Стан антиоксидантної рівноваги у постраждалих внаслідок Чорнобильської катастрофи (віддалений післяаварійний період)

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі наведено розв'язання теоретично-обґрунтованого та експериментально підтвердженого наукового завдання, що полягає у виявленні особливостей порушень окисного гомеостазу в УЛНА на ЧАЕС у віддаленому післяаварійному періоді (2006-2009 рр.) та їх розвитку протягом 1992-2009 рр. спостереження в залежності від ступеня радіаційного ураження та дози опромінення. Оцінено вклад радіаційного фактора різної інтенсивності у формування та реалізацію віддалених стійких змін окисного гомеостазу, білокмодифікуючих та мембрандестабілізуючих ефектів у цієї категорії постраждалих. За результатами досліджень було сформовано інформативний комплекс показників, що характеризують порушення про-/антиоксидантної рівноваги залежно від інтенсивності радіаційного навантаження.

1. У віддалений післяаварійний період (2006-2009 рр.) УЛНА на ЧАЕС стан про-/антиоксидантної рівноваги характеризувався надмірним виходом кон'югованих фосфоліпідів, ліпідних та білкових похідних з карбонільними групами, вивільненням лізосомальних ферментів у міжклітинний простір (сироватка крові), зниженням функціональних резервів АО-захисту за рахунок виснаження загального та клітинного тіолового пулу, розбалансування активності еритроцитарних АО-ферментів, а також гіперпродукції церулоплазміну, що свідчить про стійкість розладів у цих системах.

2. У крові УЛНА на ЧАЕС у віддалений післяаварійний період зі збільшенням ступеня радіаційного навантаження відмічено посилення порушень метаболічної активності та розбалансування споріднених металопротеїнів крові - церулоплазміну та трансферину на тлі збільшення інтенсивності ЕПР-сигналів метгемоглобіну та реєстрації продуктів деструкції гемоглобіну - геміхромів.

3. У крові опромінених осіб зафіксовано ознаки посилення окисного стресу у вигляді надмірного виходу первинних продуктів ліпопероксидації у супроводі мембрандестабілізуючих процесів, збільшення інтенсивності ЕПР-сигналів металопротеїнів; у реконвалесцентів ГПХ 2 ст. - надмірний вихід ТБК-АП; в опромінених у дозі >2,00 Гр та у реконвалесцентів ГПХ 2-3 ст. - зниження загального функціонального стану АО-захисту на тлі виснаження активності еритроцитарних Zn/CuСОД і Е-КАТ; у реконвалесцентів ГПХ 3 ст. - надмірний вміст продуктів ОМБ у порівнянні з пацієнтами з такими ж захворюваннями та їх частотою без впливу радіаційного фактору.

4. У віддаленому післяаварійному періоді в опромінених у дозі
>0,25 Гр відбувалось зниження функціонального стану АО-захисту на тлі накопичення карбонільних білків, що відображалось у зниженні рівня співвідношення Zn/CuСОД/ДНФГ_370-430 та Е-КАТ/ДНФГ_370-430; у дозі ?1,00 Гр - зниження активності Е-КАТ та підвищення вмісту ТБК-АП; у дозі >2,00 Гр - зниження активності Zn/CuСОД у порівнянні з обстеженими з меншим дозовим навантаженням, що свідчить про збереження наслідків різної радіочутливості систем окисного гомеостазу.

5. Впродовж сімнадцятирічного спостереження (1992-2009 рр.) в УЛНА на ЧАЕС, опромінених у дозі >0,25 Гр, спостерігалось зниження функціональних резервів АО-захисту на тлі посилення диспропорційного виходу первинних та проміжних продуктів ПОЛ, накопичення ліпідних та білкових похідних з карбонільними групами, перемикання АО-захисту на глутатіонпероксидазу; у дозі ?1,00 Гр - зниження рівня еритроцитарного глутатіону; у дозі >2,00 Гр - зниження активності Zn/CuСОД еритроцитів крові, порушення кореляційних зв'язків між Zn/CuСОД і Е-КАТ. Зміна активності Zn/CuСОД і Е-КАТ відбувалась на тлі активації процесів карбоніляції білків, а рівень інтегрального Ф_АОС, глутатіону відновленого, активність Zn/CuСОД, та вміст карбонільних білків корелювали з дозою опромінення у більш віддалені строки після опромінення, що є ознаками тривалої підтримки радіаційно обумовлених метаболічних порушень.

