WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

БЫХОВЕЦ НАТАЛЬЯ МИХАЙЛОВНА ВЛИЯНИЕ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО -ИЗЛУЧЕНИЯ В РАННИЕ ПЕРИОДЫ ОНТОГЕНЕЗА НА СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ КОРЫ НАДПОЧЕЧНИКОВ РЫЖЕЙ ПОЛЕВКИ И ЛАБОРАТОРНЫХ МЫШЕЙ ЛИНИИ СВА 03.00.16 — экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Сыктывкар — 2009

Работа выполнена в Лаборатории экологии наземных позвоночных и в Отделе радиоэкологии Института биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук.

Научный руководитель академик РАН, доктор биологических наук, профессор Большаков Владимир Николаевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Бойко Евгений Рафаилович кандидат биологических наук Григорькина Елена Борисовна Ведущее учреждение: Сыктывкарский государственный университет

Защита диссертации состоится 16 апреля 2009 г. в _ часов на заседании диссертационного совета Д 04.005.01 в Институте биологии Коми НЦ УрО РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук.

Автореферат разослан_ марта 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.б.н. Кудяшева А.Г.

3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Изучение эффектов малых доз ионизирующих излучений (ИИ) на живые организмы, выяснение механизмов приспособительной деятельности, а также исследование структурных основ и компонентов стрессорного ответа остаются приоритетными направлениями современной экологии. В процессах адаптации организма к изменениям как внутренней, так и внешней среды ведущую роль играет нейроэндокринная система. Один из наиболее значимых ее компонентов — гипоталамо-гипофизарно-адреналовое звено, которое участвует в развитии неспецифического адаптационного или стресс-синдрома (Селье, 1972), координирует состояние иммунной защиты (Чеботарев, 1979, Черешнев и др., 2002), а на популяционном уровне (у мелких млекопитающих с циклической динамикой численности) определяет численность последующих генераций (Чернявский, Ткачев, 1982). Значительная роль в адаптивной функции эндокринной системы принадлежит коре надпочечников (КН).

Совокупность кортикальных гормонов осуществляет множество функций, из которых в экологическом аспекте наиболее важная — развитие неспецифической адаптивной (стрессовой) реакции. Структура КН чувствительна к воздействию различных экологических факторов, что показано во многих работах (Шварц, 1959; Кротова, 1962; Рахимов и др., 1968; Кириллов, 1973, 1977; Круглова, 1975; Чернявский, Ткачев, 1982; Ильясова и др., 1987; Ермакова, 1994, 1996; Вылегжанина и др., 1998; Соловьев, 2002; Михеева и др., 2006; Christian, 1963;

Christian, Davis, 1966; и др.).

Радиоактивное загрязнение экосистем приводит к существенному увеличению доли эндокринных патологий (Медицинские аспекты…, 1992; Цыб, 1998; Гончарова, 1999; Утенина, Рахманова, 1996; Отдаленные эколого-генетические…, 2000). Исследования, проводимые в 30-километровой зоне Чернобыльской АЭС и на Ухтинском радиевом стационаре, показали существенные деструктивные и компенсаторные изменения в органах эндокринной системы млекопитающих, хотя железы внутренней секреции состоят из высокодифференцированных клеток и считаются относительно радиорезистентными, а мощность дозы на исследованных участках не превышала 0.1 сЗв/сут (Материй, Ермакова, 1993; Атлас…, 1994;

Ермакова, 1996; Великанов, 2000). Хроническое низкоинтенсивное излучение, воздействуя на организм, может приводить к разнообразным системным эффектам (Межжерин, Мякушко, 1998; Гончарова, Рябоконь, 1998; Соколов и др., 1999; Отдаленные экологогенетические…, 2000).

В природных популяциях животные, обитающие на загрязненных (в том числе и радиоактивными веществами) территориях, подвергаются неблагоприятному воздействию с самых ранних стадий онтогенеза, когда происходят закладка и формирование тканей, органов и систем.

В раннем онтогенезе организм особенно чувствителен к неблагоприятным влияниям среды, и даже относительно слабые воздействия, не вызывающие видимых морфологических повреждений, нередко сопровождаются длительными, а порой и постоянными нарушениями нейроэндокринной регуляции физиологических функций и различных типов поведения. Особенно это относится к долгосрочным пренатальным стрессовым воздействиям, последствия которых приводят к возникновению необратимых патологических изменений у взрослого организма (Науменко и др., 1990; Рубченя, 2002).

Цель работы – изучить морфофункциональные изменения в коре надпочечников рыжих полевок и лабораторных мышей линии СВА после хронического воздействия низкоинтенсивного -излучения в малых дозах на ранних стадиях онтогенеза.

