Пострадиационная адаптация и обмен веществ: всасывание в кишечнике меченых липидов, витамина в12 и цитрата железа после тотального и локального облучения
На правах рукописи
ФИЛИН Константин Павлович ПОСТРАДИАЦИОННАЯ АДАПТАЦИЯ И ОБМЕН ВЕЩЕСТВ:
ВСАСЫВАНИЕ В КИШЕЧНИКЕ МЕЧЕНЫХ ЛИПИДОВ, ВИТАМИНА В12 И ЦИТРАТА ЖЕЛЕЗА ПОСЛЕ ТОТАЛЬНОГО И ЛОКАЛЬНОГО ОБЛУЧЕНИЯ 03.01.01 - Радиобиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
Обнинск – 2013
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Медицинский радиологический научный центр» Министерства здравоохранения Российской Федерации и Федеральном государственном бюджетном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники» Федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения Научный руководитель - доктор медицинских наук, профессор, Габуния Ричард Ипполитович
Официальные оппоненты:
- Вайнсон Адольф Адольфович, доктор биологических наук, профессор, ФГБУ «Российский онкологический научный центр им. Н.Н.Блохина» Российской академии медицинских наук, заведующий лабораторией лучевых методов лечения опухолей;
- Жаворонков Леонид Петрович, доктор медицинских наук, ФГБУ «Медицинский радиологический научный центр» Министерства здравоохранения Российской Федерации, заведующий лабораторией радиопатологии.
Ведущая организация: ФГБУ «Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И.Бурназяна» Федерального медико биологического агентства России.
Защита диссертации состоится 28 мая 2013 г. в 11.00 часов на заседании диссертационного совета Д 208.132.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении «Медицинский радиологический научный центр» Министерства здравоохранения Российской Федерации по адресу: 249036, г. Обнинск Калужской области, ул. Королва, 4.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ «Медицинский радиологический научный центр» Минздрава России.
Автореферат разослан «»_2013 г.
Ученый секретарь диссертационного совета Палыга Геннадий Фдорович
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы.
Известно, что в комплексе повреждений при воздействии ионизирующих излучений на организм человека большую роль играют нарушения со стороны кишечника - высоко радиочувствительного органа [Ярмоненко С.П., Вайнсон А.А., 2004;
Бутомо Н.В. и соавт., 2004]. Нередко такие нарушения становятся серьезным препятствием для продолжения лучевой терапии и реабилитации пациентов [Зедгенидзе Г.А., 1985;
Бардычев М.С., Цыб А.Ф., 1985;
Киселева Е.С. и соавт., 1996;
Линденбратен Л.Д., Королюк И.П., 2000;
Griffiths N.M., 2001].
Несмотря на постоянное развитие гастроэнтерологии как науки, издание учебников и монографий, посвященных изучению состояния различных отделов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) в норме и патологии [Парфенов А.И., 2009], включая радиационное воздействие [Бардычев М.С., Цыб А.Ф., 1985;
Труфанов Г.Е. и соавт., 2009;
Терапевтическая радиология /Под ред.
Цыба А.Ф., Мардынского Ю.С., 2010], зависимости восстановительно-адаптационных пострадиационных обменных процессов в кишечнике не уделяется достаточного внимания.
Между тем все большее внедрение методов ядерной медицины и радиологии в науку и практику [Корсунский В.Н., Кодина Г.Е., Брускин А.Б., 2007;
Цыб А.Ф., Королюк И.П., Капишников А.Б., 2009] повышает актуальность проблем влияния радиации на организм, что закономерно привлекает внимание исследователей, в том числе и к нарушению процессов обмена веществ при радиационной патологии.
Несомненно, одной из оптимальных моделей изучения пострадиационных процессов обмена веществ можно считать радиационное поражение кишечника, так как в комплексе повреждений при острой лучевой болезни (ОЛБ) нарушения со стороны кишечника играют большую роль.
Состояние внутренней среды организма обусловлено многими функциями всех органов и систем гомеостатической иерархии, и центральное место в нем занимает обмен веществ, тесно связанный с абсорбционной функцией кишечника.
По этой причине большую ценность представляют сведения в литературе по всасыванию необходимых организму веществ, в частности, при нарушении гемопоэза и других гомеостатических функций, развившихся после общего и локального облучения организма [Раушенбах М.О., Чертков И.Л., 1965;
Утешев А.Б., 1981;
Cultrera G., et al., 1964]. Однако многочисленные работы о всасывании в кишечнике после воздействия ионизирующих излучений разноречивы. В ранних работах одни авторы находили угнетение всасывания, например, железа в пострадиационный период [Slaviero G.E., et al., 1964;
Dalla Palma, 1968], другие - сохранение функции и даже ее повышение [Donati R.M., et al., 1969]. Подобная ситуация наблюдалась в отношении липидов, витамина В12, иных нутриентов [Горизонтов П.Д., 1971, 1973].