6. Рівень карбонільних білків, інтегрального Ф_АОС та співвідношення Zn/CuСОД/ДНФГ_370-430 та Е-КАТ/ДНФГ_370-430 можуть бути використані в якості інформативних показників для оцінки порушень про-/антиоксидантної рівноваги у осіб із захворюваннями, ініційованими після контакту з ІВ, для покращення діагностичних та лікувально-профілактичних заходів.

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

1. З метою оцінки особливостей порушень про-/антиоксидантної рівноваги, а також оптимізації діагностичних і лікувальних підходів у осіб, які зазнали дії ІВ, необхідно проводити комплексне дослідження рівнів прооксидантів (кон'югованих фосфоліпідів, ліпідних та білкових похідних з карбонільними групами), визначення активності лізосомальних ферментів у міжклітинному просторі (сироватка крові) та показників АО-захисту (інтегрального фактора АО-захисту - Ф_АОС, активності еритроцитарних ферментів Zn/CuСОД, Е-КАТ, вмісту загальних та клітинних тіолів, церулоплазміну), а також ЕПР-спектроскопію парамагнітних металопротеїнів крові, враховуючи ступінь важкості радіаційного навантаження.

2. Для оцінки спряженої роботи основних клітинних антиоксидантних ферментів Zn/CuСОД та Е-КАТ варто розраховувати інтегральний показник функціонального стану АО-захисту - Ф_АОС та досліджувати змінами кореляційних зв'язків між ними.

3. Розрахунок коефіцієнтів співвідношення Zn/CuСОД/ДНФГ_370-430 та Е-КАТ/ДНФГ_370-430 може бути корисним для виявлення ознак виснаження еритроцитарних Zn/CuСОД та Е-КАТ в умовах активації процесів карбоніляції білків у осіб, що зазнали впливу ІВ.

4. Продукти ОМБ, інтегральний Ф_АОС та співвідношення Zn/CuСОД/ДНФГ_370-430 та Е-КАТ/ДНФГ_370-430 можуть бути використані в якості інформативних показників у медичній практиці з метою оптимізації клініко-діагностичних та терапевтичних підходів у лікуванні осіб, які зазнали дії радіаційного фактору.

СПИСОК НАУКОВИХ РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Окисний стрес як ланка в розвитку соматичної патології у постраждалих внаслідок Чорнобильської аварії / Л. М. Овсяннікова, А. А. Чумак, О. М. Коваленко, О. В. Носач, С. М. Альохіна, А. В. Кубашко, С. Б. Верескун // Мед. хімія. - 2006. - № 4. - С. 50-53.

2. Кубашко А. В. Стан про-антиоксидантної рівноваги у реконвалесцентів гострого радіаційного синдрому внаслідок аварії на ЧАЕС у віддалений термін після опромінення / А. В. Кубашко // Пробл. радіаційної медицини : зб. наук. праць. - К., 2007. - Вип. 13. - С. 208-215.

3. Ретроспективний аналіз стану перекисного окислення ліпідів та білків у ліквідаторів аварії на ЧАЕС у віддалений термін після опромінення / А. А. Чумак, Л. М. Овсяннікова, С. М. Альохіна, О. В. Носач // Пробл. радіац. медицини та радіобіології : зб. наук. праць. - К. : DIA, 2009. Вип. 14. С. 213220.

