (Романенко А. Ю., 1988; Кулинич Г. В. та співавт., 1995; Дегтярьова Л. В., 1995; Коцай Б. Р., Марченко Т. З., Омельяненко О. В., 1995; Souchkevitch G. N., Tsyb A. F., 1996). Постійне спостереження за станом здоров’я учасників ліквідації наслідків аварії на ЧАЕС дозволило встановити, що патологія органів травлення в структурі захворюваності займає стійке друге місце, а частота виразкової хвороби у 2-2,5 рази більше, ніж по Україні в цілому (Якименко Д. М., 1998; Волохмеков В. Д., Маралина Г. П., Волкова Л. В., Ганжа Е. Г., 1994) і діагностується в 25,5-27,7 % випадках (Шишкина Т. І., 1997).

Експериментальні дані та результати, отримані у спостереженнях за людьми, свідчать, що несприятливі зміни стану здоров’я є серйознішими, ніж цього можна було чекати, виходячи з наявних дозиметричних відомостей. Припускають, що це пов’язано з комплексною синергічною дією як радіаційних, так і нерадіаційних факторів (Барабой В. А., 1991; Руднев М. І., Варецкий В. В., Береговский Н. Н. та співавт., 1994; Серкіз Я. І., Пінчук В. Г. та співавт., 1992).

У зв’язку з тим, що порушення секреторної функції шлунка, процесів пероксидного окиснення ліпідів (ПОЛ), активності ферментів антиоксидантного захисту та механізмів цитопротекції при дії малих доз опромінення та стресу мають не тільки теоретичне значення, але й лежать в основі різносторонніх клінічних ушкоджень травної системи, то це визначило проведення досліджень у цьому напрямку.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема кандидатської дисертації затверджена на засіданні Вченої ради медичного факультету № 2 Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького МОЗ України 23 травня 1999 року, протокол № 7. Дисертаційна робота є фрагментом комплексної теми кафедри нормальної фізіології Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького, № державної реєстрації 0100U002258, “Дослідження особливостей функціонально-метаболічних резервів секреторних органів травного тракту та встановлення критеріїв їх оцінки за умов впливу екзо- та ендоекологічних факторів”.

Мета дослідження – визначити характер секреторної функції шлунка при одноразовому та фракційному рентгенівському опроміненні в малих дозах та структурно-метаболічні зміни в слизовій оболонці шлунка за умов поєднаної дії рентгенівського випромінювання та стресу.

Задачі дослідження. Відповідно до мети були визначені наступні завдання:

1. Вивчити вплив малих доз одноразового рентгенівського опромінення на базальну та стимульовану шлункову секрецію.

2. Дослідити ефект впливу малих доз фракційного опромінення на базальну та стимульовану шлункову секрецію.

3. Встановити тривалість змін базальної та стимульованої шлункової секреції після одноразового та фракційного рентгенівського опромінення щурів.

4. Визначити вплив рентгенівського опромінення на шлункову секрецію, стимульовану гістаміном та карбахоліном.

5. Дослідити особливості структурних змін слизової оболонки шлунка при стресі на фоні малих доз одноразового та фракційного рентгенівського опромінення.

6. Визначити зміни процесів ПОЛ та активності ферментів антиоксидантного захисту при дії малих доз рентгенівського проміння.

Об’єкт досліджень: механізми регуляції функцій органів травної системи.

Предмет досліджень: оцінка дії одноразового на фракційного рентгенівського опромінення на базальну та стимульовану шлункову секрецію у взаємодії з процесами цитопротекції у слизовій оболонці щурів (СОШ).

Методи дослідження. В умовах гострого експерименту на білих нелінійних щурах-самцях вивчали вплив малих доз іонізуючого випромінювання на шлункову секрецію. Шлункову секрецію досліджували методом перфузії шлунка, кислотовиділення – титраційним методом. При дослідженні комбінованої дії іонізуючого випромінювання та стресу на стан слизової оболонки був використаний метод імобілізаційного стресу. Оцінювання процесів ліпопероксидації провадили на основі визначення малонового диальдегіду (МДА), дієнових кон’югатів (ДК), шиффових основ (ШО), стан системи антиоксидантного захисту – визначаючи активність супероксиддисмутази (СОД) та каталази.

Наукова новизна одержаних результатів. У роботі вперше встановлена залежність базального кислотоутворення від дози опромінення. Показано, що під впливом гострого рентгенівського опромінення в діапазоні доз 10-100 сГр різко зростав рівень кислотності базальної шлункової секреції у щурів. На дозу опромінення 10 сГр секреторний апарат шлунка реагував адаптаційно-компенсаторною реакцією, яка проявлялася у зменшенні кислотності шлункової секреції, стимульованої пентагастрином. Рентгенівське опромінення щурів в дозі 10 сГр не викликало структурно-морфологічних змін у слизовій оболонці шлунка, проте стимулювало процеси пероксидного окиснення ліпідів у ній. Вперше показано, що криві, які описують взаємовідношення між дозою та ефектом для базальної та стимульованої пентагастрином секреції соляної кислоти, мають нелінійний характер з наявністю дозонезалежної ділянки – “плато” кривої. Із зростанням дози опромінення в організмі щурів розвивалися дезадаптаційні процеси, які проявлялися підвищенням кислотності шлункового соку, стимульованого пентагастрином, та появою структурно-геморагічних уражень у слизовій оболонці, ступінь вираження яких був пропорційн дозі. Вперше показано, що відновлення нормального секреторного процесу в шлунку після фракційного опромінення загальною дозою 40 сГр відбувалося у більш пізні терміни, ніж після гострого опромінення еквівалентною дозою.