Неоднозначность получаемых результатов объяснялась не только сложностью изучаемого процесса, но и различиями в трудно сопоставимых методиках, условиях и объектах исследования. Все это предполагает привлечение близких к физиологическим методов, которые могли бы дать достоверную количественную информацию о всасывании в кишечнике различных в биохимическом отношении веществ при радиационной патологии.
Такую возможность предоставляют методы радиоизотопной диагностики [Зедгенидзе Г.А., Зубовский Г.А., 1968;
Габуния Р.И., Зубовский Г.А., 1985], в том числе в области гастроэнтерологии [Ишмухаметов А.И., 1970;
Зубовский Г.А., 1988;
Вахромеева М.Н., 2003;
Тажединов И.Т., 2004].
Следует подчеркнуть, что понимание межсистемных закономерностей в норме и патологии является наиболее сложным разделом науки. В то же время многостороннее изучение всасывания в кишечнике различных и близких в биохимическом отношении веществ с использованием нескольких радиоизотопных методов после общего и локального гамма-облучения организма с определением морфологических изменений в кишечнике и клинической картины лучевой болезни позволит составить глубокое и объемное представление о протекающих системных процессах в динамике.
Данное обстоятельство послужило основанием к экспериментальному исследованию всасывания разнородных веществ: меченых липидов (триолеат глицерина, олеиновой кислоты), витамина В12 и цитрата железа в динамике после тотального и локального (область живота) воздействия на организм гамма-излучения.
Цель исследования.
бсорбционно– экскреторной функции кишечника в динамике после дистанционного тотального и локального воздействия на организм гамма–излучения в отношении липидов, витамина В12 и цитрата железа.
Задачи исследования:
1. Отработать стандартные условия опыта в эксперименте для определения контрольных показателей всасывания в кишечнике меченых триолеат глицерина-131I, олеиновой кислоты-131I, витамина В12-58Co и цитрата 59Fe двумя методами: радиометрии фекалий и радиометрии всего тела у интактных животных.
2. Получить оптимальные условиям эксперимента модели радиационного поражения кишечника после воздействия гамма-излучения на весь организм и область живота с клиническими, гематологическими, гистологическими характеристиками в динамике. Определить адекватность использования двух методов радиометрии при изучении всасывания меченых липидов, витамина В12 и железа при тотальном и локальном радиационном поражении (с указанными целями метод радиометрии всего тела ранее не применялся).
3. Исследовать состояние всасывания различных (липиды, кофермент, минерал) и близких (триацилглицерол и ненасыщенная жирная кислота) в биохимическом отношении веществ во все периоды радиационного поражения с проведением сравнительного анализа структурно функциональных изменений в организме при тотальном и локальном облучении для оценки систем абсорбционно–экскреторных процессов.
Научная новизна исследования.
Впервые получена комплексная характеристика пострадиационных гомеостатических нарушений при изучении особенностей абсорбции и экскреции в кишечнике ряда различных и близких в биохимическом отношении веществ на двух моделях острой лучевой болезни (ОЛБ) средней степени тяжести после тотального облучения (ТО) и локального облучения (ЛО) с помощью двух методов радиометрии в соответствии с клиническими, гематологическими и гистологическими оценками наблюдаемого процесса.
Выявлен синдром недостаточности всасывания в кишечнике после однократного воздействия гамма-излучения в дозе 6,5 Гр на обеих моделях патологии. Феноменология синдрома недостаточности всасывания сопряжена с клиникой радиационного поражения и морфологическими изменениями в кишечнике.
Показано, что динамика изменения всасывания всех изученных препаратов (триолеат-глицерин-131I, олеиновая кислота-131I, витамин В12-58Co и цитрат угнетения функции через 3-е суток, а восстановление – через 14 суток после ТО или ЛО (область живота).
С помощью математического моделирования данных, полученных методом радиометрии всего тела, выявлено основное звено нарушения усвоения цитрата 59Fe при лучевой патологии – уменьшение фиксации его в эпителии слизистой оболочки кишечника. Уточнен также метаболизм олеиновой кислоты-131I.
Сравнительный анализ структурно-функциональных изменений в организме при ТО и ЛО позволил уточнить патогенез пострадиационных нарушений и сделать обобщающие выводы о его системных особенностях.
Синхронность и совпадение по направленности эффектов нарушения и восстановления абсорбции и экскреции различных (липиды, кофермент, минерал) и близких (триацилглицерол и ненасыщенная жирная кислота) в биохимическом отношении веществ после ЛО и ТО организма отражают гомеостатическую неразрывность анаболизма и катаболизма, резервных пострадиационных адаптационных механизмов.
