Экспериментальное исследование эффективности совместного применения цистамина и интерлейкина- 1 [В] при остром радиационном поражении Зацепин Виктор Викторович

Содержание к диссертации

ВВЕДЕНИЕ 5

Глава 1. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗРАБОТКИ СРЕДСТВ
И МЕТОДОВ ПРОФИЛАКТИКИ И РАННЕЙ
ПАТОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ РАДИАЦИОННЫХ 13

ПОРАЖЕНИЙ

1. Радиопротекторы 14

2. Средства длительного повышения радиорезистентности ... 22

3. Средства ранней терапии радиационных поражений 27

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 34

4. Выбор и содержание лабораторных животных 34

5. Методика проведения радиобиологических

экспериментов 35

3. Общая характеристика исследуемых препаратов 37

4. Методы исследований 39

5. Методы статистической обработки результатов исследования 54

Глава 3. ВЛИЯНИЕ ИНТЕР ЛЕЙКИНА-1Р НА РАДИОЗАЩИТНУЮ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЦИСТ АМИНА (РЕЗУЛЬТАТЫ 57

СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ)

3.1. Оценка радиозащитной эффективности цистамина,

препарата Б-190, гепарина и интерлейкина-1(3 по критериям

выживаемости и средней продолжительности жизни

облученных мышей 57

3.2. Оценка радиозащитной эффективности цистамина и
интерлейкина-1(3 по числу сохранивших жизнеспособность
клеток-предшественников костномозгового кроветворения

с: ⁶⁵

облученных мышеи

6. Оценка радиозащитной эффективности цистамина и интерлейкина-1|3 по критерию клеточного состава периферической крови облученных животных 72

7. Оценка радиозащитной эффективности цистамина и интерлейкина-1 (3 по критерию функционально-метаболического статуса нейтрофилов облученных животных 81

8. Оценка радиозащитной эффективности цистамина и интерлейкина-1(3 в отношении иммунологических показателей облученных мышей-гибридов (СВА х С57В1) F1 88

Глава 4. ВОЗМОЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РАДИОЗАЩИТНОГО
ЭФФЕКТА, РАЗВИВАЮЩЕГОСЯ ПРИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ
ПРИМЕНЕНИИ ЦИСТАМИНА И ИНТЕРЛЕЙКИНА-ф 126
(ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ)

ВЫВОДЫ 141

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 143

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИИ

Г-КСФ

ГМ-КСФ

КОЕ-ГМ

КОЕ-С

КонА

М-КСФ

СД СЦК ТЭС ФИО

артериальное давление

гранулоцитарный колониестимулирующии фактор

гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующии

фактор

интерлейкин

интерферон

гранулоцитарно-макрофагальная колониеобразующая

единица

селезеночная колониеобразующая единица

конканавалин А

комбинированные радиационные поражения

колониестимулирующая активность сыворотки крови

липополисахарид

макрофагальный колониестимулирующии фактор

острая лучевая болезнь

смертельная доза

средний цитохимический коэффициент

телячья эмбриональная сыворотка

фактор некроза опухолей

центральная нервная система

электрокардиография

Введение к работе

Актуальность. В настоящее время, в связи с расширением сфер использования источников ионизирующих излучений в различных областях жизнедеятельности человека, повышается актуальность защиты от поражающих факторов радиационной природы [36, 139]. Особую значимость мероприятия противорадиационной защиты будут иметь при возникновении аварийных ситуаций на объектах атомной энергетики, в случае применения ядерного оружия в современных войнах и локальных военных конфликтах, а также при использовании радиоактивных веществ в террористических или диверсионных целях [11, 55, 95]. Важной представляется и проблема предотвращения лучевых поражений у экипажей длительных пилотируемых космических экспедиций [143]. В этих условиях технические решения — экранирование частей тела, создание гипоксических условий и т.п., не в состоянии в полной мере обеспечить достаточный уровень противолучевой защиты людей и дальнейший прогресс в этой области, может быть достигнут лишь при комплексном использовании физических методов защиты и применения медикаментозных средств, повышающих радиорезистентность организма [2].