Комбінована дія рентгенівського опромінення в дозах 10-40 сГр та стресу збільшувала ураженість слизової оболонки шлунку порівняно з групою щурів, які були піддані ізольованій дії стресу, що свідчить про синергічний вплив цих факторів на стан слизової оболонки шлунка.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані дані обґрунтовують зміни стану здоров’я у ліквідаторів та населення, що постраждали від наслідків аварії на ЧАЕС, які є глибшими, ніж цього можна було чекати, виходячи з наявних дозиметричних показників. Це обумовлено взаємодією декількох факторів. Серед них домінуючими є іонізуюче проміння та психоемоційний стрес.

Результати щодо стимулюючої дії рентгенівського проміння на пентагастринову секрецію соляної кислоти в шлунку та активація процесів вільнорадикального окиснення розкривають патогенетичні механізми виразкоутворення. Посилення ульцерогенних ушкоджень СОШ при одночасній дії рентгенівського проміння та стресу слід враховувати у практичній медицині, як під час діагностики, так і при призначенні лікування.

Матеріали дисертації впроваджені у навчальний процес кафедри фізіології людини і тварин біологічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка, кафедрах нормальної фізіології Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького, Івано-Франківської медичної академії, Тернопільської медичної академії ім.Я.І.Горбачевського.

Особистий внесок здобувача. Здобувач визначив напрямок, обсяг, мету досліджень, сформулював завдання, обґрунтував та вибрав методики досліджень, виконав експериментальну частину роботи, провів статистичну обробку матеріалу, підготував наукові праці до друку. Разом з науковим керівником було проведено обговорення та узагальнення результатів. Консультативна допомога була отримана від д.б.н. Берегової Т. В., завідуючої відділом фармако-фізіології НДІ фізіології імені академіка Петра Богача біологічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались і обговорювались на п’ятому Російському Гастроентерологічному Тижні (Москва, Росія, 1999), Всеукраїнській науковій конференції, присвяченій 160-річчю кафедри фізіології людини і тварин Київського національного університету імені Тараса Шевченка „Психофізіологічні та вісцеральні функції в нормі і патології” (Київ, 2002), на VII з'їзді Всеукраїнського лікарського товариства (Тернопіль, 2003), на міжнародній конференції “Нейро-гуморальні і клітинні механізми регуляції процесів травлення” (Львів, 2003), засіданнях кафедри ендоскопії та малоінвазивної хірургії ФПДО з представниками кафедр біохімії та нормальної фізіології Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького (2001-2004).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано сім друкованих праць, із них три – у фахових наукових виданнях, чотири – у матеріалах і тезах наукових конференцій та з’їздів.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, огляду літератури, опису методів досліджень, 3 розділів власних досліджень, аналізу та узагальнення отриманих результатів, висновків, списку використаних джерел, що містять 255 найменувань (з них 180 – країн СНД, 75 – інших країн), трьох додатків. Матеріали дисертаційної роботи викладені на 130 сторінках машинописного тексту, ілюстровані 10 рис. та 20 табл.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи досліджень. Дослідження проведені в гострих експериментах на 406 білих нелінійних щурах-самцях вагою 0,18-0,22 кг. Вивчення секреторної функції шлункових залоз у щурів проводилося в гострих дослідах під уретановим знечуленням методом перфузії ізольованого шлунка (Берегова Т. В., 2003; Бондарчук Т. І., 2002; Rother J. D. et al., 1995). У 8 серіях досліджень вивчали дію одноразового рентгенівського опромінення в дозах 10, 20, 30, 40, 50 та 100 сГр на дебіт соляної кислоти базальної секреції та секреції, стимульованої пентагастрином (230 мкг/кг, внутріочеревинно), гістаміном (3 мг/кг, внутріочеревинно) та карбахоліном (0,01 мг/кг, внутріочеревинно). При фракційному опроміненні тварин щодня впродовж 4 днів опромінювали рентгенівським промінням дозою 10 сГр до досягнення загальної дози 40 сГр.

Опромінення проводили застосовуючи апарат РУМ-17, при цьому напруга була 200 кВ, сила струму – 5 мА, потужність дози в повітрі – 8,9 Р/хв, шкірно–фокусна відстань – 97 см (без тубуса), фільтри – 0,5 мм Cu + 1 мм Al.