Научно-практическая значимость работы.
Посредством указанных методов радиоиндикации получена многоплановая одновременная сравнительная патогенетическая информация о всасывании в кишечнике и метаболизме в организме изотопов и препаратов с сохраняющейся во время тканевого обмена меткой. Дано математическое описание кинетики радиоактивного цитрата железа при пострадиационной энтеропатии. Сделан вывод о том, что при ведении больных, подвергнутых лучевой терапии, при техногенном облучении людей и иных ситуациях, необходимо учитывать вре анаболизма и катаболизма, резервных пострадиационных адаптационных механизмов при развитии в кишечнике синдрома недостаточности всасывания с целью адекватной диетической и медикаментозной коррекции пострадиационных нарушений метаболизма для купирования лучевой патологии.
В исследовательских целях при диагностике и контроле эффективности предпринятых мероприятий возможно использование данных методов радиометрии с учетом установленных особенностей каждого из них.
Примененные методы радиометрии всего тела и радиометрии фекалий дали возможность количественно оценить в динамике степень выраженности изменений функции всасывания в кишечнике. Достоинством метода радиометрии фекалий является также техническая простота исполнения, физиологичность, информативность и объективность получаемых результатов.
Основные положения, выносимые на защиту:
На основе комплексного, многопланового подхода установлены системные и временн'ые особенности угнетения абсорбции триолеат глицерина-131I, олеиновой кислоты-131I, витамина В12-58Co и цитрата 59Fe при ОЛБ средней степени тяжести, вызванной воздействием локального и тотального -излучения в дозе 6,5 Гр.
Динамика нарушения всасывания различных и близких в биохимическом отношении веществ, корреляция этих сдвигов с клинической картиной и патоморфологией кишечника укладываются в понятие пострадиационного синдрома недостаточности всасывания.
Однотипность и синхронность выявленных эффектов отражают гомеостатическую неразрывность анаболизма и катаболизма, активизацию резервных адаптационных механизмов.
Математическое моделирование результатов радиометрии всего тела позволило установить основное звено нарушения усвоения цитрата 59Fe и получить информацию о метаболизме олеиновой кислоты-131I при лучевой патологии.
Реализация результатов исследования.
Результаты исследований используются в практической медицине, так как на основании настоящей экспериментальной проработки и дальнейших предклинических и клинических исследований изданы методические рекомендации: Исследование обмена железа у человека с помощью радиометрии всего тела и отдельных органов. Обнинск: НИИМР АМН СССР, 1974. – 15 с. (Габуния Р.И., Горобец В.Ф.).
Работы автора отражены в учебниках и монографиях, в частности, в монографии: Радиоизотопная диагностика заболеваний органов пищеварения. – М.: Медицина, 1979. – 280 с. (Ишмухаметов А.И.), рассчитанной на радиологов, автор которой являлся соавтором в экспериментальных исследованиях.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы доложены и опубликованы в материалах региональных, всероссийских и международных съездах и конференциях: Научная конференция молодых ученых Института медицинской радиологии АМН СССР (Обнинск, 1970). Юбилейная научная конференция «Радиация и организм» (Обнинск, 1970). Научная конференция молодых ученых и специалистов (Обнинск, 1972). III-й Всероссийский съезд рентгенологов и радиологов «Лучевая диагностика и лучевая терапия заболеваний желудочно-кишечного тракта» (Кемерово, 1972). Межвузовская научная конференция по проблеме: «Изучение действия физических агентов на организм животных» (Одесса, 1972). I-я Всесоюзная конференция по инженерной и медицинской биомеханике «Проблемы микроциркуляции и массообмена» (Рига, 1975). III–я Международная конференция «Современные аспекты реабилитации в медицине» (Ереван, 2007). Международная научная конференция «Современная медицинская техника и новейшие технологии в здравоохранении» (Москва, 2008). IY-я Международная конференция «Современные аспекты реабилитации в медицине» (Ереван, 2009).
Диссертация апробирована на совместной научной конференции экспериментального радиологического сектора ФГБУ «МРНЦ» Минздрава России и ФГБУ «ВНИИИМТ» Росздравнадзора 23 января 2013 года (протокол № 266).
По основным результатам исследований опубликовано 17 работ, из них статьи в журналах, рекомендованных ВАК МОиН РФ.
Объем и структура работы.
Диссертация состоит из введения, 8 глав, обсуждения результатов исследования, заключения, выводов и указателя литературы. Работа изложена на 132 страницах машинописного текста, содержит 25 рисунков и 20 таблиц.
Список литературы включает в себя 202 источника, из них: 103 – на русском языке и 99 – на иностранном языке.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Материал и методы исследования.