В задачи работы входило:

1. Изучить гистологическую структуру коры надпочечников рыжих полевок и лабораторных мышей линии СВА в норме.

2. Дать качественную и количественную характеристику гистологического строения коры надпочечников рыжих полевок и мышей СВА, подвергшихся хроническому воздействию -излучения в пренатальном и раннем постнатальном периодах онтогенеза при мощностях дозы 0.1 и 0.8 сГр/сут.

3. Провести морфологический и морфометрический анализ коры надпочечников облученных и необлученных рыжих полевок и мышей СВА после дополнительной острой стрессовой нагрузки (иммунизация эритроцитами кролика).

Научная новизна работы. Впервые изучена гистологическая структура КН рыжих полевок и мышей линии СВА после воздействия на ранних стадиях онтогенеза низкоинтенсивного -излучения в малых дозах (4 сГр и 31 сГр). Определены границы физиологической нормы морфометрических показателей КН рыжих полевок и мышей линии СВА и степень отклонения этих показателей у облученных животных. Установлены особенности формирования ответной реакции КН облученных и необлученных животных на дополнительную нагрузку (иммунизация эритроцитами кролика), проведенную в зрелом возрасте. При этом обнаружено, что после облучения в дозах 4 сГр и 31 сГр при дополнительной нагрузке наибольшие структурные преобразования в КН полевок и мышей проявляются при меньшей дозе облучения. Дана морфологическая характеристика гиперпластических образований КН рыжих полевок и мышей СВА в контроле и эксперименте. Показано, что воздействие излучения в использованных дозах в ранние периоды онтогенеза вызывает значимые долговременные изменения отдельных морфометрических показателей КН и значительно изменяет ее стресс-реактивность, а следовательно, адаптивный потенциал организма в целом. Установлено, что характер изменений стресс-реактивности КН, вызванных воздействием низкоинтенсивного -излучения на ранних стадиях онтогенеза, зависит от видовой принадлежно сти организма и его изначального эндокринного статуса, поэтому экстраполировать данные, полученные на одном виде, на другой, хотя и систематически близкий вид, следует с большой осторожностью.

Теоретическая и практическая значимость результатов работы. Результаты исследования пополняют сведения об особенностях структуры КН грызунов разных видов;

расширяют представление о характере воздействия низкоинтенсивного хронического излучения в ранние периоды онтогенеза на стресс-реактивность КН; имеют ценность для познания адаптационных механизмов на уровне организма и популяции, могут применяться для совершенствования принципов санитарно-гигиенического нормирования ионизирующих излучений.

Апробация работы. Результаты работы были представлены и доложены на IV-й молодежной конференции Института биологии Коми НЦ УрО РАН «Актуальные проблемы биологии» (Сыктывкар, 1996 г.), Международной конференции «БИОРАД-2001» (Сыктывкар, 2001 г.), IX молодежной научной конференции Института биологии (Сыктывкар, г.), V Общероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Казань, 2004 г.), 1-й Заочной электронной конференции морфологов к 70-летию Курского медицинского университета (http://www.alexmorph.narod.ru; 2004 г.), Международной конференции «БИОРАД-2006» (Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное заражение среды, Сыктывкар, 2006); Научной конференции «Вопросы морфологии» (Уфа, 2006); Научной конференции «Проблемы морфогенеза» (Орел, 2006); Российской конференции «Медико-биологические проблемы токсикологии и радиологии» (Санкт-Петербург, 2008).

Личный вклад автора. Автором проведены сбор и фиксация материала, изготовление и микроскопический анализ всех гистологических препаратов, обобщение и статистическая обработка материала, осуществлена подготовка к печати научных работ, отражающих результаты диссертации.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 13 работ, из них 2 – в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК.

Благодарности. Автор благодарит А.И. Кичигина за предоставленную возможность сбора материала, старшего научного сотрудника Отдела радиоэкологии д. б. н. О.В. Ермакову, к.б.н. Института экологии растений и животных В.П. Мамину, научных сотрудников этого же института к.б.н. И.А. Кшнясева и к.б.н. Ю.А. Давыдову; профессора СПбГАВМ В.И.

Соколова, а также коллег — сотрудников Лаборатории экологии наземных позвоночных за помощь и консультации, оказанные в работе.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 118 страницах печатного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения. Работа содержит 22 таблицы, 7 рисунков и 22 фотографии. Список литературы включает 151 источник, в том числе 24 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Развитие структуры и функций коры надпочечников в онтогенезе (обзор литературы).