Нейродистрофічні ураження в слизовій оболонці шлунка викликали методом 24-годинного імобілізаційного стресу в модифікації С. Д. Гройсмана та Т. Г. Каревіної (1979), названого авторами “соціальним стресом”. Після декапітації щурів, за допомогою гастроскопа при транслюмінаційному освітленні досліджували стан слизової оболонки шлунка. Диференційно підраховували кількість наступних уражень слизової оболонки шлунка: 1) виразки – у вигляді глибоких округлих уражень слизової оболонки з фіброзним нальотом на дні та запальним валиком навколо них; 2) ерозії – у вигляді тріщин слизової; 3) масивні крововиливи – бурі або чорні плями овальної форми діаметром 2-3 мм і більше, як правило, з ерозійною поверхнею; 4) краплинні крововиливи – червоні плями діаметром менше 1 мм.

Процеси ПОЛ СОШ оцінювали на основі визначення МДА, ДК, ШО. Вміст МДА визначали за методом Р. А. Тимирбулатова та Е. И. Селезнева (1991), ДК та ШО визначали за методами, описаними в роботі В. Е. Коган, О. Н. Орлова, Л. Л. Прилипко (1986). Активність антиоксидантного захисту оцінювали за активністю ензимів – СОД (Костюк В. А., 1990) та каталази (Королюк М. А, 1988).

Статистична обробка результатів досліджень проводилася на ПЕОМ Pentium 4 з використанням програми Microsoft Excel з визначенням критерію t Стьюдента.

Прилади, що використовувалися для наукових досліджень, підлягали метрологічному контролю.

Результати власних досліджень та їх обговорення

Вплив одноразового рентгенівського випромінювання на базальну секрецію кислоти в шлунку щурів. У результаті проведених досліджень встановлено, що через 24 години після опромінення щурів у дозі 10 сГр дебіт базальної секреції соляної кислоти за годину спостереження збільшувався з 0,80+0,05 до 2,34+0,02 титр. од., або на 192,5 % (p < 0,001) (рис.1). При зростанні дози рентгенівського проміння вдвічі (20 сГр) спостерігалося подальше підвищення виділення соляної кислоти – на 236,3 %, порівняно з контролем (p < 0,001). Між ефектами, які викликало рентгенівське проміння в дозах 20 та 30 сГр, статистично достовірної різниці не було.

Рис. 1 Вплив різних доз рентгенівського проміння на базальну секрецію соляної кислоти в шлунку щурів: 1 - контроль; 2 - 10 сГр; 3 - 20 сГр; 4 - 30 сГр; 5 - 40 сГр; 6 - 50 сГр; 7 - 100 сГр

p < 0,05, ** – p < 0,01, *** – p < 0,001; n = 10 для кожної серії

Це є свідченням відсутності дозозалежності при дії рентгенівського проміння на кислотовидільну функцію шлунка. Рентгенівське проміння у 40 сГр викликало подальше збільшення кислотності базальної секреції, дебіт кислоти зростав на 263,8 % (p < 0,001).

Підвищення дози рентгенівського опромінення призводило до різкого зростання базальної секреції соляної кислоти у щурів. Через 24 години після опромінення щурів дозою 50 сГр дебіт соляної кислоти складав 6,54+0,08 титр. од./год., що було на 717,5 % більше (p < 0,001) при порівнянні з контрольною групою тварин. Ще більшим було зростання виділення кислоти після опромінення щурів дозою 100 сГр: дебіт кислоти, що виділялася за годину спостереження становив 7,00+0,09 титр. од. – на 775,8 % (p < 0,001) більше, ніж у контролі.

Слід відзначити, що на початку експерименту, тобто в перші 20 хв після початку перфузії шлунка, дебіт виділеної соляної кислоти був значно більшим, ніж у наступних пробах. Це може бути пов’язано, з однієї сторони, з виснаженням парієтальних клітин шлунка, а з другої, – є проявом порушення нейрогуморальних механізмів їх регуляції.

Крива доза-ефект при дії одноразового рентгенівського опромінювання на базальну секрецію кислоти в шлунку щурів. Встановлення залежності ефекту від дози - крива доза-ефект, має важливе значення, оскільки вона: 1) дозволяє визначати порогові дози чинника, що вивчається, в нашому випадку вплив іонізуючого опромінення на секрецію соляної кислоти в шлунку; 2) дозволяє судити про розвиток компенсаторних реакцій; 3) має прогностичне значення. Відсутність досліджень щодо дії різних доз іонізуючого опромінення на секрецію соляної кислоти в шлунку та жодного посилання на криву доза-ефект при дії одноразового рентгенівського опромінення обумовили вивчення цього питання.

Рис. 2 Крива доза-ефект впливу рентгенівського проміння на базальну секрецію кислоти в шлунку щурів: 1 – контроль, 2-10 сГр, 3–20 сГр, 4–30 сГр, 5–40 сГр, 6–50 сГр, 7–100 сГр.