4. парамагнітні металопротеїни крові в учасників ліквідації аварії на чаес у віддалений термін після опромінення / Л. М. Овсяннікова, А. А. Чумак, А. В. Кубашко, О. В. Носач, С. М. Альохіна // Пробл. радіац. медицини : зб. наук. праць. К. : 2010. Вип. 15. С. 276-293.

5. Пат. 22513 Україна, МПК8 G 01 N 33/50. Спосіб оцінки стану процесів ліпопероксидації в крові людини / Л. М. Овсяннікова (UA), А. А. Чумак (UA), О. В. Носач (UA), С. М. Альохіна (UA), А. В. Кубашко (UA). - № u200612329 ; заявл. 23.11.2006 ; опубл. 25.04.2007, Бюл. № 9.

6. Методи оцінки вільнорадикального окислення та антиоксидантної системи організму у клінічній практиці : метод. рек. / уклад. : Л. М. Овсяннікова, А. А. Чумак, О. В. Носач, С. М. Альохіна, А. В. Кубашко ; Наук. центр. радіаційної медицини АМН України. - К., 2007. - 24 с.

7. Використання методу електронного парамагнітного резонансу в клінічних та експериментальних дослідженнях : метод. рек. / уклад. : Л. М. Овсяннікова, А. А. Чумак, В. В. Талько, С. М. Альохіна, А. В. Кубашко, О. В. Носач ; ДУ “Наук. центр. радіац. медицини АМН України”. - К., 2009. - 23 с.

Тези:

8. Окисний стрес - важлива ланка в розвитку соматичної патології у постраждалих внаслідок Чорнобильської аварії / Л. М. Овсяннікова, А. А. Чумак, О. В. Носач, С. М. Альохіна, А. В. Кубашко, А. М. Коваленко, С. Б. Верескун, Г. В. Дубровіна // Двадцять років Чорнобильської катастрофи. Погляд у майбутнє :зб. тез. Міжнар. конф., 24-26 квітня 2006 р. - К., 2006. - С. 141-142.

9. Окислювальний стрес як патогенетичний фактор у віддаленому періоді після аварії на ЧАЕС / Л. М. Овсяннікова, А. А. Чумак, О. В. Носач, С. М. Альохіна, А. В. Кубашко // Матеріали наук.-практ. конф. з питань соціального захисту громадян, які постраждали внаслідок Чорнобильської катастрофи, 24-25 квітня 2008 р. - К. : Abstracts proceedidng, 2008. - C. 66-67.

10. Ретроспективний аналіз вмісту відновленого глютатіону у реконвалесцентів гострої променевої хвороби / А. В. Кубашко, Л. М. Овсяннікова, А. А. Чумак, С. М. Альохіна // Матеріали наук.-практ. конф. з питань соціального захисту громадян, які постраждали внаслідок Чорнобильської катастрофи, 24-25 квітня 2008 р. - К. : Abstracts proceedidng, 2008. - C. 60-61.

11. Oxidative homeostasis disorders in Chernobyl post-accidental period and approach to its correction / L. Ovsyannikova, A. Сhumak, O. Nosach, A. Kubashko, S. Alekhina // Late Health Effects of Ionizing Radiation: Bridging the Experimental and Epidemiological Divide : proceedings of the conference, 4-6 may 2009. - Washington, 2009. - P. 108.

12. Oxidative homoeostasis behaviour in clean-up workers in long-term period after Chernobyl accident / L. Ovsyannikova, A. Сhumak, O. Nosach, S. Alekhina, A. Kubashko // Materials of 37^th Annual meeting of the European Radiation Research Society, 26-29 august 2009. - Prague, 2009. P. 143.

13. Стан процесів окисної модифікації білків і ліпідіву реконвалесцентів гострої променевої хвороби (віддалений термін після опромінення) / А. В. Кубашко, Л. М. Овсяннікова, А. А. Чумак, О. В. Носач, С. М. Альохіна // Матеріали 5 з'їзду Радіобіол. товариства України, 15-18 верес. 2009 р. Ужгород, 2009. С. 4647 с.