Работа выполнена на 794 крысах – самцах популяции Вистар (осуществлено 2917 исследований). Однократное локальное облучение области живота в дозе 6,5 Гр (мощность дозы – 1,19 Гр/мин) в сопоставлении с воздействием гамма-излучения на весь организм в той же дозе (6,5 Гр при мощности дозы 0,23 Гр/мин) осуществлялось на гамма-терапевтической установке «Луч». Проведено динамическое наблюдение за развитием лучевого синдрома в течение 30 суток с регистрацией клинических проявлений, состава периферической крови и патогистологической картины тонкой кишки.
На двух моделях радиационного поражения и контрольных необлученных животных проведено изучение всасывания триолеат-глицерина I (ТГ-131J), олеиновой кислоты-131I (ОК-131J), витамина В12-58Co (ВВ12-58Со) и цитрата 59Fe (Ц-59Fe).
С этой целью применены два метода радиометрии: подсчет радиоактивности фекалий на радиометрической установке и измерение радиоактивности всего тела на гамма-спектрометрической установке с низкофоновой камерой (для уточнения эффектов).
Результаты наблюдений обрабатывались статистически с использованием критерия «t» Стьюдента. Выживаемость животных рассчитывали по Каплану Мейеру. Кривые радиоактивности всего тела графическим способом аппроксимировались суммой экспонент.
Результаты исследований и обсуждение.
Экспериментальный характер работы обусловил стандартизированные условия исследований, а выбор двух вариантов радиационного поражения организма и двух методов радиоиндикации ряда меченых препаратов с характерными разнонаправленными метаболическими свойствами – системность и многоплановость исследования.
На основании анализа клинических показателей (внешний вид, поведение, летальность, характер стула) и изучения в динамике ряда тестов периферической крови и гистологической картины различных отделов тонкого кишечника на 300 животных установлено, что в результате воздействия гамма излучения в дозе 6,5 Гр на весь организм или область живота развивается характерная картина ОЛБ средней степени тяжести, необходимость развития которой подобрана в предварительных экспериментах. Выделены четыре периода заболевания и, таким образом, прослежено течение ОЛБ от момента ТО и ЛО животных до выздоровления.
Определены нормальные показатели всасывания в кишечнике меченых соединений - триолеат-глицерина-131I, олеиновой кислоты-131I, витамина В12 Co и цитрата 59Fe у контрольных животных.
Необходимо подчеркнуть обоснованность выбранного ряда меченых препаратов (липиды, витамин В12 и железо) для изучения всасывательной функции кишечника, так как это - различные в биохимическом отношении вещества без возможности прямых переходов метаболитов данных классов друг в друга, что важно в модельных исследованиях заболеваний.
Результаты проведенных исследований абсорбции в кишечнике триолеат глицерина-131I, олеиновой кислоты-131I, витамина В12-58Co и цитрата 59Fe радиометрическими методами в различные периоды после ЛО и ТО на животных представлены в таблицах 1-3 и рисунке.
На основе анализа и сопоставления эффектов после ТО и ЛО с контрольными значениями и между собой установлено, что максимальное нарушение всасывания всех препаратов наступало через 2 – 3 суток после облучения с практически полным восстановлением морфо-функциональных показателей к 14 суткам (таб. 1).
Таблица 1. Выделение с фекалиями радиоактивных препаратов у контрольных и облученных крыс (% от введенного количества).
Стат.
Сроки введения препарата после облучения (сутки) Пре- Контр.
пока парат группа затели 30 мин 3 7 14 Локальное облучение M±m 3,6±0,4 9,9±0,1 26,5±2,2 7,5±0,8 4,4±0,6 3,2±0, ТГ р — J 0,01 0,001 0,01 0,5 0, M±m 5,1±0,9 5,8±0,8 9,0 ±1,5 6,2±0,7 4,8±0, ОК- 15,7±0, р — J 0,5 0,001 0,1 0,5 0, M±m 31,8±2,1 48,9±3,3 78,3±3,2 42,3±3,9 34,3±5,8 32,4±1, ВВ12 Со р — 0,01 0,001 0,05 0,5 0, M±m 62,7±4,1 75,6±6,1 91,1±2,9 78,8±5,5 67,8±7,2 63,6±3, Ц-59Fe р — 0,5 0,001 0,05 0,5 0, Тотальное облучение M±m 3,6±0,4 5,5±0,3 18,9±2,0 5,4±0,9 2,8±0,9 4,0±0, ТГ р J - 0,01 0,001 0,1 0,5 0, M±m 5,1±0,3 6,0±0,5 7,1±2,0 6,6±0,8 4,7±0,6 4,6±0, ОК р J - 0,5 0,05 0,1 0,5 0, M±m 31,8±2,1 42,2±5,0 81,9±6,6 51,0±3,7 29,8±2, ВВ12- 29,7±5, Со р - 0,1 0,001 0,001 0,5 0, M±m 62,7±4,1 62,9±4,3 90,7±5,0 81,4±6,7 70,2±4,3 60,1±2, Ц-59Fe р - 0,5 0,01 0,5 0,5 0, Изменения всасывания у всех изучаемых нутриентов после ТО и ЛО соответствовала степени тяжести клинической картины ОЛБ и морфологическим изменениям в тонкой кишке.