О важности исследований в области разработки новых средств и методов противолучевой защиты свидетельствует создание в 2005 г. межведомственной рабочей группы при Совете Безопасности США, в результате работы которой были сформированы приоритетные направления в противодействии нарастающим угрозам применения ядерного оружия. Наибольшее значение придается созданию новых радиопротекторов, средств и методов ранней терапии лучевых поражений, исследованию цитокинов и факторов роста, а также антибактериальной терапии инфекционных осложнений, возникающих после облучения [139]. В 2007 г. президентом США подписаны директивы HSPD-18 Medical Countermeasures against

Weapon of Mass Destruction и HSPD-21 Public Health and Medical Preparedness, в соответствии с которыми в стране строится государственная система медицинских контрмер по ликвидации последствий массовых радиационных поражений, радиационных аварий и радиационного терроризма.

Существующая система медицинской защиты от поражающих факторов радиационной природы основана на проведении комплекса лечебно-профилактических мероприятий, направленных на сохранение жизни и здоровья людей, подвергшихся воздействию ионизирующих излучений. Уменьшение выраженности неблагоприятных последствий облучения в опасных для человека дозах, достигается путем применения специальных фармакологических средств, оказывающих профилактическое и (или) лечебное действие [56, 160]. Средства медицинской противорадиационной защиты в настоящее время представлены препаратами для профилактики радиационных поражений (радиопротекторы), средствами повышения радиорезистентности организма, средствами ранней патогенетической терапии лучевых поражений, средствами профилактики и купирования первичной реакции на облучение, средствами профилактики ранней преходящей недееспособности [18, 57, 160]. Отдельная группа лекарственных препаратов предназначена для профилактики внутреннего облучения и оказания помощи при попадании радиоактивных веществ внутрь организма.

Наиболее изученными и высокоэффективными медицинскими средствами противорадиационной защиты являются радиопротекторы [24, 92, 106, 161]. Однако их применение ограничено сроками использования (исключительно до радиационного воздействия), часто - малой терапевтической широтой и, как следствие, достаточно высокой токсичностью в оптимальных радиозащитных дозах [19, 116, 144].

Этих недостатков практически лишены средства длительного поддержания повышенной радиорезистентности организма, но они менее

эффективны, чем радиопротекторы [10, 60]. В связи с этим разрабатываются новые радиопротекторы и рецептуры, исследуется возможность повышения эффективности и безопасности существующих препаратов, изучается перспективность применения нескольких радиозащитных средств в дозах, при которых не проявляется их токсическое действие [24, 125, 143]. Тем не менее, в настоящее время для практического применения в РФ подходят лишь радиопротекторы из групп аминотиолов и индолилалкиламинов: цистамин и препарат Б-190, а также средство длительного поддержания повышенной радиорезистентности организма— гепарин.

Другим важным направлением современной радиобиологии является разработка средств ранней патогенетической терапии радиационных поражений [56, 150, 164]. В экспериментальных исследованиях доказана высокая эффективность экстракорпоральных методов детоксикации, гормональных препаратов, адаптогенов, стимуляторов регенерации, предшественников глутатиона и др. [166, 128, 138, 145]. В то же время многочисленные отечественные и зарубежные исследования в области создания новых средств лечения радиационных поражений доказывают высокую эффективность использования для этих целей стимуляторов гемопоэза, в частности цитокинов [58, 131, 137]. Одним из наиболее эффективных средств ранней терапии лучевых поражений из группы цитокинов является интерлейкин-1(3 [28, 68, 74, 135, 137, 149].

Повышение эффективности медицинской противорадиационной защиты может быть достигнуто путем использования лечебно-профилактических схем, включающих в себя применение препаратов с различными механизмами противолучевого действия [139, 144]. Наиболее перспективной из таких схем представляется применение профилактических противолучевых средств - цистамина, Б-190 или гепарина до облучения со стимулятором гемопоэза интерлейкином-ір, внедренном в качестве средства экстренной терапии радиационных поражений. Однако, в литературе

практически отсутствуют сведения о радиомодифицирующих эффектах совместного применения радиопротекторов и цитокинов. Вместе с тем, изучение эффектов и механизмов комплексного применения противолучевых препаратов и интерлейкина-1(3 является необходимым условием для их использования в современных схемах медицинской противорадиационной защиты.