14. Ферменты антиоксидантной системы у реконвалесцентов острой лучевой болезни (отдаленный период после облучения) // Л. М. Овсянникова, А. А. Чумак, А. В. Кубашко, С. М. Алехина, Е. В. Носач // Мед.-биол. последствия Чернобыльской катастрофы : материалы междунар. науч. конф., 15-16 октября 2009 г. Гомель : РНИУП «Институт радиологии», 2009. C. 114117.

15. Адаптационные возможности антиоксидантной системы у ликвидаторов в разные периоды после аварии на чаэс / а. а. Чумак, л. м. овсянникова, с. м. алёхина, а. в. кубашко, е. в. носач // Материалы 6 съезда по радиац. исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность). 25 лет с момента аварии на Чернобыльской АЭС, 25-28 октября 2010 г. - М., 2010. - С. 136.

16. Парамагнітні металлопротеїди та продукти перекисного окислення ліпідів у крові осіб, які зазнали впливу факторів аварії на Чорнобильській атомній електростанції / Л. М. Овсяннікова, А. А. Чумак, С. М. Альохіна, А. В. Кубашко, О. В. Носач, Л. В. Завербна, О. Р. Мельников // 13 Конґрес Світової Федерації Укр. лікар. товариств (СФУЛТ) та святкування 100-річчя Укр. лікар. товариства : тез. доп., 30 верес.-3 жовтня 2010 р. Львів, 2010. С. 587.

17. Состояние окислительных процессов у ликвидаторов в разные периоды после аварии на Чаэс / Л. М. Овсянникова, А. А. Чумак, С. М. Алёхина, А. В. Кубашко, Е. В. Носач // Материалы 6 съезда по радиац. исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность). 25 лет с момента аварии на Чернобыльской АЭС, 25-28 октября 2010 г. - М., 2010. - С. 118.

АНОТАЦІЯ

Кубашко а.в. Стан про- та антиоксидантної рівноваги у постраждалих внаслідок Чорнобильської катастрофи (віддалений післяаварійний період). - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.01 - радіобіологія. - ДУ «Науковий центр радіаційної медицини АМН України». Київ, 2010.

Дисертацію присвячено дослідженню радіаційного вкладу у розвиток та формування порушень систем про- та антиоксидантної рівноваги в учасників ліквідації аварії на ЧАЕС, які зазнали дії іонізуючого опромінення у широкому діапазоні доз у 1986-1988 рр.

Охарактеризовані особливості змін окисного гомеостазу у цієї категорії обстежених у різні післяаварійні періоди впродовж 1992-2009 рр., що пов'язуються з важкістю радіаційного ураження та дозою опромінення. Виявлено ознаки гомеостатичних, білокмодифікуючих, мембранде-стабілізуючих ефектів та зафіксовано зміни рівнів парамагнітних металопротеїнів крові обстежених осіб у віддаленому періоді після опромінення (2006-2009 рр.). Показано, що зі збільшенням радіаційного навантаження відбувається зниження функціональних резервів систем АО-захисту та порушення функціонування парамагнітних металопротеїнів на тлі активації білокмодифікуючих ефектів, що може сприяти погіршенню перебігу патологічних станів у цієї категорії постраждалих у віддалений термін після аварії на ЧАЕС.

Досліджено, що зі збільшенням післяаварійних строків (з 1992 по 2009 рр.) в УЛНА на ЧАЕС, опромінених у дозі >0,25 Гр, спостерігається достовірне зниження загального функціонального стану АОС за рівнем інтегрального Ф_АОС на тлі посилення диспропорційного виходу первинних та проміжних продуктів ПОЛ, накопичення ліпідних та білкових похідних з карбонільними групами, перемикання АО-захисту на глутатіонпероксидазу; у дозі ?1,00 Гр - зниження рівня еритроцитарного глутатіону; у дозі >2,00 Гр - пригнічення активності Zn/CuСОД еритроцитів крові та дискоординація роботи Zn/CuСОД та Е-КАТ, при цьому зниження їх активності не пов'язано із впливом вікового фактору.