Глава посвящена обзору литературных источников. Обсуждено развитие КН и становление ее функций в онтогенезе, строение и функции дефинитивной КН, структурнофункциональные особенности КН при воздействии ИИ. Обобщая данные из литературы, можно заключить, что функционирование КН млекопитающих, т.е. продукция кортикальных гормонов, начинается в антенатальном периоде; ткань КН радиорезистентна, но реагирует на общее облучение организма, что объясняется вовлечением в процесс гипоталамогипофизарно-адреналового звена; изменения адренокортикальной структуры зависят от мощности дозы, поглощенной дозы, продолжительности воздействия, а также видовой принадлежности организма.

2. Материал и методы исследования.

Работа выполнена на 84 рыжих полевках и 82 лабораторных мышах линии СВА из вивария Института биологии Коми научного центра УрО РАН (табл. 1). Семьи зверьков (самец + 1–2 самки) подвергали хроническому воздействию -излучения при мощностях дозы 0.1 и 0.8 сГр/сут от источника излучения, содержащего Ra (для измерения использовали дозиметр ДРГЗ-01 и установку «Игур»). Потомство от облучаемых зверьков в возрасте сут отнимали от родителей и переносили в питомник (в условия естественного радиационного фона). Таким образом, исследуемые животные в течение всего пренатального (18 сут) и раннего постнатального (21 сут) периодов находились под воздействием повышенного радиационного фона. Поглощенные дозы за все время эксперимента составили соответственно 4 и 31 сГр (Кичигин, Быховец, 1996; Кичигин, 2003).

В качестве контроля использовали одновозрастных животных, постоянно находившихся в виварии в условиях естественного радиационного фона. От родителей их также отнимали при достижении возраста 21 сут.

Экспериментальных и контрольных мышей и полевок выводили из эксперимента способом декапитации в возрасте 4 мес. Для дополнительной нагрузки на нейро-иммуноэндокринную систему часть зверьков за 7 суток до забоя иммунизировали внутрибрюшинно 5%-й взвесью эритроцитов кролика; контрольным зверькам вводили физиологический раствор. Все манипуляции с животными проводили согласно Международным рекомендациям по проведению медико-биологических исследований с использованием животных (Между народные рекомендации…, 1993). Надпочечники фиксировали в 10% формалине с последующей заливкой в парафин по общепринятым методикам (Ромейс, 1953). Гистологические срезы надпочечников толщиной 5–7 мк окрашивали гематоксилином Караччи с докраской эозин-натрием (Меркулов, 1961; Основы гистологии…, 1972; Евгеньева, 1983).

Таблица Распределение животных в эксперименте Экспериментальная группа Рыжая полевка, n Мыши СВА, n Контроль 17 Контроль + иммунизация 7 4 сГр 8 4 сГр + иммунизация 11 31 сГр 17 31 сГр + иммунизация 24 Гистологическое исследование препарата заключалось в общем обзоре его структуры, определении качественных показателей. Отмечали степень развития капсулы, коры и ее зон, мозгового вещества, степень полиморфизма клеток и ядер, наличие структурных нарушений и новообразований, состояние кровеносных сосудов. Количественный анализ препаратов и дальнейшую статистическую обработку данных вели по стандартным методикам (Морфофункциональные исследования…, 1980, Автандилов, 1990).

Для морфометрического анализа использовали цифровые снимки микропрепаратов, полученные при помощи цифровой видеокамеры Sanyo и программного продукта Asus VideoSuite.

В программном пакете Adobe Photoshop измеряли ширину коркового вещества и размер отдельных зон коры: клубочковой, пучковой и сетчатой. Линейку (Панель инструментов /Tools — инструмент Линейка/Measure Scale) калибровали по снимку шкалы объект-микрометра ОМП-1, сделанному при том же увеличении. На 1 препарат делали 100 измерений каждого показателя.

Измеряли большой и малый диаметры среза надпочечника и мозгового вещества. Объем надпочечника рассчитывали как объем эллипсоида по формуле V = 0.523 (a·b)2/3, где a и b соответственно — большой и малый диаметры надпочечника (Автандилов, 1990).

Объем мозгового вещества (медуллы) на срезе вычисляли аналогично. Объем коркового вещества рассчитывали как разность между показателями площади надпочечника и медуллы.

Соотношение различных тканевых компонентов рассчитывали с помощью сетки Автандилова со 100 равноудаленными точками нулевой толщины (Автандилов, 1990), также в пакете Adobe Photoshop. Сетку накладывали на цифровое изображение среза ткани и затем при помощи клавишного счетчика-интегратора подсчитывали число компонентов (ядер, цитоплазмы, лейкоцитов, кровеносных сосудов). На один препарат просчитывали 300 точек. Ядерно цитоплазматическое соотношение рассчитывали как отношение числа точек, пришедшихся на ядра, к числу точек, пришедшихся на цитоплазму, выраженное в процентах (Автандилов, 1990).

На этих же изображениях измеряли диаметр ядер адренокортикоцитов. На один препарат просчитывали 100 ядер.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»