Крива доза-ефект для дії одноразового рентгенівського опромінення на базальну секрецію кислоти в шлунку щурів (рис.2), має нелінійний характер і характеризується наявністю дозонезалежної ділянки “плато” в діапазоні доз 10-40 сГр, різкий підйом спостерігається при дозі опромінення 50 сГр. Це може свідчити про те, що до 50 сГр розвиваються компенсаторні реакції щодо шлункової секреції, виснаження яких наступає саме при 50 сГр рентгенівського проміння.

Дослідження тривалості дії одноразового рентгенівського випромінювання на базальну секрецію кислоти в шлунку щурів. Через 24 год після дії одноразового рентгенівського опромінення в дозі 40 сГр (табл. 1) дебіт кислоти складав 2,91+0,04 титр. од./год, що було більше відповідного показника контрольних тварин на 263,8 % (p < 0,001). Абсолютні значення кислотності, як і в контролі, були приблизно однаковими в усіх 10-хвилинних пробах досліду і коливалися від 0,48+0,03 до 0,50+0,03 титр. од. (табл. 1).

Таблиця 1

Базальна секреція соляної кислоти в шлунку щурів у різні сроки після одноразового рентгенівського опромінення в дозі 40 сГр, М+m

№

проби | Контроль | Через 1 добу піс-

ля опромінення

(n=17) | Через 3 доби піс-

ля опромінення

(n=17) | Через 7 діб після опромі-нення (n=17) | 1 | 0,150,07 | 0,48+0,03*** | 0,31+0,05** | 0,15+0,05 | 2 | 0,130,05 | 0,48+0,10*** | 0,28+0,07* | 0,14+0,07

3 | 0,150,07 | 0,50+0,03*** | 0,28+0,04* | 0,13+0,04 | 4 | 0,130,04 | 0,48+0,03*** | 0,28+0,06* | 0,13+0,03 | 5 | 0,140,06 | 0,49+0,03*** | 0,26+0,05* | 0,14+0,06 | 6 | 0,10+0,01 | 0,48+0,02*** | 0,24+0,03*** | 0,12+0,01 | ? | 0,80+0,05 | 2,91+0,04*** | 1,65+0,02** | 0,81+0,08

Примітка: * – p < 0,05; ** – p < 0,01; *** – p < 0,001.

Через 72 год базальна секреція кислоти зменшувалась, хоча і не досягала рівня контрольних величин. Дебіт кислоти, що виділявся в шлунку за 50 хв спостереження, становив 1,65+0,02 титр. од., що було на 106,3 % більше, ніж у неопромінених тварин (p < 0,001). Через 7 діб після однократного рентгенівського опромінення щурів у дозі 40 сГр базальна секреція кислоти в шлунку щурів відновлювалась та досягала контрольних величин.

Вплив різних доз одноразового рентгенівського проміння на шлункову секрецію у щурів, стимульовану пентагастрином. Застосування стимуляторів шлункової секреції – пентагастрину, гістаміну, карбахоліну, дозволяє всебічно аналізувати секреторний процес у шлунку. Дослідження шлункової секреції, стимульованої пентагастрином, у щурів контрольної групи показали, що за 1,5 год стимулюючої дії даного стимулятора виділялося кислоти 8,300,15 титр. од. Через 24 год після рентгенівського опромінення в дозі 10 сГр дебіт кислоти шлункової секреції, стимульованої пентагастрином, зменшувався на 51,8 % (p < 0,001). Збільшення дози рентгенівського опромінення вдвічі (20 сГр) також спричиняло зменшення секреторної реакції на пентагастрин, хоча це зменшення було менш вираженим порівняно з групою щурів, яких опромінювали дозою 10 сГр, і складало 27,7 % (p < 0,05). Опромінення в дозі 30 сГр не виявляло статистично достовірного впливу на дебіт кислоти шлункового соку, стимульованого пентагастрином (рис. 3).

Рис. 3 Вплив різних доз рентгенівського опромінення на секрецію соляної кислоти у щурів, стимульовану пентагастрином (0,23 мг/кг, внутріочеревинно): 1 – контроль; 2 – 10 сГр, 3 – 20 сГр, 4 –30 сГр, 5 – 40 сГр, 6 – 50 сГр, 7 – 100 сГр

При більших дозах рентгенівського опромінення спостерігалось збільшення виділення кислоти. Дебіт кислоти пентагастринової шлункової секреції через 24 год після одноразового рентгенівського опромінення в дозі 40 сГр був більшим від даного показника в контролі на 27,7 %. При дозі 50 сГр через 24 год дебіт кислоти пентагастринової секреції збільшувався на 50,2 % (p < 0,05), а при дозі 100 сГр дебіт кислоти, був на 50,6 % більше контрольних показників (p < 0,05).

Пригнічення, яке виникало при дії 10 сГр, було приблизно однаковим у всіх 10-хвилинних пробах секреторного процесу, стимульованого пентагастрином. Розглядаючи динаміку секреторного процесу при дії рентгенівського опромінення у дозах 10, 20 та 30 сГр на фоні стимуляції секреції пентагастрином, видно, що найбільше виражена гальмівна дія опромінення проявляється за умов дії найменшої дози – 10 сГр.

