Стан тіол-дисульфідної системи та її значення у структурних зрушеннях печінки виводку, отриманого від опромінених щурів

Актуальність теми. Останнє десятиріччя характеризується стрімким погіршенням екологічної ситуації, що, природно, відбивається на здоров'ї та тривалості життя населення України. Одним з провідних факторів погіршення стану оточуючого середовища є забруднення довкілля радіоактивними речовинами, переважно з тривалим періодом напіврозпаду, що створює умови для хронічного впливу іонізуючих випромінювань на біоту в діапазоні малих доз та інтенсивностей. За таких обставин зовнішнє та внутрішнє опромінення людини, враховуючи його здатність пошкоджувати геном, може завдавати шкоди не тільки сучасним, а й майбутнім поколінням (Нефедов І.Ю., Нефедова І.Ю., 1996).

На сьогодні в медичній науці достатньо широко дискутуються питання про “критичні” органи та тканини, “критичні” клітини та клітинні структури, “критичні” метаболічні процеси, які формують первинну реакцію - відповідь на дію будь-якого несприятливого фактору як зовнішнього, так і внутрішнього середовища. З висловленої точки зору до таких ''критичних,, систем на метаболічному рівні необхідно віднести процеси, що лежать в основі ендогенної радіорезистентності та неспецифічної резистентності, які приймають активну участь у нейтралізації та утилізації надлишкових кількостей кисеньреактивних інтермедіатів, що утворились після дії -опромінення.

Відомо, що на молекулярному рівні вище означені системи забезпечуються окислювально-відновними перетвореннями високо- та низькомолекулярних тіолових сполук, які утворюють так звану тіол-дисульфідну систему (ТДС) . В той же час в окремих роботах доведено, що тривалий вплив іонізуючих випромінювань у малих дозах поступово викликає зниження ендогенного резерву тіолзалежних систем та їх повне виснаження, що негативно впливає на опір організму до несприятливих факторів довкілля.

В численних роботах, присвячених вивченню основних механізмів біологічної дії хронічного зовнішнього і внутрішнього опромінення в малих дозах, підтверджується можливість закріплення в геномі ушкоджень радіаційного генезу і передачі зміненої генетичної інформації нащадкам (Пелевина І.І. та ін., 1996), отже, існує вірогідність порушень і у синтезі високомолекулярних компонентів ТДС. На жаль, в цих працях не розглядаються механізми фенотипічної прояви успадкованих генетичних зрушень.

Отже дослідження стану ТДС у представників поколінь, отриманих від попередників, опромінених малими дозами, можливо дозволить розкрити раніш невідомі ланки механізмів реалізації радіаційних ефектів, які виникають в організмі нащадків внаслідок опромінення їх батьків. Це надасть можливість теоретичного обґрунтування та практичної розробки шляхів метаболічної корекції негативних проявів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до плану науково-дослідних робіт Одеського державного медичного університету і є фрагментом теми “Розробка шляхів направленої регуляції метаболічних процесів в поколіннях опромінених тварин” (№ держреєстрації 0196U017677). Дисертант є співвиконавцем цієї теми.

Мета дослідження. З'ясувати механізми змін у ТДС тканин печінки у пізньому ембріогенезі та постнатальному онтогенезі щурів, отриманих від попередників, які зазнали тривалого впливу тотального -опромінення у низьких дозах перед спарюванням; та визначити роль цих змін у структурних зрушеннях тканин печінки.

Задачі дослідження:

1.Дослідити стан ТДС печінки в ембріогенезі та ранньому постнатальному періоді у щурів за фізіологічних умов.

2.Визначити динаміку вікових змін ТДС печінки та сироватки крові (СК) у щурів віком 30, 45, 90, 365 діб за фізіологічних умов.

3.З'ясувати стан ТДС печінки та СК статевозрілих щурів обох статей після тотального тривалого -опромінення у дозах 0,75 та 1,0 Гр.

4.Дослідити стан ТДС печінки в ембріогенезі та ранньому постнатальному періоді у нащадків самців та самок щурів, опромінених у дозах 0,75 та 1,0 Гр.

5.Визначити стан ТДС печінки та СК у щурів віком 30, 45, 90, 365 діб, отриманих від опромінених у дозах 0,75 та 1,0 Гр самців і самок.

Об'єкт дослідження: зрушення у тканинах печінки нащадків радіаційноуражених щурів.

Предмет дослідження: ТДС та морфофункціональний стан тканин печінки нащадків радіаційноуражених щурів.

Методи дослідження: патофізіологічні, біофізичні, морфологічні, статистичні.

Наукова новизна отриманих результатів. На підставі проведених комплексних досліджень вперше одночасно визначено стан білкової і небілкової частини ТДС на різних етапах онтогенезу нащадків радіаційноуражених щурів. Була визначена динаміка зрушень концентрації білкових та небілкових сульфгідрильних і дисульфідних груп, співвідношення сульфгідрильних до дисульфідних груп у різні вікові періоди у печінці та сироватці крові щурів як за фізіологічних умов, так і за умов змодельованого радіаційного ураження. В роботі отримала подальший розвиток проблема статевої диференціації функцій печінки. Вперше виявлено статеву відмінність ТДС самців і самок на різних етапах онтогенезу як у інтактних тварин, так і нащадків опромінених щурів.

На відміну від існуючих робіт, досліджено особливості ТДС майже на протязі усього онтогенезу щурів, отриманих від опромінених самців і самок, виявлені нові фенотипічні прояви радіаційноіндукованих пошкоджень геному з боку тіолзалежних механізмів неспецифічної резистентності.

Практичне значення одержаних результатів. Цінність роботи полягає у розкритті раніш невідомих патофізіологічних механізмів реалізації радіаційних ефектів опромінення батьків в організмі їх нащадків. Результати проведених експериментальних досліджень нададуть можливість теоретичного обґрунтування та практичної розробки шляхів метаболічної корекції негативних проявів радіаційноіндукованих ушкоджень геному в організмі нащадків опромінених попередників. Положення і висновки роботи впроваджені до навчального процесу та використовуються при читанні лекцій і на практичних заняттях кафедр гістології, ембріології та цитології; клінічної імунології, генетики та медичної біології; нормальної фізіології, загальної та клінічної патологічної фізіології ОДМУ.

Особистий внесок здобувача. Дисертація є особистою науковою працею автора. Внесок дисертанта у її виконання полягає у проведенні інформаційного пошуку та аналізі літературних джерел, плануванні і самостійному проведенні досліджень, узагальнені одержаних результатів, написанні та оформлені дисертації.

Участь автора у підготовці матеріалів, висвітлених у статтях і тезах, опублікованих у співавторстві, є визначальною і полягає у проведенні літературного пошуку, експериментальних досліджень, статистичній обробці та аналізі отриманих результатів, формулюванні висновків.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дослідження доповідались на VI Міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні досягнення валеології та спортивної медицини” (Одеса, 2000), 70-й підсумковій конференції студентів та молодих вчених ОДМУ (Одеса, 2001), VIІ Міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні досягнення валеології та спортивної медицини” (Одеса, 2001).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 8 наукових праць, з них 5 статей у фахових журналах та 3 у збірниках конференцій.

Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 182 сторінках машинопису і складається із вступу, огляду літератури, матеріалів та методів досліджень, результатів власних досліджень, висновків, списку використаних джерел, додатків. Дисертація ілюстрована 32 таблицями та 12 рисунками.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи дослідження. Експериментальні дослідження проведені на 480 щурах різного віку та 30 зародках щурів лінії Вістар. Дослідження планували враховуючи основні положення моделювання експериментів по вивченню спадкових радіаційних ефектів у ссавців. Групи тварин, що підлягали опроміненню, формували із здорових статевозрілих самців та самок віком 3 місяці та вагою 180 - 200 г. Самок відбирали таким чином, щоб вони знаходились на одній стадії естрального циклу, останню визначали за допомогою мазків з піхви.

Експериментальних тварин піддавали тотальному опроміненню на гамматерапевтичній установці АГАТ-Р № 83 (ізотоп 60Со). Опромінення проводили натщесерце о 9 годині ранку, при наступних технічних умовах: потужність дози 107 рад/хв, відстань від джерела до поля 0,75 м; розміри поля 0,2 0,2 м; одноразово по 0,15 Гр (експозиція 8 секунд) та 0,1 Гр (експозиція 6 секунд) кожні 72 години до досягнення сумарної дози 0,75 та 1,0 Гр відповідно. Дозиметричний контроль проводився дозиметричною службою Одеського онкологічного диспансеру, на базі якого проводили опромінення.

З метою отримання виводку від радіаційноуражених попередників, через 12 діб по завершенні дії іонізуючої радіації, проводили спарювання самців і самок, опромінених як у дозі 0,75 Гр, так і у дозі 1,0 Гр. Відбір самок для запліднення та визначення першого дня вагітності проводили за методиками отримання тварин з точно датованим строком вагітності. До експерименту брали 18-денних зародків, щурят віком 2, 14, 30, 45, 90, 365 діб, отриманих від інтактних та опромінених самців і самок.

Для визначення особливостей тіол-дисульфідного обміну в опромінених у дозі 0,75 і 1,0 Гр статевозрілих щурів, частину тварин брали до експерименту на 12 добу після завершення опромінення.

У супернатанті, отриманому із тканин печінки та сироватці крові, визначали кількість Аg+-чутливих сульфгідрильних і дисульфідних груп білкового походження та сульфгідрильних груп небілкового походження методом зворотнього амперометричного титрування, за допомогою приладу для амперометричного титрування.

На зрізах тканин печінки, забарвлених гематоксиліном та еозіном, залізним гематоксиліном, визначали наявність змін у структурній організації печінкової часточки, стан цитоплазматичних мембран гепатоцитів, щільність прилягання клітин одна до одної, вакуолізацію цитоплазми та дегенеративні зміни ядра гепатоцитів; стан клітин ретикуло-ендотеліальної системи, стан судинного русла печінки. Отримані результати досліджень були опрацьовані методом статистичної обробки з використанням стандартних пакетів програм “Primer Biostatistics” Sigma Start (США, 1994).

Основні результати дослідження. Проведені дослідження виявили суттєві коливання вмісту тіолових сполук у печінці та СК щурів на різних етапах онтогенезу за фізіологічних умов. Так, у інтактних самців віком 45 діб, порівняно з 30-денними, у тканинах печінки зменшувався вміст білкових сульфгідрильних груп (SH-груп) на 38,6%, дисульфідних груп (SS-груп) не змінювався, що у сукупності призводило до зменшення співвідношення SH-груп до SS-груп на 31,6%. Паралельно з цим відбувалося зниження вмісту у тканинах печінки небілкових SS-груп на 56,3%. Виявлені зрушення можуть бути пов'язані з початком статевого дозрівання щурів. При досягненні статевої зрілості (90-а доба життя) рівень білкових і небілкових SH-груп, співвідношення SH-груп до SS-груп у тканинах печінки відновлювалися і перевищували показники 45-денних самців відповідно на 78,7; 138,1 та 82,2%. Надалі у самців віком один рік, порівняно з 90-денними, відбувалося зниження вмісту у тканинах печінки білкових SH-груп на 16,4%, що при відсутності змін кількості SS-груп, спричиняло зменшення рівня їх співвідношення на 16,3%; паралельно збільшувалася кількість небілкових SH-груп на 36%. Останнє може бути пояснене віковими денатураційними змінами білків, підвищеним їх катаболізмом, характерними для старечого віку. У СК 45-денних інтактних самців не спостерігалось статистично достовірних змін вмісту тіолових сполук порівняно з 30-денними. Але за напрямком відхилення були ідентичні таким у печінці. У СК 90-денних інтактних самців, порівняно з 45-денними, зростав рівень білкових SH-груп на 21,7%, рівень SS-груп не зазнавав змін, що призводило до зміщення у бік відновлених продуктів SH/SS-співвідношення на 14,5%. При цьому рівень небілкових SH-груп не зазнавав змін. Таким чином, у більшості випадків направленість зрушень показників білкової ланки ТДС тканин печінки і СК співпадали.

При досягненні віку у 365 днів кількість небілкових SH-груп підвищувалась на 35,1% порівняно з показниками 90-денних щурів. Так, як і у печінці, показники небілкових тіолових груп СК відображають посилений катаболізм білків в органах та тканинах при старінні, що супроводжується виділенням до неї продуктів їх дезагрегації - небілкових SH-груп. З іншого боку, збільшення вмісту небілкових тіолів СК може бути показником виходу до неї з печінки SH-груп низькомолекулярної природи для підвищення їх пулу в інших органах та тканинах, перетворення їх до білкових SH-груп.

У інтактних самок порівняно з самцями значні відмінності показників ТДС виявлені лише при досягненні статевої зрілості. Так, у тканинах печінки 90-денних інтактних самок на відміну від самців тканини печінки містили на 19,1% більше SS-груп, на 38% менше небілкових SH-груп та мали на 20,4% менше SH/SS-співвідношення. Слід зазначити, що у самок на його рівень більш істотний вплив мали зміни SS-груп білкового походження. По досягненні самцями і самками віку в один рік, у них зберігалися співвідношення показників ТДС у печінці майже на рівні 90-денних щурів.

Всі показники ТДС СК самців і самок віком 30 та 45 діб не відрізнялися, за виключенням SH/SS-співвідношення у 30-денних щурів, яке було вищим у самців на 14%. При досягненні статевої зрілості СК самок містила на 20,9% менше білкових SH-груп; 64,9% більше SS-груп і мала нижче на 51% співвідношення SH- до SS-груп. Паралельно з цим СК 90-денних самок містила на 22,1% менше небілкових SH-груп ніж у самців. Виявлені розбіжності зберігались між самцями і самками і при досягненні віку в 1 рік. Поява відмінностей у СК при досягненні щурами статевої зрілості ще раз підтверджує існування статевої диференціації структурно-функціональних властивостей ТДС.

На відміну від ТДС тканин печінки їх морфофункціональні властивості не мали статевої диференціації. Натомість виявлено вікові зміни у морфологічній будові паренхіми печінки. Основними рисами вікових змін в період з 30-ї по 45-ту добу були: збільшення розмірів гепатоцитів, переважно за рахунок цитоплазми; зменшення кількості гепатоцитів, які знаходяться на різних стадіях клітинного поділу, збільшення кількості двоядерних гепатоцитів. У щурів віком 365-днів виявлені зміни, пов'язані зі старінням щурів, а саме: незначна інфільтрація перицентральних ділянок печінкової часточки круглоклітинним інфільтратом, дещо зменшений просвіт синусоїдних капілярів; поодинокі гепатоцити з ознаками дистрофічних змін.

Підсумовуючи всі вищенаведені факти, можна з великим ступенем вірогідності говорити про наявність різних механізмів функціонування тіолзалежних систем самців і самок за фізіологічних умов. В першу чергу привертає увагу тіолзалежна ланка антиоксидантної системи та інших систем, що забезпечують механізми неспецифічної резистентності організму і статеві особливості їх функціонування за умов дії несприятливих факторів оточуючого середовища, зокрема радіації. Тому нами було досліджено вплив тривалого фракціонованого -опромінення у низьких дозах на організм статевозрілих самців та самок щурів.

Проведені дослідження виявили, що на 12-ту добу по завершенні -опромінення у сумарній дозі 0,75 Гр у тканинах печінки статевозрілих самців містилося на 21,3% менше білкових SH-груп, на 122% більше SS-груп порівняно з інтактними тваринами. Ці зміни призводили до зсуву SH/SS-співвідношення у бік окислених продуктів на 64,3%. У статевозрілих самок, опромінених у дозі 0,75 Гр, порівняно з самцями, зростання вмісту білкових SS-групи виявлено у чотири рази менше, у результаті чого співвідношення SH-груп до SS-груп зменшувалося лише на 40,7%. Таким чином, -опромінення призводить до окислювальної модифікації білкових SH-груп до SS-груп, що обумовлює зменшення функціональних резервів тіолзалежних систем неспецифічної резистентності білкового походження. У свою чергу, збільшення дисульфідних зв'язків у білкових молекулах призводить до їх меншої функціональної активності.

Надалі у самців і самок -опромінення у сумарній дозі 0,75 Гр спричиняло підвищення рівня небілкових SH-груп у тканинах печінки відповідно на 28 та 90,3% порівняно з інтактними тваринами. Виходячи з того, що за умов -опромінення у низьких дозах радіорезистентність корелює з високим рівнем небілкових SH-груп, а також враховуючи більш глибокі радіаційноіндуковані зрушення у білковій ланці ТДС самців, можна припустити більшу радіорезистентність тканин печінки самок порівняно з самцями. Останнє узгоджується з даними, отриманими нами при дослідженні статевих відмінностей ТДС тканин печінки інтактних самців і самок щурів. Нарешті, враховуючи те, що у печінці відбувається синтез небілкових тіолів для потреб інших органів та тканин, можна припустити більшу радіорезистентність самок по відношенню до самців взагалі. На користь останнього свідчили зрушення у ТДС СК самців і самок, опромінених у дозі 0,75 Гр. Так, у СК опромінених самців, порівняно з інтактними, вміст білкових SH-груп не зазнавав істотних змін, про те кількість SS-груп зменшувалася на 40,1%, що призводило до зміщення їх співвідношення на 22,1% у бік окислених продуктів. У свою чергу у самок поруч із зростанням вмісту SS-груп на 18%, збільшувалася і концентрація білкових SH-груп на 13,6%, що запобігало зміщенню їх співвідношення у бік окислених продуктів. Тобто у СК самців відбувалася більша дестабілізація функціонального стану ТДС ніж у самок.

Нарешті, слід звернути увагу на значне зростання концентрації небілкових SH-груп у СК самців і самок, опромінених у дозі 0,75 Гр на 138,7 та 124% відповідно. Зміни вмісту небілкових сполук у тканинах печінки і СК можуть свідчити про інтенсифікацію синтезу низькомолекулярних сполук у печінці і надходженням їх до сироватки крові і надалі до різних органів і тканин, що відбувається при впливові на організм несприятливих факторів довкілля і є захисною реакцією. Певний внесок у збільшення вмісту небілкових SH-груп, особливо у СК, можуть вносити низькомолекулярні тіоли, що утворилися внаслідок радіаційноіндукованих денатураційних змін білкових молекул.

Більш глибокі зрушення ТДС печінки опромінених самців пояснюють більшу глибину радіаційноіндукованих ушкоджень паренхіми печінки. Так, у печінці самців виявлені інфільтрація портальних трактів, судинних стінок, паренхіми печінки у парацентральних ділянках, менш захищених від вільнорадикального окислення, ознаки білкової дистрофії печінки. Наведені зміни спостерігались у самок, але їх виразність була меншою.