На рис. 1 показана динамика нарушения и восстановления всасывания указанных веществ по отношению к соответствующим контролям, принятым за единицу.
Рис. 1. Динамика относительных показателей нарушения и восстановления всасывания в кишечнике при локальном (1) и тотальном (2) облучении.
Отмечается синхронность и совпадение по направленности эффектов нарушения и восстановления абсорбции и экскреции триолеат-глицерина-131I, олеиновой кислоты-131I, витамина В12-58Co и цитрата-59Fe после локального и тотального облучения организма.
Результаты исследования пострадиационного всасывания меченых липидов.
Эксперименты поставлены на 284 животных (проведено исследований). Методы радиоиндикации позволили выявить стеаторрею, манифестирующую нарушение всасывания липидов в кишечнике при тотальном и локальном облучении организма. Примененные параллельно подсчет активности в фекалиях для оценки всасывания жира (триолеат глицерина-131I и олеиновой кислоты-131I) (табл. 1) и измерение радиоактивности всего тела (олеиновой кислоты-131I) в низкофоновой камере (табл. 2) позволили получить многостороннюю информацию о преобразовании меченых липидов и выделении 131I из облученного организма.
Для понимания полученных результатов исследования всасывания липидов имеет значение состояние пищеварительной функции желудочно кишечного тракта (ЖКТ). Так, угнетение усвоения триолеат-глицерина-131I в кишечнике можно объяснить как нарушением всасывания, так и расстройством ферментного пищеварения.
Но при изучении усвоения олеиновой кислоты-131I последнее учитывать не нужно, так как для ее всасывания не требуется предварительного расщепления липазой.
Таблица 2. Динамика радиоактивности всего тела у контрольных и тотально облученных крыс “Вистар” после введения внутрь олеиновой кислоты-131J.
Сроки наблюдения Радиоактивность всего тела тотально облучнных животных после введения ОК- (% от введенной дозы) J (дни) Контрольная группа Группа после ТО Статистические показатели р n n M m Mm 1 11 0,5 27,62,5 33,42, 2 11 0,5 15,01,7 16,82, 3 11 0,5 10,90,7 12,82, 4 11 0,5 8,70,7 10,31, 10 11 0,5 5,20,4 7,20, Полученные результаты подтверждают сведения литературы о том, что на стадии тканевого обмена происходит интенсивный отрыв метки от олеиновой кислоты и основная часть 131I выводится главным образом с мочой.
То обстоятельство, что скорость выведения 131I через почки превышает скорость всасывания препарата в кишечнике и доля выведения его с фекалиями ничтожна по сравнению с количеством, экскретируемым с мочой, позволяет заключить, что кривая радиоактивности всего тела отражает выведение неорганического йода с мочой.
Следовательно, при изучении всасывания олеиновой кислоты, меченой I, с помощью радиометрии фекалий определена разница в эффективности всасывания у контрольных и облученных животных. В то время как при радиометрии всего тела такое различие нивелировано быстрым ферментным отщеплением радиоактивного йода в процессе тканевого метаболизма и интенсивным выведением его через почки (при предварительном блокировании щитовидной железы нерадиоактивным йодом). Таким образом, получено основание полагать, что для изучения всасывания олеиновой кислоты-131I наиболее рациональна радиометрия фекалий.
Результаты исследования пострадиационного всасывания цитрата 59Fe.
Изучение всасывания цитрата 59Fe проведено на 122 животных ( исследований). Оба примененных метода оказались высоко информативными, дающими дополнительные сведения для выявления и оценки тяжести нарушений усвоения в кишечнике цитрата 59Fe при лучевой болезни. Так, радиометрия фекалий дает четкое представление о количестве неусвоенного в кишечнике цитрата 59Fe (табл. 1), а метод радиометрии всего тела – об отдельных этапах усвоенной части железа в кишечнике и дальнейшего обмена его в организме (таб. 3).
Результаты исследований цитрата 59Fe методом радиометрии всего тела показывают снижение количества железа, фиксированного в эпителии слизистой оболочки кишечника.
Полученный данным методом параметр А2, который зависит от степени включения в слизистую кишечника, уменьшен у облученных крыс против контроля. Это происходит как раз в период наибольших изменений в стенке кишечника, в эпителии, где фиксируется железо.