Цель исследования: экспериментальная оценка эффективности комплексной схемы профилактики и ранней терапии радиационных поражений, включающей последовательное применение цистамина и интерлейкина-1(3, при остром внешнем радиационном воздействии.

Для реализации поставленной цели предстояло решить следующие основные задачи исследования:

1. Изучить влияние интерлейкина-1р на радиозащитную эффективность
цистамина, препарата Б-190 и гепарина по показателям выживаемости и
средней продолжительности жизни мышей, подвергнутых внешнему
относительно равномерному облучению в дозах СДбо-шо/зо-

2. Определить особенности постлучевых изменений костномозгового кроветворения в условиях профилактического применения цистамина и раннего терапевтического использования интерлейкина-ір.

3. Выявить модифицирующее влияние последовательного применения цистамина и интерлейкина-ір на динамику количества лейкоцитов, лимфоцитов и нейтрофилов периферической крови после облучения.

4. Оценить функционально-метаболическое состояние нейтрофилов периферической крови у животных, подвергнутых радиационному воздействию на фоне профилактического введения цистамина и/или раннего терапевтического использования интерлейкина-1р\

5. Исследовать эффекты изолированного и совместного применения цистамина и интерлейкина-ір в отношении постлучевых изменений

клеточности органов кроветворения, количества и функциональной активности иммунокомпетентных клеток у облученных животных.

Научная новизна. Впервые проведена комплексная оценка
радиозащитной эффективности последовательного введения

профилактических противолучевых средств и иптерлейкина-1(3 при острых радиационных поражениях.

Показано, что интерлейкин-1(3 при его применении в ранние сроки после острого относительно равномерного облучения увеличивает радиопротекторную эффективность цистамина, препарата Б-190 и гепарина, что проявляется повышением выживаемости облученных мышей. Установлено, что наиболее выраженный радиозащитный эффект развивается при последовательном профилактическом применении цистамина за 20-30 мин до облучения и раннем терапевтическом использовании интерлейкина-1(3 через 15 мин поелерадиационного воздействия.

Выявлено, что совместное применение цистамина и интерлейки на-1(3 позволяет снизить выраженность постлучевой цитопении в кроветворных органах и сохранить большее количество жизнеспособных гемопоэтических клеток, чем изолированное использование этих препаратов. Обнаружено позитивное влияние этой лечебно-профилактической схемы на динамику лсикопенического синдрома, развивающегося у мышей после радиационного воздействия. Установлено, что последовательное введение цистамина и интерлейкина-1(3 позволяет снизить глубину постлучевой лейкопении и ускорить темп восстановления количества нейтрофилов и лимфоцитов. Показано также, что в нейтрофилах периферической крови облученных животных, получавших цистамин и интерлейкин-1(3, более быстро нормализуется содержание гликогена, активность миелопероксидазы и щелочной фосфатазы.

Выявлено, что совместное введение данных препаратов предотвращает снижение количества CD3+ и CD 19+ лимфоцитов в периферической крови и

повышает число зрелых и промежуточных форм нейтрофилов в костном мозге облученных мышей. Кроме того, установлено, что цистамин и интерлейкин-ір при их последовательном применении увеличивают спонтанную и митоген-индуцированную пролиферативную активность клеток красного костного мозга и селезенки, а также стимулируют продукцию интерлейкина-2 спленоцитами облученных животных.

Практическая значимость. Экспериментально обоснован новый подход к повышению эффективности медицинской противорадиационной защиты путем последовательного применения радиопротекторов и средств ранней терапии радиационных поражений. Показана целесообразность использования комплексных схем, включающих введение цистамина, препарата Б-190 или гепарина до облучения и интерлейкина-lp после радиационного воздействия, для повышения радиорезистентности организма в условиях острого внешнего относительно равномерного облучения.

Предложен алгоритм экспериментальной оценки эффективности радиопротекторов и средств ранней терапии лучевых поражений, включающий последовательное изучение критериев выживаемости облученных животных, параметров радиочувствительности гемопоэтических клеток костного мозга, количества лейкоцитов циркулирующего пула, цитохимических показателей нейтрофилов, количественного состава и функциональной активности основных иммунокомпетентных клеток в периферической крови и кроветворных органах.