Проведені дослідження виявили суттєві зрушення вмісту тіолових сполук у тканинах печінки та СК статевозрілих щурів на 12-ту добу по завершенні фракціонованого -опромінення у сумарній дозі 1,0 Гр. Так, у тканинах печінки опромінених самок рівень білкових SH-груп зменшувався на 12,7%, SS-груп збільшувався на 85,5% порівняно з інтактними тваринами, що призводило до зсуву їх співвідношення у бік окислених продуктів на 53%. Паралельно збільшувався вміст небілкових SH-груп на 32,2%. Таким чином, за направленістю ці зміни співпадали з такими у самок, опромінених у дозі 0,75 Гр, але кількісно вони позначали більш суттєве зміщення рівноваги реакцій тіол-дисульфідного обміну у бік окислених продуктів. У свою чергу, майже на 30,5% менше зростання рівня небілкових SH-груп у самок, опромінених у дозі 1,0 Гр, порівняно з опроміненими у дозі 0,75 Гр свідчить про більше пригнічення у тканинах печінки синтетичної діяльності і зменшення можливостей у задоволенні потреб як самої печінки, так і інших органів і тканин у низькомолекулярних тіолових сполуках. Останнє находить відображення у радіаційноіндукованих змінах у СК самок, опромінених у дозі 1,0 Гр, у яких рівень небілкових SH-груп груп збільшувався на 85% порівняно з інтактними тваринами, що значно менше ніж у самок, опромінених у дозі 0,75 Гр. Таким чином, тривале фракціоноване -опромінення у сумарній дозі 1,0 Гр викликає у тканинах печінки та СК самок щурів більш глибоке зменшення функціональних резервів тіолзалежних систем неспецифічної резистентності. Але компенсаторнопристосувальні механізми забезпечують підтримання рівня буферної ємкості антирадикальних систем на необхідному рівні. Слід підкреслити існування тісного взаємозв'язку між ТДС тканин печінки та СК.

Інакше реагували на дію тривалого тотального -опромінення у дозі 1,0 Гр самці. Так, у них зменшення рівня білкових SH-груп на 16,8% не супроводжувалося змінами вмісту SS-груп, що спричиняло зниження їх співвідношення на 22,7% порівняно з інтактними тваринами. На нашу думку, відсутність змін вмісту SS-груп цілком вірогідно пов'язане їх маскуванням внаслідок виникнення радіаційноіндукованих конформаційних зрушень у білкових молекулах. Такі перетворення супроводжуються зниженням специфічної функціональної активності білкових молекул чи повною її втратою. Поряд з цим у тканинах печінки підвищувався рівень небілкових SH-груп на 18%. Слід зазначити, що це підвищення було ще меншим, ніж у самців, опромінених у дозі 0,75 Гр, майже вдвічі меншим ніж у самок, опромінених у дозі 1,0 Гр. В свою чергу СК самців, опромінених у дозі 1,0 Гр, порівняно з інтактними тваринами містила на 27,1% менше білкових SH-груп, кількість SS-груп мала виразну тенденцію до збільшення, що у сукупності призводило до зсуву їх співвідношення у бік окислених продуктів на 35,7%. Тобто, відмічалося виснаження білкової ланки тіолзалежних систем неспецифічної резистентності самців, опромінених у дозі 1,0 Гр, причому у значно більшому ступені, ніж у самок, опромінених у цій же дозі, і самців, опромінених у дозі 0,75 Гр.

Слід зазначити, що і у самців і у самок на 12-ту добу по завершенні опромінення було виявлено практично однакове збільшення рівня небілкових SH-груп відповідно на 84,4 і 85% по відношенню до інтактних тварин. Але, як видно із змін показників сіркомістких функціональних груп білків, підвищення рівня небілкових SH-груп не сприяло підтриманню належного рівня білкових SH-груп. У сукупності наведені дані свідчать на користь більш високої радіорезистентності самок порівняно з самцями за показниками ТДС.

Добре узгоджуються з вищенаведеними фактами радіаційно-індуковані зміни морфологічної структури печінки. Опромінення у дозі 1,0 Гр викликало більш суттєві порушення структурної організації печінкової часточки статевозрілих щурів порівняно з тваринами, опроміненими у дозі 0,75 Гр. Так, у них значно більше виражена дискомплексація печінкових балок, особливо на периферії часточки, зустрічаються ділянки дистрофічно та деструктивно змінених гепатоцитів, зустрічалися гепатоцити з вакуолізованою цитоплазмою. Слід підкреслити, що порівняно з самцями, у самок були відсутні вакуолізовані гепатоцити, менш виражені дистрофічні, деструктивні зміни гепатоцитів. Хоча глибина порушень виявилася більшою ніж у самок, опромінених у дозі 0,75 Гр.

Отримані результати досліджень показують, що тривале фракціоноване -опромінення у низьких дозах на 12-ту добу по завершенні своєї дії викликає суттєві зрушення у ТДС, яка, крім іншого, відповідає за резистентність організму до дії несприятливих факторів оточуючого середовища, причому виявлені зміни торкаються не лише тканини печінки, а й усього організму в цілому. Тобто, початкові етапи онтогенезу першого покоління опромінених тварин будуть протікати за умов, що відрізняються від фізіологічних. Але на сьогодення мало що відомо про особливості функціонування тіолзалежних адаптаційних механізмів у нащадків самців і самок, які підлягали тривалій дії іонізуючих опромінень у низьких дозах. У зв'язку з вищенаведеним, нами проведені дослідження стану ТДС на різних етапах онтогенезу виводку, отриманого від -опромінення самців і самок.