Таблица 3. Параметры кривых радиоактивности всего тела после введения внутрь цитрата 59Fe контрольным и тотально облученным крысам “Вистар” (через 3 сут).
Груп- Стат. Экспоненты пы пока- I II III живот- зате ных ли 1 2 А1 А2 А Конт- Mm 29,3 4,2 1,60,2 33,46,8 0,80,1 37,34,9 0,0040, роль ТО Mm 74,06,9 1,90,2 20,87,6 0,70,1 7,51,6 0,0050, Ц-59Fe р 0,01 0,5 0,05 0,5 0,01 0, Соответственно уменьшение доли фиксированного в стенке кишечника железа ведет к увеличению неусвоенного железа, эвакуируемого с фекалиями (параметр А1). Отсюда доля железа, всосавшегося в кишечнике и поступившего в кругооборот в организме (параметр А3), снижена в сравнении с нормой, что хорошо коррелирует с показателями всасывания, полученными посредством радиометрии фекалий интактных и облученных животных. Таким образом, удалось установить, что основной причиной повышения уровня радиоактивности фекалий облученных крыс является уменьшение количества цитрата 59Fe, фиксированного в эпителии слизистой оболочки кишечника, а также охарактеризовать моторно-эвакуаторную функцию ЖКТ и динамику выведения из организма всосавшегося радиоактивного железа.
Для изучения всасывания цитрата 59Fe метод радиометрии всего тела высоко информативен, так как прочность метки обеспечивает достоверность сведений о всасывании и поведении препарата в организме. Это, безусловно, справедливо и для витамина В12. Данные препараты в норме не имеют путей быстрого выведения из организма, поэтому величина радиоактивности всего тела отражает степень всасывания их в кишечнике.
Результаты исследования пострадиационного всасывания витамина В12-58Со.
Эксперименты осуществлены на 88 животных (проведено исследований). Полученные результаты представлены в таблице 1.
Всасывание в кишечнике представляет собой активный процесс, свидетельством чему является избирательность всасывания, а для некоторых веществ (витамина В12 и железа) - регулирование эффективности всасывания на уровне кишечной стенки. Для объяснения причин нарушения всасывания в кишечнике витамина В12 и железа необходимо учитывать также пострадиационную потребность организма в этих веществах. Можно предполагать, что вследствие подавления под влиянием радиации функции костного мозга, в частности, эритропоэза, наступает уменьшение потребности в железе и витамине В12. Поэтому угнетение всасывания этих веществ можно было бы связать с анемией. Однако зависимость между этими явлениями оказалась более сложной, так как нами не обнаружено выраженной анемии у крыс, подвергнутых облучению области живота, при значительных нарушениях всасывания препаратов.
Развитие патологии, е тяжесть и продолжительность завист от степени повреждения структуры и функции главных, магистральных каналов и путей превращения веществ. В свою очередь метаболические процессы зависят от множества реакций и поступающих в организм веществ [Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф., 2002;
Murry R.K., Granner D.K., Mayes P.A., Rodwell V.W., 2004].
Представляется возможность сопоставить группу веществ с тесно взаимосвязанным метаболизмом (триацилглицерол и ненасыщенная жирная кислота, относящихся к одному классу веществ – липидам) с группой соединений, где взаимопревращения не очевидны (витамин В12, железо и липиды). Обращает на себя внимание однотипность характера нарушения усвоения в кишечнике не родственных веществ. Это дает основание заключить о поражении общих для их всасывания механизмов.
Определенное разъяснение может дать сопоставление эффективности всасывания у тотально и локально облученных животных. Если бы решающую роль во всасывании витамине В12, железа и липидов играло радиационное поражение всего организма, то у тотально облученных крыс следовало бы ожидать и большее поражение функции всасывания. Однако нами не обнаружено такой зависимости ни с одним из примененных препаратов. Это дает дополнительный аргумент считать, что именно кишечник является местом нарушения механизма усвоения веществ. В пользу такой точки зрения свидетельствует совпадение во времени максимального угнетения всасывания всех изученных препаратов с наиболее выраженными деструктивными изменениями в тонкой кишке, в частности эпителии, покрывающем ворсинки.
Полученные нами результаты особенностей нарушения всасывания веществ при радиационном воздействии позволяют трактовать их не просто как нарушение функции, а как переход в другой режим работы механизма регулирования всасывания в условиях патологии. Полагаем, что понижение всасывания из кишечника облученного организма играет защитную роль, так как сразу начинают развиваться адаптационные процессы. Подтверждением предположению о защитной роли ограничения всасывания в кишечнике может служить факт удлинения жизни облученных животных при удалении у них части кишечника [Sigdestad C.P., Osborne J.W., 1969].