Так, порівнюючи показники максимальної секреції кислоти контрольної серії з відповідними показниками при дії різних доз рентгенівського проміння, виявлено зниження дебіту НСl при дозі 10 сГр на 67 %, при дозі 20 сГр – на 48 %, при дозі 30 сГр – 28 %. У діапазоні доз від 40 до 100 сГр рентгенівське опромінення спричиняло підвищення виділення кислоти, стимульованого пентагастрином. При дозах 50 і 100 сГр підвищується чутливість парієтальних клітин до пентагастрину.

Таким чином, пригнічуючий вплив рентгенівського випромінення в дозах 10 та 20 сГр на пентагастрин можна розглядати як прояв адаптаційно-компенсаторної реакції у відповідь на стимулюючий вплив рентгенівського проміння у вказаних дозах на базальну секрецію кислоти. Підвищення пентагастринової шлункової секреції кислоти та одночасне зростання базальної секреції кислоти при дії рентгенівського випромінювання в дозах 40, 50 та 100 сГр свідчать про розвиток дезадаптаційних процесів, і, як результат, зростання загального секреторного потенціалу.

Вплив фракційного рентгенівського випромінювання на шлункову секрецію у щурів. Через 24 год після фракційного опромінення щурів загальною дозою 40 сГр дебіт кислоти базальної секреції складав 3,120,03 титр. од. за годину. Такі значення базального кислотовиділення були значно більшими, ніж у контрольної групи щурів (на 290 %) і дещо більші (26,2 %) від такої через 24 год після однократного опромінення цією ж дозою. Суттєві відмінності між однократним і фракційним опроміненням проявилися при дослідженні термінів відновленя секреторного процесу після опромінення. Через 72 год після однократного опромінення дебіт кислоти базальної секреції складав 1,650,02 титр. од., після фракційного – 2,970,03 титр. од. Через 7 діб після однократного рентгенівського опромінення в дозі 40 сГр кислотність базальної секреції у щурів відновлювалась і зменшувалась до контрольних величин та складала 0,810,08 титр. од. Через 7 діб після фракційного опромінення кислотність базальної секреції у щурів залишалася підвищеною і складала 2,320,03 титр. од./год. Приблизно на такому рівні вона трималася до 14-ї доби після опромінення (2,240,03 титр. од./год). Через 21 добу після фракційного опромінення кислотність базальної секреції відновлювалась і досягала рівня до опромінення (0,840,02 титр. од./год).

Вплив фракційного рентгенівського опромінення в загальній дозі 40 сГр на дебіт соляної кислоти шлункової секреції, стимульованої пентагастрином, представлено у табл. 2. Якщо в контрольній групі щурів дебіт кислоти, що виділялася за період стимулюючої дії пентагастрину, складав 8,300,15 титр. од./1,5 год, то через 24 год після фракційного рентгенівського опромінення сумарною дозою 40 сГр дебіт кислоти пентагастринової секреції збільшувався до 10,60,09 титр. од./1,5 год і був більшим від даного показника в контролі на 27,7 % (p < 0,05). Слід відзначити, що кислотність пентагастринової шлункової секреції через 24 год після фракційного опромінення сумарною дозою 40 сГр була такою ж, як у щурів після одноразового опромінення дозою 40 сГр. Співвідношення між показником базальної і стимульованої пентагастрином кислотної продукції дорівнювало 0,29.

На третю добу після опромінення дебіт кислоти пентагастринової шлункової секреції хоча і зменшувався до 9,870,10 титр. од., але він залишався більшим по відношенню до контролю на 18,9 % (p < 0,001). Лише на 7-му добу дебіт кислоти, стимульованої пентагастрином, майже повертався до контрольних значень.

Таблиця 2

Секреція соляної кислоти, стимульована пентагастрином (0,23 мг/кг) в різні терміни після фракційного рентгенівського опромінення сумарною дозою