Але, спочатку, необхідно навести стан ТДС тканин печінки на початкових етапах онтогенезу у інтактних тварин. У результаті проведених досліджень було встановлено, що за фізіологічних умов тканини печінки інтактних дводенних щурят, порівняно з інтактними 18-денними зародками, містили на 23,3% менше SS-груп, що поруч з тенденцію до зниження білкових SH-груп, призводило до зміщення на 26,9% їх співвідношення у бік відновлених продуктів; при цьому вміст небілкових SH-груп суттєвих змін не зазнавав. Отже, характер виявлених змін вмісту тіолових сполук у тканинах печінки щурят у перші дні після народження, може свідчити на користь активації тіолзалежних адаптаційних механізмів.

Показники, що характеризують ТДС систему тканин печінки 14-денних щурів, зберігались майже на такому рівні, як і у дводенних. Але у тканинах печінки самок відбувався зсув співвідношення SH- до SS-груп у бік окислених форм на 7,5% порівняно з самцями. Отже, вже у 14-денних самок з'являються статеві відмінності ТДС, характерні для самок більш пізнього віку.

У СК інтактних двотижневих самок вміст білкових SS-груп складав 88,1% від їх рівня у самців. У сукупності з тенденцією до збільшення рівня білкових SH-груп це призводило до зростання співвідношення SH-груп до SS-груп на 25,8% порівняно з самцями. Отже у СК самок рівновага у реакціях тіол-дисульфідного обміну зміщена у бік відновлених продуктів, що може свідчити про потенційно більшу потужність систем неспецифічної резистентності самок порівняно з 14-денними самцями.

У свою чергу, морфологічна структура печінки після народження поступово змінюється, причому характер виявлених змін в основному співпадає з описаними в літературі віковими фізіологічними змінами тканин печінки. На відміну від показників ТДС системи не виявлено статевих відмінностей морфологічної структури печінки у двотижневих самців і самок.

Таким чином, в результаті проведених досліджень виявлені статеві відмінності у функціонуванні механізмів адаптації щурят до нових умов оточуючого середовища в ранньому постнатальному періоді. Отже, не виключена можливість якісно іншого характеру реагування тіолзалежних механізмів неспецифічної резистентності самців і самок, отриманих від опромінених попередників, на фізіологічні подразники.

Дійсно, проведені дослідження виявили, що тривале тотальне -опромінення самців та самок щурів у сумарній дозі 0,75 Гр перед спарюванням призводило до зрушень ТДС тканин печінки і СК їх нащадків різного віку. Так, у 18-денних зародків у порівнянні з інтактними зародками тканини печінки містили на 26,6 і 20,5% менше білкових SH-груп та SS-груп відповідно. При цьому їх співвідношення не зазнавало істотних зрушень. Тобто відбувалося певне зменшення функціональних резервів білкової ланки ТДС. Паралельно з цим у тканинах печінки таких зародків зростав рівень небілкових SH-груп порівняно з контролем на 48,4%. Останнє свідчить на користь того, що різке підвищення рівня небілкових SH-груп у тканинах печінки та СК опромінених самок (у декілька разів більше, ніж у самців за аналогічних умов) є генетично детермінованим механізмом, направленим на захист плоду від дії несприятливих факторів оточуючого середовища. Функціональні зрушення у тканинах печінки супроводжувалися і морфологічними. Так, привертала увагу наявність гепатоцитів з менш вираженою базофілією цитоплазми, з дрібними ядрами, що містили конденсований дрібнодисперсний хроматин.

У дводенних щурят, отриманих від опромінених у дозі 0,75 Гр попередників, у порівнянні з 18-денними зародками, рівень білкових SH-груп підвищився на 16,7%, а SS-груп - на 37,7%, що призводило до зменшення їх співвідношення на 14,2% у бік окислених продуктів; відбувалося зменшення вмісту і небілкових SH-груп на 22,1%. Таким чином, у процесі адаптації до умов зовнішнього середовища відмічалося виснаження функціональних резервів білкової ланки ТДС тканин печінки. Останнє підтверджується при порівнянні показників ТДС щурят цієї групи з дводенними інтактними тваринами, тканини печінки яких містили на 12,2% більше білкових SH-груп, 41,9% менше SS-груп та на 37,6% вище їх співвідношення. При цьому на 25,4% вищий вміст небілкових SH-груп свідчить про активацію небілкової ланки тіолзалежних механізмів неспецифічної резистентності при пристосуванні новонароджених щурят до нових умов зовнішнього середовища, але водночас і про певну їх функціональну виснаженість. Морфологічні відмінності тканин печінки щурят цієї групи від інтактних тварин свідчили про зниження інтенсивності синтетичних процесів у гепатоцитах. Таким чином, тривале тотальне опромінення самців і самок перед спарюванням у сумарній дозі 0,75 Гр викликає істотні морфофункціональні зрушення у печінці їх нащадків. У свою чергу, це може обумовити меншу ефективність функціонування систем неспецифічної резистентності і обмеженість адаптації новонароджених щурят до нових умов існування. На наступних етапах онтогенезу у тканинах печінки і СК самців і самок, отриманих від опромінених у сумарній дозі 0,75 Гр щурів, показники, що характеризують ТДС, відрізнялися від показників інтактних тварин. Характер цих змін свідчить про зменшення функціональних резервів тіолзалежних механізмів життєдіяльності, причому у більшому ступені у самців, ніж у самок.