Известно также, что из-за нарушения ферментного и бактериального равновесия в кишечнике облученного организма образуется повышенное содержание токсинов, поступающих в кровь. В этой связи инфильтрацию стенки кишечника гранулоцитами с выходом их на поверхность слизистой оболочки ЖКТ трактуют не только как усиливающий пострадиационную лейкопению фактор (отмеченный и в наших исследованиях), но и как защитный блок от вредного влияния на организм бактериальных токсинов.
Обобщая все вышеизложенное, необходимо выделить главное.
Системный многоплановый подход к исследованиям и количественная характеристика эффектов позволила не только уточнить многие аспекты всасывания и метаболизма соединений, дать математическое описание кинетики, в частности, железа в облученном организме с выявлением стадии, на которой нарушается всасывание изотопа, но и объединить полученные сведения в логическую модель нарушений и сделать результирующие заключения.
Синхронность и конкордантность нарушения и восстановления абсорбции и экскреции в кишечнике различных (липиды, кофермент, минерал) и близких (липиды: триацилглицерол и ненасыщенная жирная кислота) в биохимическом отношении веществ после ЛО и ТО организма (рис. 1) отражают гомеостатическую неразрывность анаболизма и катаболизма и степень активизации межсистемных резервных адаптационных механизмов.
Однотипность динамики изменения всасывания ингредиентов, различающихся по механизму всасывания, корреляция этих сдвигов с периодами лучевой болезни и данными патогистологии кишечника укладываются в понятие пострадиационного синдрома недостаточности всасывания, при котором разнородные и близкие звенья абсорбционно экскреторной системы работают согласовано практически как одна структура.
Полагаем, что уменьшение всасывания веществ при радиационном воздействии можно представить не просто как нарушение функции, но как переход в другой (охранительный) режим работы механизма регулирования всасывания в условиях патологии.
Такое о механизмов обмена веществ в пострадиационный период может являться патогенетическим обоснованием для совершенствования лечебной и диетической коррекции нарушений в оптимальные сроки.
В Ы В О Д Ы:
1. Однократное дистанционное воздействие гамма–излучения на весь организм или область живота крыс Вистар в дозе 6,5 Гр приводит к развитию синдрома недостаточности всасывания в кишечнике, определенного по динамике изменения всасывания различных и близких в биохимическом отношении веществ: липидов, витамина В12 и железа. Феноменология синдрома сопряжена с клиникой радиационного поражения и морфологическими изменениями в кишечнике.
2. Максимум угнетения абсорбции триолеат-глицерина-131I, олеиновой кислоты-131I, витамина В12-58Co и цитрата 59Fe наступает через 3-е суток, а восстановление - через 14 суток после тотального и локального облучения.
3. Синхронность и конкордантность нарушения и восстановления абсорбции и экскреции в кишечнике различных (липиды, кофермент, минерал) и близких (липиды: триацилглицерол и ненасыщенная жирная кислота) в биохимическом отношении веществ после локального и тотального облучения организма отражают системную и временн'ую гомеостатическую неразрывность обменных процессов и активизацию резервных адаптационных механизмов.
4. Математическая модель, полученная при радиометрии всего тела, позволила проследить судьбу цитрата 59Fe в организме с определением звена нарушения его усвоения – фиксации в эпителии кишечника, и уточнить метаболизм олеиновой кислоты.
5. Методы радиометрии всего тела и радиометрии фекалий адекватны в получении многоплановой количественной информации о пострадиационном состоянии всасывания, усвоения и экскреции меченых липидов, витамина В12 и цитрата железа при пострадиационной энтеропатии.
6. Полученная комплексная характеристика пострадиационных гомеостатических абсорбционно-экскреторных нарушений может служить обоснованием к дальнейшим экспериментальным и клиническим разработкам по совершенствованию лечебных и диетических мероприятий с целью купирования радиационной патологии в оптимальные сроки.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.
1. При экспериментальном исследовании состояния функции всасывания в кишечнике корректным оказался комплексный методологический подход с использованием методов радиометрии всего тела и фекалий после перорального введения меченых неродственных в биохимическом отношении веществ. Достоинством метода радиометрии фекалий является относительная техническая простота исполнения, физиологичность, информативность и объективность получаемых результатов.
2. При ведении больных, подвергнутых лучевой терапии, при техногенном облучении людей и иных ситуациях важно учитывать временну ю гомеостатическую неразрывность анаболизма и катаболизма, резервных пострадиационных адаптационных механизмов при развитии синдрома недостаточности всасывания в кишечнике с целью коррекции пострадиационного нарушения метаболизма в оптимальные сроки.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.
1. Филин, К.П. К изучению синдрома недостаточности всасывания при острой лучевой болезни / К.П. Филин //Материалы научной конференции молодых учных Института медицинской радиологии АМН СССР. - Обнинск, 1970. - С.
135-136.