Отримані результати можуть бути використані у медичній практиці з метою оптимізації клініко-діагностичних та терапевтичних підходів у лікуванні осіб з хронічними захворюваннями, що асоціюються з вільнорадикальним окисленням.

Ключові слова: ліквідатори наслідків аварії на ЧАЕС, окисний гомеостаз, металопротеїни, віддалений післяаварійний період.

Кубашко А. В. Состояние про- и антиоксидантного равновесия у пострадавших в результате Чернобыльской катастрофы (отдаленный послеаварийный период). - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.01 - радиобиология. -ГУ «Научный центр радиационной медицины АМН Украины». Киев, 2010.

Диссертация посвящена исследованию радиационного вклада в развитие и формирование нарушений систем про- и антиоксидантного равновесия у участников ликвидации последствий аварии (УЛПА) на ЧАЭС 1986-1988 гг. в отдаленном послеаварийном периоде.

В целом проанализированы и обобщены результаты исследований у 355 лиц с дозой облучения (1,220,06) Гр в разные послеаварийные периоды в течение 1992-2009 гг.

С использованием биохимических (спектрофотометрия) и физического (спектроскопия электронного парамагнитного резонанса) методов охарактеризованы особенности изменений окислительного гомеостаза, которые связываются с тяжестью радиационного поражения и дозой облучения.

Показано, что у лиц, подвергшихся воздействию ионизирующей радиации в отдаленном периоде (2006-2009 гг.) наблюдается нарушение про-/антиоксидантного равновесия в сторону накопления конъюгированных фосфо-, липидных и белковых производных с карбонильными группами в сопровождении чрезмерного выхода лизосомальных ферментов в межклеточное пространство на фоне сниженного функционального состояния АО-защиты, разбалансировки работы клеточных ферментов, снижения уровня общих и эритроцитарных тиолов, повышение уровня церулоплазмина и изменение интенсивности ЭПР-сигналов парамагнитных металлопротеинов крови (церулоплазмина, трансферина, метгемоглобина), что является основой для хронического течения заболеваний, которые ассоциируются с активацией окислительных процессов. Сделано предположение, что существенными факторами, ухудшающими течение этих заболеваний у лиц, подвергшихся воздействию ионизирующей радиации, являются гиперпродукция первичных продуктов ПОЛ, активация мембрандестабилизирующих процессов и изменения в составе металлопротеинов крови; у реконвалесцентов ОЛБ 2 ст. - чрезмерный выход карбонильных липидов, у УЛПА на ЧАЭС с дозами 2,00 Гр и у реконвалесцентов ОЛБ 2-3 ст. - снижение общего функционального АО-состояния и угнетение активности эритроцитарных Zn/CuСОД и Е-КАТ; у реконвалесцентов ОЛБ 3 ст. - гиперпродукция карбонильных белков.

Исследовано, что с увеличением послеаварийных сроков (с 1992 по 2009 гг.) в УЛПА на ЧАЭС, облученных в дозе >0,25 Гр, наблюдается достоверное снижение общего функционального состояния АОС по уровню интегрального Ф_АОС на фоне усиления диспропорционального выхода первичных и промежуточных продуктов ПОЛ, накопление липидных и белковых производных с карбонильными группами, переключение АО-защиты на глутатионпероксидазу; в дозе ?1,00 Гр - снижения уровня эритроцитарного глутатиона; в дозе >2,00 Гр - активности Zn/CuСОД эритроцитов крови и дискоординация работы Zn/CuСОД и Е-КАТ, при этом снижение их активности не связывается с влиянием возрастного фактора, что свидетельствует об индивидуализированной радиочувствительности отдельных звеньев окислительного гомеостаза.