Основные положения, выносимые на защиту. 1. Последовательное введение цистамина до облучения и интерлейкина-ір в ранние сроки после лучевого воздействия увеличивает выживаемость лабораторных животных, подвергнутых внешнем острому относительно равномерному облучению, в большей степени, чем их изолированное применение.

2. Совместное применение цистамина и интерлейкина-1(3 позволяет снизить глубину постлучевых нарушений гемопоэза, предотвратить развитие цитопении в кроветворных органах, уменьшить выраженность лейкопенического синдрома, ускорить восстановление основных субпопуляций лимфоцитов и нейтрофилов, стимулировать функциональную и метаболическую активность этих клеток.

Реализация результатов исследования. Результаты, полученные в ходе диссертационного исследования, используются в учебном процессе и научно-исследовательской работе на кафедре военной токсикологии и медицинской защиты Военно-медицинской академии им. СМ. Кирова, а также в научной деятельности лаборатории иммунофармакологии Государственного научно-исследовательского института особо чистых биопрепаратов ФМБА России.

В процессе выполнения диссертационного исследования подано и принято к использованию 3 рационализаторских предложения.

Связь диссертационного исследования с плановой тематикой научно-исследовательской работы учреждения. Исследование выполнялось в соответствии с плановой тематикой научно-исследовательских работ Военно-медицинской академии им. СМ. Кирова (темы НИР № VMA.02.02.02.0810/0192 шифр «Цитокин» и № VMA.03.02.01.0808/0292 шифр «Гемопоэз»).

Апробация работы. Результаты исследования доложены на Международной научной конференции «Экспериментальная и клиническая фармакология» (Минск, 2007), Международной научно-практической конференции "Медицинские и экологические эффекты ионизирующего излучения" (Северск, 2007), Российской научной конференции «Медико-биологические проблемы токсикологии и радиологии» (Санкт-Петербург, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 3 статьи в научных журналах, рекомендованных ВАК для

публикации основных научных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата наук.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 162 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, главы собственных результатов, обсуждения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. В диссертации представлены 17 таблицы и 10 рисунка. Список литературы содержит 169 библиографических источников, из них 87 отечественных и 82 иностранных публикаций.

Похожие диссертации на Экспериментальное исследование эффективности совместного применения цистамина и интерлейкина- 1 [В] при остром радиационном поражении

Диссеминированное внутрисосудистое свертывание крови при комбинированном радиационно-термическом поражении : Экспериментальное исследованиеРомановская, Валентина Николаевна

Диссеминированое внутрисосудистое свертывание крови при комбинированном радиационно-термическом поражении (экспериментальное исследование)Романовская, Валентина Николаевна

Снижение рН и ингибирование кровотока в реализации радиационного и термического поражения опухолей (экспериментальные исследования)Зайцев, Александр Владимирович

Оценка эффективности применения ферроцианидов для снижения содержания 137 Cs в продуктах животноводстваГащак, Сергей Петрович

Оценка эффективности применения защитных мероприятий, направленных на снижение доз облучения сельского населения, в отдаленный период после аварии на ЧАЭСПанов Алексей Валерьевич

Эффективность различных форм ферроцианидсодержащих препаратов и технологии их применения в хозяйствах Брянской области на радиоактивном следе аварийного выброса Чернобыльской АЭСПастернак, Александр Дмитриевич

СРАВНИТЕЛЬНАЯ БИОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАБОЛИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РАЗЛИЧНЫХ ГЕПАТОПРОТЕКТОРОВ В УСЛОВИЯХ ТОКСИЧЕСКОГО ПОРАЖЕНИЯ ПЕЧЕНИ (экспериментальное исследование)Бачко, Сергей Сергеевич

Метаболические изменения при токсическом поражении печени и возможности их коррекции (экспериментальное исследование)Хильчук, Максим Александрович

Исследование спектра желчных кислот и их коррекция при поражениях печени Смоголь Вильгельмина Адольфовна

Микотические поражения органов дыхания, вызываемых условно-патогенными грибами (клиническое исследование)Яробкова, Нина Дмитриевна