2. Филин, К.П. Применение йод-131-поливинилпирролидона для изучения экспериментальной энтеропатии / К.П. Филин, А.И. Ишмухаметов //Радиация и организм: Сборник материалов юбилейной научной конференции 19-21 мая Обнинск, 1970. - С. 218-219.
3. Филин, К.П. Метод радиометрии в изучении всасывания меченых витамина В12 и цитрата железа после внешнего гамма-облучения / К.П. Филин //Научная конференция молодых учных и специалистов: Тезисы докладов Обнинск, 1972. - С. 117-118.
4. Филин, К.П. Радиоизотопное изучение всасывания в кишечнике витамина В после внешнего гамма-облучения / К.П. Филин, А.И. Ишмухаметов //Действие физических агентов на организм животных: Сборник научных трудов. Одесса, 1972. - С. 632.
5. Ишмухаметов, А.И. Метод радиоиндикации в оценке всасывательно выделительной функции желудочно-кишечного тракта после внешнего гамма облучения / А.И. Ишмухаметов, К.П. Филин //Лучевая диагностика и лучевая терапия заболеваний желудочно-кишечного тракта: Материалы 3-го Всероссийского съезда рентгенологов и радиологов 2-5 октября 1972.
Кемерово, 1972. - С. 152-153.
6. Филин, К.П. Радиоизотопное изучение всасывания в кишечнике меченых липидов, витамина В12 и радиоактивного цитрата железа после внешнего гамма-облучения / К.П. Филин //Медицинская радиология. - 1974. - Т. 19. - № 10. - С. 17-20.
7. Филин, К.П. Математическое описание механики движения цитрата железа 59 в облученном организме / К.П. Филин, А.И. Ишмухаметов //Механика полимеров. – 1975. - №5. - С. 889-890.
8. Филин, К.П. Изучение состояния всасывания в кишечнике меченых липидов, витамина В12 и железа после однократного гамма-облучения / К.П. Филин //Современные аспекты реабилитации в медицине: Материалы III-й международной конференции. - Ереван, 2007. - С. 210-213.
9. Филин, К.П. Методические подходы к изучению функции всасывания в кишечнике при лучевых воздействиях / К.П. Филин //Современные аспекты реабилитации в медицине: Материалы III-й международной конференции. Ереван, 2007. - С. 335.
10. Филин, К.П. Модельные исследования пострадиационного состояния всасывания витамина В12-кобальт-58 / К.П. Филин //Современная медицинская техника и новейшие технологии в здравоохранении: Сборник трудов международной научной конференции, посвящнной 15-летию АМТН. - М., 2008. - С. 249-250.
11. Филин, К.П. Всасывание цитрата железа-59 после гамма-облучения / К.П. Филин, А.В. Тер-Овакимян, Р.И. Габуния //Современная медицинская техника и новейшие технологии в здравоохранении: Сборник трудов международной научной конференции, посвящнной 15-летию АМТН. - М., 2008. - С. 250-251.
12. Филин, К.П. Пострадиационное всасывание железа / К.П. Филин, Р.И.
Габуния //Современная медицинская техника и новейшие технологии в здравоохранении: Сборник трудов международной научной конференции, посвящнной 15-летию АМТН. - Москва, 2008. - С. 251-252.
13. Габуния, Р.И. Всасывание меченых липидов: триацилглицерола и ненасыщенной жирной кислоты после воздействия на организм гамма излучением / Р.И. Габуния, К.П. Филин // Современная медицинская техника и новейшие технологии в здравоохранении: Сборник трудов международной научной конференции, посвящнной 15-летию АМТН. - Москва, 2008. - С. 252 253.
14. Габуния, Р.И. Процессы всасывания в кишечнике крыс после гамма облучения / Р.И. Габуния, К.П. Филин //Экологические проблемы и социально экономические аспекты обустройства и развития аридных территорий Российской федерации. М.: «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук», 2009. - С. 210-214.
15. Филин, К.П. Пострадиационное всасывание в тонком кишечнике различных в биохимическом отношении веществ / К.П. Филин //Современные аспекты реабилитации в медицине: Сборник научных трудов IY-й международной конференции 21-24 сентября. - Ереван, 2009. - С. 402.
16. Габуния, Р.И. Всасывание в кишечнике после гамма-облучения / Р.И.
Габуния, К.П. Филин //Медицинская радиология и радиационная безопасность, 2010. - Т. 55. - № 1. - С. 39-44.
17. Филин, К.П. О пострадиационной неразрывности обменных и адаптационных процессов [Электронный ресурс] / К.П. Филин, Р.И. Габуния //Вестник Российского научного центра рентгенорадиологии Минздрава России. Т. 2. Режим доступа:
- 2012. - http://vestnik.rncrr.ru/vestnik/v12/papers/filin_v12.htm.