40 сГр, Mm

Контроль

(n=12) | 1 доба

(n=12) | 3 доби

(n=12) | 7 діб

(n=12) | 8,300,15 | 10,600,09* | 9,870,10** | 8,750,10 |

Вплив рентгенівського проміння на шлункову секрецію у щурів, стимульовану гістаміном та карбахоліном. У зв’язку з різними механізмами (мембранними, внутріклітинними) дії ацетилхоліну та гістаміну на секреторні клітини було необхідно визначити характер впливу рентгенівського проміння на фоні їх дії. При дії гістаміну (в дозі 3 мг/кг) максимальне виділення кислоти проявлялося впродовж 5–6-ої десятихвилинних проб. Дебіт НСl склав 10,24±0,84 титр. од./2 год. Рентгенівське проміння в дозі 30 сГр призводило до достовірного зростання секреції соляної кислоти у першій 10-ти хвилинній пробі, у другій 10-ти хвилинній пробі зростання секреції на 22 % було статистично недостовірне. Таке короткочасне збільшення гістамінової секреції соляної кислоти після дії рентгенівського опромінення в дозі 30 сГр змінювалось її пригніченням, яке тривало 50 хв, після чого секреція кислоти знову зростала і залишалась збільшеною до кінця експерименту, тобто впродовж 50 хв. Сумарне значення дебіту соляної кислоти гістамінової шлункової секреції після рентгенівського опромінення в дозі 30 сГр не відрізнялося від відповідних показників у контролі. Таким чином, рентгенівське опромінення в дозі 30 сГр мало фазну дію на гістамінову секрецію соляної кислоти в шлунку щурів. Це можна пов’язати з тим, що гістамін є потужним активатором метаболічних процесів у парієтальних клітинах і на відміну від базальної секреції кислоти, яка зростала під впливом рентгенівського опромінення в дозі 30 сГр, вказаного ефекту на гістамінову секрецію не спостерігалося.

Стимуляцію М-холінорецепторів парієтальних клітин проводили шляхом введення карбахоліну в дозі 0,01 мг/кг внутріочеревинно. Дебіт кислоти, порівняно з дією гістаміну був на 44 % більший. При дії рентгенівського проміння та активації М-холінорецепторів спостерігалось статистично недостовірне зростання виділення кислоти на 26 %. Як і у попередніх серіях дослідження, посилення кислотовиділення починалося з перших порцій шлункового вмісту після дії вказаних факторів. Так, у першій 10-ти хвилинній пробі виділення кислоти зросло на 42 % (p > 0,05), у другій – на 54 % (p > 0,05), у третій – на 8 % (p > 0,05) порівняно з показниками контролю. Таким чином, дія карбахоліну на фоні рентгенівського опромінення проявляє тенденцію до посилення кислотовидільної функції шлункових залоз.

Вплив комбінованої дії рентгенівського випромінення та стресу на стан слизової оболонки шлунка. Одним з важливих питань біологічного впливу на організм радіаційного ураження є його співдія з іншими факторами екзогенного або ендогенного походження. Серед супутніх факторів особливе місце займає стрес, який з однієї сторони може призводити до поглиблення пошкодження внутріклітинних механізмів, а з другої сторони – впливає на формування адаптаційних процесів. Визначення комбінованої дії рентгенівського опромінення та стресу тим більше важливо, оскільки саме ці фактори супроводжують перебіг багатьох захворювань (у тому числі і органів травлення) мешканців, що проживають на радіоактивно забруднених територіях, та учасників ліквідації аварії на ЧАЕС.

У результаті проведених досліджень встановлено, що через 24 год після рентгенівського опромінення щурів у дозі 10 сГр у СОШ виразки, ерозії, масивні крововиливи виявлені не були. Проте, у 50 % тварин у слизовій оболонці шлунка реєстрували поодинокі крапкові крововиливи. Через 72 год після опромінення стан СОШ відновлювався і крапкові крововиливи не виявлялися. Комбінована дія рентгенівського проміння в дозі 10 сГр та 24–годинного "соціального" стресу збільшувала ураженість СОШ порівняно з групою щурів, які були піддані ізольованій дії "соціального" стресу. Кількість масивних крововиливів в одному шлунку зростала з 2,12+0,44 до 4,52+0,41, або на 113,2 %. Відзначалася тенденція до зростання кількості виразок та ерозій. Це проявлялось у статистично недостовірному зростанні кількості виразок з 1,90+0,30 до 2,29+0,68, або на 20,5 %, кількості ерозій з 1,42+0,53 до 1,95+0,33, або на 37,3 %. Приймаючи до уваги відсутність нейродистрофічних уражень у СОШ, які були піддані ізольованій дії рентгенівського опромінення, наведені дані свідчать про потенціюючий вплив малих доз іонізуючого випромінювання на нейро-дистрофічні ураження СОШ, викликані дією стресу.

У групі щурів, підданих комбінованій дії “соціального” стресу та рентгенівського опромінення в дозі 30 сГр, кількість нейро-дистрофічних уражень у СОШ статистично вірогідно не відрізнялась від уражень у групи щурів, яких піддавали ізольованій дії “соціального” стресу. Рентгенівське опромінення в дозі 40 сГр статистично вірогідно посилювало дію “соціального” стресу на утворення виразок та ерозій у СОШ. Кількість виразок в одному шлунку збільшувалась з 1,90+0,30 до 3,17+0,60, (на 66,8 %), а ерозій – з 1,42+0,53 до 3,00+0,52 (на 11,3 %). Кількість масивних виразок збільшувалась статистично недостовірно з 2,12+0,44 до 3,00+1,00 (на 41,5 %). Таким чином, рентгенівське опромінення щурів призводило до гіперсекреції базального кислотовиділення, що може бути причиною посилюючої дії рентгенівського опромінення на виникнення уражень у СОШ, викликаних стресом.

