INTEGRATIVE BIOEFFECTS OF DEPLETED URANIUM

Abstract


The results of histochemical, immunohistochemical and morphometric studies after a single exposure of depleted uranium after one, three and six months to organs with different refresh rates are presented in the article. The Substantial changes in the investigated criteria characterizing the bioeffects in terms of their severity are established. The Image-analysis used in the morphometry of the light-optical density of the enzymes' distribution that determine the near-wall and intracellular digestion in the epithelium of the lean and large intestines made let to establish violations and desynchronization of all processes. The number of intraepithelial lymphocytes and Ki67 + cells of the crypt epithelium varied as markers of mitotic cells. A certain pattern of reaction with an inverse relationship, including the timing of observation is marked between them. It was established lesion of the parotid gland in the remote terms after the introduction of depleted uranium. А high sensitivity of the glial component and a redistribution of the ratio of morphofunctional types of secretory neurons with a finding of barrier disorders by indices of the perineuronal index are marked In the SOC of hypothalamus. Analysis of the correlation of the intestines' investigated criteria, characterized by a high rate of renewal, determined the adaptive nature of some of them, which did not lead to a favorable outcome. The nature of adaptability was not manifested in the indices of the hypothalamus SON's secretory neurons correlation index - a stable population against the background of a long-term stage-by-stage observation after a single exposure to the DU.