Слід звернути увагу на те, що морфологічні зрушення у тканинах печінки самців були більш виражені ніж у самок. Особливо добре це помітно при досягненні віку у 365 діб, коли значно більш глибоке виснаження функціональних резервів ТДС у самців супроводжувалося і більш глибокими дистрофічними змінами тканин печінки порівняно з самками.

Надалі проведені дослідження показали, що тривале тотальне -опромінення самців і самок перед спарюванням у сумарній дозі 1,0 Гр викликало ще глибші зрушення у ТДС їх нащадків першого покоління. Так, у 18-денних зародків цієї групи тканини печінки містили на 32,9 і 12,5% менше відповідно білкових та небілкових SH-груп і на 13,1% більше білкових SS-груп, ніж печінка одновікових зародків інтактних тварин. При цьому відбувався зсув на 38,9% співвідношення білкових SH-груп до SS-груп у бік окислених продуктів. Таким чином, відмічалося зниження ємкості тіолзалежних систем неспецифічної резистентності 18-денних зародків до народження, коли вони ще знаходилися під захистом організму вагітної самки. З цього приводу необхідно звернути увагу на дистрофічні зміни паренхіми печінки зародків цієї групи, зменшення кількості екстравазальних осередків кровотворення порівняно з інтактними тваринами.

У свою чергу, у дводенних щурят цієї групи порівняно з інтактними тканини печінки містили на 31,7 і 27,1% менше відповідно білкових і небілкових SH-груп і на 74,2% більше SS-груп. При цьому співвідношення SH- до SS-груп зменшувалося на 60,7%. Природа цих зрушень, на нашу думку, полягає у несприятливих умовах розвитку зародків у організмі опромінених самок. Не виключено, в даному випадку, успадкування радіаційноіндукованих нелетальних пошкоджень геному самців і самок і їх фенотипічне проявлення у нащадків в ході пристосування до нових умов існування після народження. У сукупності це знаходить відображення у структурних зрушеннях тканин печінки дводенних щурят, отриманих від опромінених у дозі 1,0 Гр щурів. Причому дистрофічні зміни гепатоцитів, порушення структури паренхіми печінки у них виражені значно більше, ніж у щурят - нащадків, опромінених у дозі 0,75 Гр щурів.

Надалі у 14, 30, 45, 90 та 365-денних щурят - нащадків самців і самок, опромінених у сумарній дозі 1,0 Гр, показники ТДС тканин печінки і СК значно відрізнялись від таких у інтактних тварин. Як видно з рис. 2, характер виявлених змін свідчить про більш значне зменшення функціональних резервів тіолзалежних систем неспецифічної резистентності тварин цієї групи, порівняно з інтактними щурами і тваринами, отриманими від опромінених у дозі 0,75 Гр попередників; причому у більшій мірі у самців ніж у самок. Слід підкреслити, що у самців більше виснаження ТДС системи супроводжується більш глибокими дистрофічними змінами тканин печінки порівняно з самками, особливо це проявляється при досягненні віку у 365 днів.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення проблеми успадкованих наслідків тривалого впливу на організм ссавців іонізуючого випромінення у малих дозах, що виявляється у з'ясуванні закономірностей змін у ТДС тканин печінки та СК у пізньому ембріогенезі та постнатальному онтогенезі щурів - нащадків опромінених попередників, та визначенні їх ролі у структурних зрушеннях тканин печінки. Отримані результати дослідження можуть бути використані для розробки методів корекції негативних проявів радіаційноіндукованих ушкоджень геному в організмі нащадків, опромінених попередників.

1.За фізіологічних умов ТДС тканин печінки характеризується високим вмістом білкових і небілкових сульфгідрильних груп, високим редокс-потенціалом білкових молекул. Адаптація до нових умов оточуючого середовища у новонароджених інтактних щурят супроводжується активацією тіолзалежних систем неспецифічної резистентності.

2.У інтактних тварин до 45 доби постнатального розвитку відбувається поступове зниження вмісту у тканинах печінки білкових і небілкових SH-груп, надалі їх вміст збільшується і зберігається на певному рівні на протязі більшої частини життя. Кількість білкових SS-груп на всіх досліджуваних етапах онтогенезу у тканинах печінки практично не змінюється. З початком періоду статевого дозрівання вміст сіркомістких функціональних груп у тканинах печінки і СК самців і самок суттєво відрізняється, що свідчить про статеву диференціацію ТДС. Самцям притаманний більш високий вміст білкових SH-груп, самкам - білкових SS-груп у печінці і СК. Наведене свідчить про більш високу функціональну активність тіолзалежніх систем, але менші їх функціональні резерви у самців.