Влив ізольованої та комбінованої дії рентгенівського проміння і стресу на інтенсивність ПОЛ у слизовій оболонці шлунка щурів. Дослідження стану СОШ у вільноживучих щурів (І група) показали, що в ній відсутні ураження слизової у вигляді крововиливів, ерозій та виразок. У щурів II групи через 24 год після рентгенівського опромінення в дозі 10 сГр у СОШ також не реєструвалися нейродистрофічні ураження. Проте, під впливом іонізуючої радіації в дозі 10 сГр збільшувалася інтенсивність ПОЛ у СОШ порівняно з відповідними показниками контрольної групи тварин. Відбиттям цого було збільшення ДК з 0,2200,008 до 0,2490,008 нмоль/мг білка, або на 13,2 % (p < 0,05) та МДА – з 0,210+0,006 до 0,2300,005 мкмоль/мг білка, або на 9,5 % (p < 0,05). Вміст ШО при цьому статистично вірогідно не змінювався. За цих умов активність СОД зростала на 14, 3 % (р < 0,05), а активність каталази збільшувалась з 1,050,09 до 1,310,11 мкмоль Н2О2/гЧгод, або на 24,8 % (р < 0.05).

Дослідження стану СОШ у щурів через 24 год після дії „соціального стресу” показало, що в ній реєструється значна кількість нейро-дистрофічних уражень (виразки, ерозії, масивні крововиливи) та різке збільшення ПОЛ. Порівняно з контрольною групою тварин: вміст ДК зростав на 113,2 % (p < 0,05), МДА – на 112,3 % (p < 0,05). Зростання вмісту ШО було статистично недостовірним. Це супроводжувалось зменшенням активності СОД на 26, 4% (р < 0,05) та каталази на 30,5 % (р < 0,05).

Комбінована дія рентгенівського проміння в дозі 10 сГр та 24-годинного "соціального" стресу збільшувала ураженість СОШ порівняно з групою щурів, які були піддані ізольованій дії "соціального" стресу. Кількість масивних крововиливів на один шлунок зростала в середньому на 113,2 %. Відмічалась тенденція до зростання кількості виразок та ерозій. Це проявлялось у статистично недостовірному зростанні кількості виразок на 20,5 % та ерозій – на 37,3 %. Приймаючи до уваги відсутність нейро-дистрофічних уражень у СОШ тварин, які були піддані ізольованій дії рентгенівського опромінення, наведені дані свідчать про потенціюючий вплив малих доз іонізуючого випромінювання та стресу на структурно-геморагічні ураження СОШ. Переконливим доказом зростання ураженності СОШ була інтенсифікація в ній ПОЛ. Так, у групі щурів, які були піддані комбінованій дії рентгенівського опромінення та „соціального” стресу, порівняно з групою шурів, які були піддані ізольованій дії „соціального” стресу, вміст ДК та МДА відповідно зростав на 30,9 % та 25,1 %, вміст ШО зростав на 27,61 %, активність СОД при цьому зменшувалася на 37,9 %, а активність каталази – на 46,7 %.

Таким чином, незначна інтенсифікація ПОЛ в СОШ при відсутності нейро-дистрофічних уражень у ній при ізольованій дії рентгенівського опромінення, є підґрунтям для потенціації двох факторів: радіації та стресу.

ВИСНОВКИ

1. Виявлені особливості секреції шлункових залоз та структурно-метаболічні зміни слизової оболонки шлунка за умов одноразової і фракційної дії рентгенівського опромінення, при його одночасній дії з стимуляторами секреції (пентагастрином, гістаміном та карбахоліном) та при бінарній дії малих доз радіації й хронічному стресі.

2. Одноразове рентгенівське опромінення в дозах від 10 до 100 сГр справляє виражений дозозалежний стимулюючий вплив на базальну секрецію кислоти в шлунку щурів.

3. Для кривої доза-ефект впливу рентгенівського опромінення на базальну секрецію соляної кислоти в шлунку щурів характерним є наявність “плато” в діапазоні доз 10-40 сГр.

4. Вплив одноразового рентгенівського опромінення на дебіт кислоти шлункового соку, стимульованого пентагастрином, залежав від дози. У дозах 10 та 20 сГр рентгенівське опромінення пригнічувало, в дозі 30 сГр – статистично достовірно не впливало, а в дозах 40, 50 та 100 сГр стимулювало виділення кислоти на фоні дії пентагастрина.

5. У щурів через 24 год після фракційного рентгенівського опромінення загальною дозою 40 сГр відзначено зростання пентагастринової і, особливо, базальної шлункової секреції.

6. Після одноразового рентгенівського опромінення щурів у дозі 40 сГр базальна секреція кислоти відновлювалася до рівня контрольних величин через 7 діб, а після фракційного рентгенівського опромінення загальною дозою 40 сГр базальна секреція кислоти нормалізувалася через 21 добу.

7. Шлункова секреція, стимульована пентагастрином, після одноразового рентгенівського опромінення щурів дозою 40 сГр відновлювалась через 72 год, після фракційного рентгенівського опромінення загальною дозою 40 сГр – через 7 діб.