Актуальность. Воздействие радионуклидов при попадании в организм характеризуется поражением многочисленных систем, что в итоге приводит к сокращению продолжительности жизни или канцерогенезу. [7] Расширился круг проблем, касающихся безопасности применения современного оружия с обедненным ураном (ОУ), загрязняющего территории продуктами взрывов, влияющими на здоровье военнослужащих и населения, проживающего вблизи. Нерешенность проблемы сохранила ее актуальность. [4] В ряде последних работ был отмечен длительный характер поражения некоторых органов, что определило его опасность для жизнедеятельности. [2] Цель исследования заключалась в оценке морфофункционального состояния органов с разной тканевой организацией - гипоталамус, тощая кишка, околоушные железы по некоторым критериям на однократное воздействие ОУ при исследовании в отдаленные сроки спустя один, три и шесть месяцев. Материал и методы исследования. Чтобы исключить причину случайных явлений, было использовано большое количество животных с достаточным представительством морфологических критериев. Экспериментальная модель включала 180 белых половозрелых лабораторных крыс-самцов с начальным возрастом 4 месяца. Из них 30 - возрастной контроль и 150 экспериментальные, которые испытывали однократное употребление в пищевой рацион водного раствора оксидов обедненного урана в дозе 0,01 мг на 100 г массы. Гистологический материал извлекали у крыс в возрасте 5, 7 и 10 месяцев непосредственно после декапитации. Органы фиксировали в жидкости Бейкера и Буэна с последующей стандартной проводкой и заливкой в парафин. Серийные фронтальные срезы гипоталамуса толщиной 5 мкм окрашивали паральдегид-фуксином по Гомори, продольные срезы ТК и околоушных желез окрашивали гематоксилином-эозином. Был проведен ряд гистохимических реакций на выявление активности дегидрогеназ и щелочной фосфатазы в ТК и ОУЖ-зах, а также иммуногистохимических - на Вcl-2 и Ki67 положительные клетки с последующей морфометрией и статистической обработкой. Морфометрический анализ показал значительные изменения во всех исследуемых органах. Полученные результаты и их обсуждение. Для идентификации морфофункциональных типов нейроэндокриноцитов СОЯ была использована классификация Поленова А.Л. [5] Преобладание нейроэндокриноцитов «повышенной активности» и «депонирования» в СОЯ было отмечено у контрольных крыс всех возрастных групп. Причем, у десятимесячных крыс содержание НЭ в состоянии «умеренной активности» и «покоя» было приблизительно одинаково, число «дегенерирующих» НЭ не изменялось в динамике. Количественные показатели распределения и морфофункциональные типы сопровождающего глиального компонента нейроэндокриноцитов были стабильными. Перинейрональный индекс, т.е. среднее число глиоцитов на один нейроэндокриноцит при подсчете ста был снижен у нейроэндокриноцитов «повышенной активности», что способствовало увеличению контактов между ними и активации СОЯ в целом. У НЭ «покоя» нейроглиальный индекс не изменялся в течение всего эксперимента, а у НЭ «депонирования» был снижен спустя три месяца и максимально повышен через шесть месяцев (р<0,05). Такие изменения нейроглиального индекса могут служить критерием функциональности НЭ для деятельности СОЯ гипоталамуса. Экспериментальная хронодинамика отдаленности исследуемых сроков показала, что число НЭ «повышенной активности» было снижено в обратной зависимости, а в состоянии «умеренной активности» было снижено спустя месяц (р<0,05). В остальные сроки изменений не было. Число НЭ в состоянии «депонирования» возросло спустя один и шесть месяцев и снизилось через три месяца (р<0,05), а в состоянии «покоя» - возросло спустя один и три месяца и было снижено через шесть. Число дегенерирующих НЭ достоверно возрастало спустя месяц и было незначительно снижено в остальные сроки. Наблюдалось снижение численности окружающих глиоцитов, достигая минимальных значений у НЭ в «состоянии покоя». Таким образом, активация нейроглии индуцировала динамику перинейронального индекса как проявление единой неспецифической приспособительной реакции на воздействие экспериментального фактора в том числе с учетом возрастных изменений, констатируя высокую чувствительность стабильной клеточной популяции. Состояние околоушной железы в условиях эксперимента характеризовалось изменением некоторых исследуемых критериев. Проведенный Image-анализ выявил варьирование показателей оптической плотности СДГ и ЛДГ в секреторных отделах и исчерченных выводных протоках. В реакциях на СДГ была отмечена мозаичность распределения гранул формазана с преимуществом крупных и средних размеров независимо от сроков наблюдения. В реакциях на ЛДГ, крупные гранулы формазана встречались реже, наблюдалось диффузное распределение средних и пылевидных. Статистически было установлено, что показатели оптической плотности дегидрогеназ (СДГ и ЛДГ) независимо от отдаленности сроков исследования после однократного введения ОУ были достоверно выше контрольных показателей. Изменение площади исчерченных выводных протоков констатировало достоверное возрастание её в два, три и пять раз относительно контроля соответственно срокам. Можно отметить увеличение площади междольковой стромы независимо от сроков наблюдения по отношению к контролю на 17%, 14% и 19% соответственно спустя один, три и шесть месяцев. Результаты свидетельствовали о высокой чувствительности паренхиматозных и стромальных компонентов ОУЖ как органа-мишени на пути поступления водного раствора оксидов обедненного урана. Незначительные возрастные изменения были выявлены в динамике гистохимических показателей эпителия слизистой оболочки тощей кишки контрольных крыс. Лишь спустя 6 месяцев было отмечено достоверное снижение ЩФ и спустя 3 месяца - СДГ. Морфологостатистический анализ исследуемых критериев слизистой оболочки тощей кишки экспериментальных крыс показал достоверные изменения оптической плотности щелочной фосфатазы щеточной каемки где отмечено снижение ее показателей спустя один и шесть месяцев, с достоверным повышением через три. ЛДГ и СДГ гармонично взаимодействовали зеркально изменяясь повышением показателей СДГ и снижением ЛДГ спустя один и три месяца, а через 6 месяцев отмечался реверсивный эффект по отношению к контролю с достоверным повышением показателей СДГ и снижением ЛДГ. Достоверно возрастали показатели оптической плотности фермента Г6Ф в энтероцитах спустя 1 и 6 месяцев и снижались спустя три месяца после воздействия. Все это свидетельствовало о нарушении процессов, определяющих внутриклеточное пищеварение в хронодинамике отдаленных сроков после воздействия ОУ. В связи с этим нарушением была определена сравнительная динамика показателей общего числа интраэпителиальных лимфоцитов [8] и митотических клеток в ИГХ реакциях с использованием соответствующих моноклональных антител в ИГХ реакциях на выявление универсального маркера пролиферации - Ki67 в эпителиоцитах 20 крипт. ИЛ отводится ключевая роль в реализации иммунной регуляции процессов восстановления. [1, 3] Анализ показал динамичное изменение числа интраэпителиальных малых лимфоцитов в эксперименте. В возрастном контроле различий не было. Спустя месяц после воздействия ОУ общее число малых ИЛ достоверно превышало показатели контрольной группы на 20%, спустя три и шесть месяцев оно было достоверно снижено на 52% и 18% соответственно. В криптах отмечено достоверное возрастание общего числа лимфоцитов с обратной зависимостью от отдаленности сроков наблюдения. Была отмечена разная количественная динамика по топографии ИЛ в ворсинках. В верхней половине ворсинок их число оказалось выше, чем нижней и криптах. Выявлена некоторая закономерность, констатирующая, что при достоверном повышении общего числа интраэпителиальных малых лимфоцитов спустя один месяц число Ki67+-клеток снижалось и повышалось на фоне их снижения через три. Проведенный адаптометрический анализ по степени скоррелированности исследованных критериев на основе коэффициентов корреляции показал, что в хронодинамике наблюдаемых сроков возникали адаптивные состояния, но они были избирательными. На всем протяжении эксперимента эффект скоррелированности был отмечен между Ki67+-клетками и ИЛ нижней части ворсинок. Количественный анализ bcl-2+-клеток верхней части ворсинок и Ki67+- клеток показал динамичный и закономерный характер изменений в исследуемые сроки. Спустя один месяц число bcl-2+-клеток было достоверно выше, а Ki67+-клеток ниже контроля. В последующие сроки отмечен инверсивный характер изменений [6]. Выводы. Однократное воздействие водного раствора оксидов обедненного урана констатировало стойкий пролонгированный эффект изменений независимо от тканевой организации органов. Избирательно возникшее гомеостатическое состояние не приводило к благоприятному исходу, видимо, интегративно дополняя эффект поражения.