Результаты исследований позволят оценить вклад радиационного фактора в формирование и реализацию гомеостатических, белокмодифицирующих и мембрандестабилизирующих эффектов у лиц, которые имели контакт с ионизирующим излучением разной интенсивности с учетом изменений содержания липидных и белковых производных с карбонильными группами, пула общих и клеточных тиолов, а также активности основных эритроцитарных ферментов - Zn/CuСОД и Е-КАТ, уровня интегрального показателя функционального состояния АО-защиты - Ф_АОС, интенсивности ЕПР-сигналов про-/антиоксидантных парамагнитных металлопротеинов крови (ЦП, ТФ и МГБ) и активности лизосомальных ферментов в межклеточном пространстве.

Использование комплекса информативных показателей, характери-зующих процессы окислительной модификации белков (ДНФГ₃₇₀, ДНФГ₄₃₀), функциональное состояние АО-защиты и скоординированность Zn/CuСОД и Е-КАТ (Ф_АОС) и уровень их функциональной стойкости в условиях карбониляции белков (соотношение Zn/CuСОД/ДНФГ_370-430 и Е-КАТ/ДНФГ_370-430) будут способствовать оптимизации диагностических и терапевтических подходов в лечении пострадавших, подвергавшихся воздействию ионизирующего излучения.

Ключевые слова: участники ликвидации последствий аварии на ЧАЭС, окислительный гомеостаз, металлопротеины, отдаленный послеаварийный период.

Kubashko А. V. Condition of pro- and antioxidant equilibrium in the Chornobyl catastrophe victims (remote postaccident period). - Manuscript.

The thesis with the object of receipt of scientific degree of the candidate of biological sciences on speciality 03.00.01 - radiobiology. - SE «Research Center for Radiation Medicine National Academy of Medical Sciences of Ukraine». Kyiv, 2010.

The thesis is devote to research of radiation contribution into the development and forming of violations of the systems of pro- and antioxidant equilibrium in liquidators of Chornobyl accident consequences an irradiation irradiated in dose range (1.220.06) Gy in 1986-1988 in a remote period.

The described features of changes of oxidizing homoeostasis in liquidators of consequences after accident Chornobyl NPP 1986-1988 in different of postaccident period, that are connected with the severity of radiation injury and dose of irradiation. The signs of homoeostatic, protein-modifying, membrane-destabilizing effects are revealed, and misbalance of levels of paramagnetic metalloproteins of blood is fixed in the examined persons in a remote period after an irradiation (2006-2009). It is shown that with the increase of the radiation loading there is a decline of the functional backup of AO-protection and disturbance of functioning of paramagnetic metalloproteins on a background of activating of protein-modifying effects, that can be ponderable factors in worsening of pathological condition in this category of victims in the remote postaccident terms.

It is investigated, that with the increase of the postaccident period (from 1992 to 2009) in liquidators of consequences after accident on Chornobyl NPP irradiated in dose >0,25 Gy it is observed the reliable decline of the general functional state of АО-system on the level of integral factor of antioxidant defend (F_AOD) on a background of strengthening of disproportional output of primary and intermediate products of lipoperoxidation, accumulation of lipid and protein derivates with carbonyl groups, switching over of AO-protection to glutathioneperoxidase; in dose ?1,00 Gy - reduction of level of erythrocytic glutathione, and in dose >2,00 Gy - activity of Zn/CuSОD of red blood cells, disorder of cross-correlation connections between Zn/CuSОD and Е-CAT, at decrease their activity did not connected with influence of the age, that is sign of oxidative homeostasis systems individualized radiosensibility.

The received results can be used in the medical practice with the purpose of optimization of clinico-diagnostic and therapeutic approaches in treatment of persons with diseases, which are associated with enhance of free-radical oxidization in remote terms after influence of ionizing irradiation.

Keywords: liquidators of Сhornobyl NPP accident, oxidizing homoeostasis, metalloproteins, remote postaccident period.

Размещено на Allbest.ru