8. Гістамін на фоні рентгенівського опромінення в дозі 30 сГр не змінював кислотопродукуючої функції шлункових залоз, а вплив карбахоліну за цих умов призводив до її посилення.

9. Рентгенівське опромінення щурів у дозі 10 сГр не виявляє суттєвого впливу на морфологічний стан слизової оболонки шлунка, проте стимулює процеси пероксидного окиснення ліпідів в ній.

10. Бінарна дія рентгенівського опромінення в дозі 10 сГр та 24-годинного стресу збільшувала ураженість слизової оболонки шлунка порівняно з групою щурів, які були піддані ізольованій дії стресу, що свідчить про синергічний вплив цих факторів на ступінь пошкоджень слизової оболонки шлунка.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

1. Стасюк І. Є., Штанова Л. Я., Преображенська Т. Д., Кучеренко М. Є., Кімакович В. Й. Вплив одноразового та фракційного опромінення на шлункову секрецію у щурів // Вісник проблем біології і медицини. – 1999. – № 15. – С. 31-34.

(Здобувач провів пошук літератури, самостійно виконав експериментальні дослідження по вивченню впливу одноразового та фракційного опромінення на шлункову секрецію у щурів, сформулював основні положення статті).

2. Стасюк І. Є. Нові дані про дію малих доз іонізуючого випромінювання на стан слизової оболонки шлунка // Практична медицина. – 2002. – Т. 8, № 4. – С. 66-68.

3. Стасюк І. Є. Вплив малих доз іонізуючого опромінення на шлункову секрецію у щурів // Практична медицина. – 2003. – Т. 9, № 4 . – С. 78-81.

4. Стасюк И. Е., Штанова Л. Я., Кимакович В. И., Преображенская Т. Д., Кучеренко Н. Е. Влияние ионизирующего облучения на желудочную секрецию у крыс // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. Приложение № 8. Материалы 5-й Российской Гастроэнтерологической недели. – 1999. – Т. IX, № 5. – С. 13.

(Здобувач самостійно виконав експериментальні дослідження по вивченню дії іонізуючого опромінення на стан слизової оболонки у щурів, сформулював основні положення статті) .

5. Стасюк І. Є. Потенціюючий вплив малих доз іонізуючого випромінювання на стресові ураження слизової оболонки шлунка у щурів // Тези доповідей Всеукраїнської наукової конф., присвяченої 160-річчю кафедри фізіології людини і тварин Київського національного університету імені Тараса Шевченка „Психофізіологічні та вісцеральні функції в нормі і патології”. – 2002. – С. 108.

6. Стасюк І. Є. Вплив малих доз рентгенівського випромінювання на шлункову секрецію у щурів // Українські медичні вісті. – 2003. – Т. 5, № 1 (63). – С. 99.

7. Stasyuk I., Preobrazhenska T. The influence of X-rays in dose 30 sGr on gastric acid secretion in rats // Abstracts of International Conference “Neuro-humoral and cellular regulatory mechanisms of digestion processes”. – 2003. – P. 42-43.

(Здобувач самостійно опрацював експериментальний матеріал, провів статистичну обробку даних).

АНОТАЦІЯ

Стасюк І. Є. Вплив малих доз іонізуючого опромінення на шлункову секрецію та стан слизової оболонки шлунка у щурів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.03 – нормальна фізіологія. – Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, Львів, 2004.

Дисертація присвячена визначенню секреторної функції шлунка при одноразовому та фракційному рентгенівському опроміненні в малих дозах та структурно-метаболічних змін в слизовій оболонці шлунка щурів за умов поєднаної дії рентгенівського випромінювання та стресу.

Встановлена залежність базального кислотовиділення від дози опромінення. Під впливом гострого рентгенівського опромінення в діапазоні доз 10-100 сГр різко зростало кислотовиділення при базальній шлунковій секреції. Рентгенівське опромінення щурів у дозі 10 сГр не викликало структурно-морфологічних змін у слизовій оболонці шлунка, проте стимулювало процеси пероксидного окисненя ліпідів у ній. Криві “доза – ефект” для базальної та стимульованої пентагастрином секреції соляної кислоти мають нелінійний характер з наявністю дозонезалежної ділянки – “плато” кривої. Із зростанням дози опромінення в організмі щурів розвивалися дезадаптаційні процеси, які проявлялися у підвищенні секреції кислоти, стимульованої пентагастрином, та появою дистрофічних уражень у слизовій оболонці, а саме масивних та крапкових крововиливів, ерозій та виразок. Ступінь ураження слизової оболонки шлунка була пропорційною дозі рентгенівського випромінювання. Відновлення секреторного процесу до вихідних значень після фракційного опромінення в загальній дозі 40 сГр відбувалося в більш пізні терміни, ніж після гострого опромінення еквівалентною дозою. Комбінована дія рентгенівського проміння в дозах 10-40 сГр та "соціального" стресу збільшувала ураженість слизової оболонки шлунка