3.На 12-добу, по завершенні опромінення, у тканинах печінки відбувається виснаження тіолзалежних систем неспецифічної резистентності, причому в більшій мірі при опроміненні у дозі 1,0 Гр, ніж 0,75 Гр. За направленістю у СК зміни співпадають з такими у тканинах печінки. Глибина зрушень у тканинах печінки і СК самців більша, ніж у самок, не дивлячись на те, що у самців за фізіологічних умов функціональна активність тіолзалежних систем неспецифічної резистентності порівняно висока. У сукупності це свідчить про більшу радіорезистентність самок порівняно з самцями. печінка опромінений радіаційноуражений

4.У зародків опромінених тварин буферна ємкість тіолзалежних систем неспецифічної резистентності менша, ніж у інтактних зародків. У новонароджених щурят - нащадків опромінених тварин пристосування до нових умов оточуючого середовища супроводжується різким зміщенням у бік окислених продуктів реакцій тіол-дисульфідного обміну і виснаженням тіолзалежних систем неспецифічної резистентності. Більш глибокі і стійкі зрушення виявлені у нащадків тварин, які були опромінені в сумарній дозі 1,0 Гр.

5.В онтогенезі тварин, отриманих від самців і самок, що зазнали тривалого впливу тотального -опромінення у сумарній дозі 0,75 і 1,0 Гр, направленість вікових змін білкових SH-груп співпадає з такими у інтактних тварин, але вони є меншими за амплітудою. При цьому, практично в усіх досліджуваних групах тварин, тканини печінки містили більше SS-груп і мали нижчий редокс-потенціал. У сукупності виявлені зрушення вказують на більшу інертність білкової ланки ТДС і меншу буферну ємкість тіолзалежних систем неспецифічної резистентності щурів, отриманих від опромінених тварин. Виявлено, що ТДС тканин печінки і СК взаємопов'язані. Зміни стану ТДС тканин печінки супроводжуються реактивними змінами ТДС СК.

6.Виснаження білкової і небілкової ланок тіолзалежних систем неспецифічної резистентності самців і самок щурів супроводжується ушкодженням морфологічної структури тканин печінки. Збільшення тривалості і дози -опромінення викликає більш виразні зрушення структури тканин печінки. Тривале тотальне -опромінення щурів перед спарюванням обумовлює структурнофункціональні порушення у паренхимі печінки щурят першого їх покоління, які зберігаються на всіх досліджуваних етапах онтогенезу. Збільшення дози і тривалості опромінення попередників призводить до більш глибоких зрушень морфофункціональних властивостей тканин печінки їх потомства. Глибина структурних зрушень у тканинах печінки нащадків опромінених щурів залежить від стану ТДС організму останніх. Більш глибокі зрушення у ТДС самців супроводжуються значно виразнішими змінами морфофункціональних властивостей тканин печінки порівняно з самками.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.Ульянов В.О., Напханюк В.К. Вплив фракціонованого -опромінення у низькій дозі на вміст сульфгідрильних та дисульфідних груп у сироватці крові щурів // Вісник проблем біології і медицини. - 2001.- № 2.- С. 26 - 30.

2.Ульянов В.О., Напханюк В.К. Особливості тіол-дисульфідного обміну в пізньому ембріогенезі та ранньому постнатальному періоді у печінці покоління отриманого від -опромінених щурів // Вісник морської медицини. - 2001. - № 3. - С. 184 - 188.

3.Ульянов В.О., Напханюк В.К. Особливості тіол-дисульфідного обміну у печінці щурят, отриманих від опромінених попередників // Вісник Вінницького державного медичного університету. - 2001. - № 2. - С. 361-364.

4.Ульянов В.О., Напханюк В.К. Тіол-дисульфідний обмін у печінці щурів за умов хронічного -опромінення низькими дозами // Одеський медичний журнал. - 2001. - № 5. - С. 4 - 6.

5.Ульянов В.О., Напханюк В.К., Мойсеєв І.М. Особливості морфофункціональних зрушень у печінці щурят, отриманих від опромінених попередників // Вісник морфології. - 2001. - № 2. - С. 198 - 200.

6.Ульянов В.О., Напханюк В.К. Роль тіолів в адаптації організму щурів до дії хронічного -опромінення у низьких дозах // Матеріали VI Міжнародної науково-практичної конференції “Сучасні досягнення валеології та спортивної медицини”. - Одеса: Одес. держ. мед. ун-т. - 2000. - С. 255 - 256.

7.Ульянов В.О. Вміст сульфгідрильних та дисульфідних груп у сироватці крові поколінь, отриманих від опромінених щурів // Матеріали ювілейної 70-тої наукової конференції студентів і молодих учених, присвяченої 10-річчю незалежності України. - Одеса: Одес. держ. мед. ун-т. - 2001. - С. 98.

8.Ульянов В.О., Напханюк В.К. Роль тіолових сполук у молекулярних механізмах неспецифічної реакції організму на дію -опромінення // Матеріали VIІ Міжнародної науково-практичної конференції “Сучасні досягнення валеології та спортивної медицини”. - Одеса: Одес. держ. мед. ун-т. - 2001. - С. 198 - 199.

АНОТАЦІЯ