Z A Vorontsova

Voronezh State Medical University

E F Kudaewa

Voronezh State Medical University

S S Selyavin

Voronezh State Medical University

V V Minasyan

Voronezh State Medical University

  1. Бабаева А. Г., Регенерация: факты и перспективы М.: Издательство РАМН, 2009.
  2. Воронцова З.А., Набродов Г.М., Кособуцкая С.А., Селявин С.С.Полиорганный эффект обедненного урана в эксперименте // Вестник новых медицинских технологий.2012. Т. 20. № 2. С. 397-398.
  3. Воронцова З.А., Никитюк Д.Б., Кудаева Э.Ф. / Аналитический подход морфоклинической интерпретации системы крови после инкорпорирования радионуклидов (краткий обзор литературы) // Вестник новых медицинских технологий. 2017. Т. 24. № 1. С. 191-202.
  4. Воронцова З.А., Никитюк Д.Б., Селявин С.С., Минасян В.В. /Обзорная характеристика биоэффектов обедненного урана в клинико-морфологических исследованиях //Вестник новых медицинских технологий. 2016. Т. 23. № 2. С. 250-255.
  5. Поленов. А.Л., Морфофункциональная организация нейросекреторных клеток гипоталамуса // Нейроэндокринология. - Спб.: РАН, 1993. - Ч.1. - С. 31-70.
  6. Cоколова М. Г., Исследование активности антиапоптотического белка у детей, больных детским церебральным параличом // Медицина и фармакология: электронный научный журнал 2015. №3 (16) URL: http://7universum.com/ru/med/archive/item/1996
  7. Durakovic A., Medical effects of internal contamination with actinides: further controversy on depleted uranium and radioactive warfare // Environmental Health and Preventive Medicine. 2016, Volume 21, Issue3, pp 111-117
  8. Bin Wan, James T. Fleming, Terry W. Schultz, Gary S.In Vitro Immune Toxicity of Depleted Uranium: Effects on MurineMacrophages, CD4+ T Cells, and Gene Expression Profiles Sayler. Environ Health Perspect114:85-91 (2006). doi: 10.1289/ehp.8085 available via http://dx.doi.org/ [Online 17 August 2005]

Views

Abstract - 1

PDF (Russian) - 0

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies