МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ
Державний вищий навчальний заклад
"ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
імені І.Я. ГОРБАЧЕВСЬКОГО"
ЧАПЛЯ
Микола Миколайович
УДК 612.017.1:616.166.616-001.26-02
РОЛЬ ФАКТОРІВ ЧОРНОБИЛЬСЬКОЇ КАТАСТРОФИ - ІНКОРПОРОВАНИХ РАДІОНУКЛІДІВ 137 Cs ТА ХРОНІЧНОГО ПСИХО-ЕМОЦІЙНОГО СТРЕСУ - У ПОРУШЕННЯХ ПРИРОДЖЕНОГО І НАБУТОГО ІМУНІТЕТУ
(експериментально-клінічне дослідження)
14.03.04 – патологічна фізіологія
Автореферат
дисертаціїна здобуття наукового ступеня
кандидата медичних наук
Тернопіль – 2008
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Відомо, що захисні механізми організму функціонують у рамках взаємозв'язаних функціональних захисних систем: імунітету, неспецифічного захисту, гемостазу, каллікреїн-кінінової та ін. (Кузник Б.И. и др., 1985; Дранник Г.Н., 1989; Гаркави Л.Х и др., 1998; Хаитов Р.М., Лесков В.П., 2001; Chesnokova V., Melmed S., 2002; Радченко О.М., 2004; Markovic L., 2004; Berczi I, 1998; Lazar G., 1998; Chrousos G.P., 1998, 2000; Downing J.E., Miyan J.A., 2000). Перелічені захисні системи організму потерпають від негативного впливу несприятливих факторів навколишнього середовища, в тому числі малих доз радіації і стресу, якого зазнали учасники ліквідації наслідків аварії на Чорнобильській атомній електростанції (ЧАЕС). Проте досі чітко не виокремлена роль у патогенезі "чорнобильського синдрому" радіогенного та психогенного факторів.
Згідно з "Рекомендаціями МКРЗ" (1987), слід було вважати, що розвиток гострих нестохастичних ефектів іонізуючого випромінювання у вигляді пошкодження клітин, органів, тканин, яке носить пороговий характер, неможливий, якщо поглинена доза не перевищує 1 Зв при тривалому вживанні і 0,25-0,5 Зв – при короткочасному, тобто за нестохастичними ефектами можна встановити "практичний поріг" шкідливого впливу іонізуючої радіації, який не нижчий 1 Зв.
Проте медичні наслідки аварії на ЧАЕС, пов'язані з поглиненими дозами, які не перевищують 0,25-0,5 Гр, суперечать твердженню про відсутність шкідливого впливу малих доз радіації на організм людини в цілому та імунітет зокрема. Протиріччя в оцінках полягає в тому, що верхня межа діапазону доз, прийнятих для гормезисного (стимуляційного) ефекту, перекриває рівні, при яких є реальними нестохастичні ефекти випромінювання. За верхню межу діапазону доз із стимуляційним впливом приймають 0,5 Гр, нижню - від 0,01 Гр до 0,02 Зв/рік, тобто рівня природного радіаційного фону (Коваленко О.М., 1999).
Натомість стохастичні ефекти вважаються безпороговими (Булдаков Л.А., 1991). На превеликий жаль, це підтверджується ростом захворюваності на рак щитовидної залози, гемобластози (Бебешко В.Г., 1994), а тепер – і солідні злоякісні пухлини інших органів (Возіанов О.Ф. та ін., 2000; Павлова Л.П. та ін., 1999).
Хронічний психо-емоційний стрес супроводжується як класичним супресивним типом імунограми, так і переактиваційним типом (Радченко О.М., 2004, 2006), який є проявом загальної адаптаційної реакції переактивації – другої іпостасі стресу (Гаркави Л.Х. и др., 1998). Показано, що саме загальна адаптаційна реакція переактивації є найчастішою серед учасників ліквідації наслідків аварії на ЧАЕС та жителів радіаційно забруднених територій і саме з нею асоційована найвираженіша імунодисфункція (Попович І.Л. та ін., 2003; Костюк П.Г. та ін., 2006).
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до плану науково-дослідних робіт Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України і є фрагментом комплексного дослідження за темою: "Інтегральна кількісна оцінка загального стану здоров'я (віталітету) різних категорій осіб, котрі прибувають на курорт Трускавець, впливу на нього стандартного бальнеотерапевтичного комплексу та пошук методів підвищення ефективності бальнеотерапії, бальнеореабілітації і бальнеосанації" (№ держєєстрації 0104U007397). Дисертант є співвиконавцем фрагментів цієї НДР. Тема дисертації затверджена Проблемною комісією "Патологічна фізіологія та імунологія" 12.12.2007 р. (протокол № 62).
Мета дослідження: з'ясувати вплив головних факторів чорнобильської катастрофи – малої дози інкорпорованого 137 Cs та хронічного психо-емоційного стресу – на патогенез порушень природженого та набутого імунітету в ліквідаторів аварії на ЧАЕС, хворих на калькульозний пієлонефрит.
Завдання дослідження.
1. В модельних експериментах на щурах дослідити самостійний та комбінований вплив головних патогенних чинників катастрофи на компоненти мієло-лімфоїдної тканини, показники ліпопероксидації, ліпідного і білково-азотистого обмінів та їх взаємозв'язки.
2. В клінічному спостереженні за здоровими людьми, хворими на калькульозний пієлонефрит, але не підлеглими дії чинників катастрофи, хворими мешканцями радіаційно забруднених теренів, хворими, котрі працюють в умовах хронічного психо-емоційного стресу та хворими ліквідаторами аварії на ЧАЕС провести порівняльний аналіз стану показників природженого та набутого імунітету.
3. Проаналізувати особливості стану окремих ланок імунітету та внутрішньосистемних і міжсистемних взаємозв'язків між їх параметрами у ліквідаторів з асептичним уролітіазом та обтяженим хронічним калькульозним пієлонефритом в фазах ремісії і латентного процесу.
4. Виявити деякі метаболічні чинники імунодисфункції.
Об'єкт дослідження: функціональні захисні системи організму – імунна і фагоцитарна – у щурів та у хворих на урологічну патологію, підданих самостійній і комбінованій дії патогенних чинників чорнобильської катастрофи.
Предмет дослідження: різні ланки природженого і набутого імунітету, білково-азотистий і ліпідний метаболізм та їх взаємозв'язки.
Методи дослідження. Форми урологічної патології діагностовані клінічно та верифіковані лабораторно-інструментальними методами (ультрасонографія, радіоізотопна ренографія, проба Нечипоренка, тест на бактеріурію). Стан природженого та набутого імунітету оцінено: за тестами І і ІІ рівнів ВООЗ (1988), стан метаболізму – уніфікованими методиками клінічної біохімії.
Наукова новизна одержаних результатів. В експерименті на щурах з'ясовано, що мала доза інкорпорованого 137 Сs помірно пригнічує бактерицидність нейтрофілів, не впливає на інтенсивність фагоцитозу та дещо підвищує його ферментативну активність. Хронічний психо-емоційний (зоосоціальний) стрес спричиняє пригнічення індексу кіллінгу мікробів, помірне зменшення мікробного числа за відсутності змін фагоцитарного індексу нейтрофілів. Натомість комбінована дія обох патогенних чинників призводить до максимального пригнічення усіх трьох параметрів фагоцитозу. Виявлено супутні патологічні відхилення від норми низки параметрів мієло-лімфоїдної тканини: відносного вмісту в лейкоцитограмі периферійної крові паличко- і сегментоядерних нейтрофілів та моноцитів, в спленоцитограмі – вмісту лімфобластів, фібробластів і еозинофілів, а також збільшення маси гемо-лімфатичного вузла. Патологічні відхилення максимально виражені за умов комбінованої дії радіаційного та стресорного чинників. Поряд із патологічними виявлено і компенсаторні відхилення від норми, які максимально виражені при дії малої дози 137 Cs, помірно – за умов зоосоціального стресу та сходять нанівець при комбінації обох змодельованих чинників чорнобильської катастрофи. Виявлено низку параметрів метаболічного та ендокринного статусу, закономірно пов'язаних із патологічними та компенсаторними змінами мієло-лімфоїдної тканини, спричиненими досліджуваними чинниками. В клініко-фізіологічному спостереженні за хворими на хронічний калькульозний пієлонефрит в фазі ремісії чи латентного процесу констатовано, що виразність імунодисфункції (депресії фагоцитарної, кіллерної та Т-ланок в поєднанні із активізацією В-ланки імунітету) мінімальна у осіб, не підлеглих дії ні інкорпорованих радіонуклідів, ні хронічного психо-емоційного стресу, натомість імунодисфункція максимально виражена у ліквідаторів аварії на ЧАЕС. Хворі, які проживають на теренах, забруднених 137 Cs, а також ті, хто працює в умовах хронічного психо-емоційного стресу, посідають проміжне місце стосовно виразності імунодисфункції. Проаналізовано внутрішньо-системну і міжсистемну скорельованість параметрів захисних систем і продемонстровано високу інформативність коефіцієнту спряження, суттєво відмінного при різних фазах патологічного запального процесу в нирках. Висунуто концепцію, що імунні прояви "чорнобильського синдрому" є наслідком поєднаної дії радіаційного та стресорного чинників, кожен із яких зокрема за даних рівнів інтенсивності малоефективний.
Практичне значення одержаних результатів. Шляхом застосування методів факторного і дискримінантного аналізів виділено низку параметрів імунної системи та метаболізму, які пояснюють максимальну долю дисперсії, тобто найбільш інформативні, і можуть бути рекомендовані в якості скринінг-тестів та предикторів при оцінці виразності імунодисфункції у хворих на хронічний калькульозний пієлонефрит та ризику рецидиву активного запального процесу. Визначення внутрішньосистемних та міжсистемних коефіцієнтів спряження теж може бути рекомендовано в якості достатньо інформативної характеристики стану функціональних захисних систем організму і застосовуватися з метою оцінки ефективності лікувально-профілактичних заходів.
За матеріалами дисертації видано інформаційно-методичний лист "Статистичні методи інтегральної оцінки імунного статусу" (Трускавець, 2002).
Результати дослідження впроваджено у навчальний процес кафедр реабілітації та нетрадиційної медицини факультету післядипломної освіти, факультетської терапії Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького; кафедри анатомії, фізіології та валеології Дрогобицького державного педагогічного університету ім. І.Я. Франка, кафедр нормальної фізіології, патологічної фізіології Тернопільського державного медичного університету імені І.Я. Горбачевського.
Особистий внесок здобувача. Здобувач самостійно провів патентний пошук, провів експеримент на щурах, сформував клінічні групи досліджуваних, організував проведення клінічних, ультрасонографічних, радіоізотопних, імунологічних та біохімічних досліджень, самостійно зробив статистичну обробку одержаного цифрового матеріалу та його інтерпретацію, написав всі розділи дисертації. Формулювання висновків здійснено за участю наукового керівника. У наукових статтях, опублікованих у співавторстві, використано дані автора. Співавторам належить консультативна участь. У тій частині актів впровадження, що стосуються науково-практичної новизни, викладено матеріали дисертаційної роботи.
Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації оприлюднені на І національному конгресі фізіотерапевтів і курортологів України "Фізичні чинники в медичній реабілітації" (Хмільник, 1998), VIII пленумі Асоціації урологів України (Трускавець, 1998), міжнародній науково-практичній конференції "Медицинская реабилитация, курортология и физиотерапия" (Ялта, 1999), конференції "Учені Трускавця – жертвам Чорнобиля" (Трускавець, 2001), науково-практичній конференції з міжнародною участю "Актуальні проблеми застосування мінеральних вод у медичній практиці" (Трускавець-Моршин, 2001), ІІ конференції Асоціації учених м. Трускавця (Трускавець, 2002), ІІІ національному конгресі фізіотерапевтів та курортологів "Медична реабілітація – сучасна система відновлення здоров'я" (Ялта, 2006), науково-практичній конференції "Роль бальнеотерапії в комплексному реабілітаційному лікуванні учасників ліквідації наслідків аварії на ЧАЕС" (Трускавець, 2007), V конференції Асоціації учених, присвяченій 180-річчю курорту та 60-річчю м. Трускавця (Трускавець, 2007), на спільних засіданнях відділу експериментальної бальнеології Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України, кафедри реабілітації та нетрадиційної медицини Львівського державного медичного університету імені Данила Галицького і відділення фізичної реабілітації Дрогобицького державного педагогічного університету ім. І. Франка (Трускавець, 2002-2008).
Публікації. Матеріали дисертації викладені у 9 наукових працях, у тому числі у монографії, у 2-х розділах монографії, 3 статтях, опублікованих у фахових виданнях, рекомендованих ВАК України, 1 статті – у збірнику, 2 – у матеріалах конференцій.
Обсяг та структура дисертації. Дисертація викладена українською мовою на 194 сторінках комп'ютерного тексту (основний обсяг становить 144 сторінки), ілюстрована 44 таблицями і 8 рисунками. Робота складається зі вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел літератури, який містить 432 бібліографічних описи, та додатків.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ
Матеріали і методи дослідження. Комітетом з біомедичної етики Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України (протокол № 05/07 від 14 грудня 2007 р.) порушень морально-етичних норм при виконанні науково-дослідної роботи не виявлено. Дослідження складається із двох частин. Перша з них є експериментом на 38 щурах-самцях лінії Wistar масою 210-230 г. Щурі контрольної групи залишалися інтактними. З метою моделювання головних патогенних чинників аварії на ЧАЕС – малих доз іонізуючої радіації та хронічного психо-емоційного стресу – тваринам однієї із дослідних груп вводили одноразово інтрагастрально через зонд 450-490 Бк водного розчину 137 Cs. Щурі другої групи щоденно піддавалися впливу зоосоціального стресу за методикою Гройсмана С.Д. і Каревіної Т.Г. (1983). В третій групі тварини піддавалися комбінованій дії обидвох патогенних чинників.
Після завершення 4-тижневого експерименту на другий день брали проби периферійної крові для підрахунку вмісту лейкоцитів і оцінки лейкоцитограми. На третій день щурів декапітували, збирали кров, в сироватці котрої визначали вміст альбумінів, глобулінів, сечовини, загальних ліпідів, холестерину (загального і в складі б- і в-ліпопротеїдів), молекул середньої маси, активність б-амілази, АлТ, АсТ уніфікованими методами (Меньшиков Б.В., 1987; Базарнова А.Г., Гетте З.П., 1994). Про стан ліпопероксидації судили за вмістом в плазмі крові її продуктів: дієнових кон'югатів (ДК) ліпідів, який визначали шляхом спектрофотометрії гептанової фази їх екстракту (Гаврилов В.Б., Мишкорудная М.И., 1983), і малонового диальдегіду (МДА), який визначали за допомогою тесту з тіобарбітуровою кислотою (Андреева Л.И. и др., 1988), та активністю ферментів антиоксидантного захисту: супероксиддисмутази (СОД) еритроцитів, оцінюваною за ступенем гальмування відновлення нітросинього тетразолію в присутності N-метилфеназонію метасульфата і НАД*Н (Макаренко Е.В., 1988; Дубинина Е.Е. и др., 1988), і каталази сироватки, оцінюваною за швидкістю розкладання перекису водню (Королюк М.А. и др., 1988).
Для оцінки стану мієло-лімфоїдної тканини вирізали селезінку і загрудинний гемолімфовузол, зважували їх, готували мазки-відбитки для підрахунку сплено- та гемолімфоцитограми.
Друга частина роботи – це клінічне спостереження, проведене нами в 1997 році. Об'єктом його були чотири групи мужчин, віком 30-50 років, хворих на односторонній уратний уролітіаз, ускладнений вторинним хронічним пієлонефритом в фазі ремісії чи латентного процесу, які лікувались в санаторії МВС "Перлина Прикарпаття" курорту Трускавець. Контрольну групу склали службовці МВС, мешканці умовно "чистих" регіонів. Друга група сформована із мешканців теренів, забруднених радіонуклідами. За даними г-спектрометрії ("ЛВЛ" типу "Скринер-3М") активність інкорпорованого 137 Cs склала 10ч15 Бк/кг. У третю групу увійшли оперативні працівники, тобто підлеглі психо-емоційному стресу. Четверта, основна, група складалась із ліквідаторів аварії на ЧАЕС 1986-1987 рр. За даними санаторно-курортної карти хворого сумарна ефективна доза опромінення складала від 10 до 25 сҐр, що є найбільш характерною для даної групи осіб, які підлягали обстеженню (Бариляк И.Р., Демина Э.А., 2001).
Для постановки діагнозу керувалися ультрасонографічними критеріями (Крюков Н.Н., Дорман Е.С., 2000; Петров Д.А., Игнашин Н.С., 1998).
Імунний статус оцінювали за тестами І і ІІ рівнів згідно з меморандумом ВООЗ (1988), користуючись уніфікованими методиками. Визначали наступні параметри Т-клітинної ланки: відносний та абсолютний вміст в крові популяції CD3+ -лімфоцитів, субпопуляцій CD3+ CD4+ -лімфоцитів та CD3+ CD8+ -лімфоцитів (методом непрямої імунофлюоресцентної реакції зв’язування моноклональних антитіл фірми ІКХ “Сорбент”), лімфоцитів, що спонтанно утворюють розетки із еритроцитами барана (Е-РУЛ) за Jondal М. et al. (1972), їх високоактивної субпопуляції – Еа-РУЛ (за тестом "активного" розеткоутворення за Wybran J. et Fudenberg H., 1971), теофілінрезистентної (ЕТФР ) і теофілінчутливої (ЕТФЧ ) субпопуляцій (за тестом чутливості розеткоутворення до теофіліну за Limatibul S. et al., 1978), для функціональної оцінки ставили реакцію бласттрансформації лімфоцитів (РБТЛ) з фітогемаґлютиніном (ФГА) за Самойловой Н.А. (1970) В-клітинну ланку імунітету характеризували такі параметри: відносний та абсолютний вміст популяції CD19+ -лімфоцитів, сироваткова концентрація імуноґлобулінів G, A, M (метод радіальної імунодифузії за Mancini G. et al., 1965) і циркулювальних імунних комплексів (ЦІК) крупно-, середньо- і дрібномолекулярних (метод преципітації з поліетиленґліколем за Фроловым В.М. и Рычневым В.Е., 1986). Природні кіллери ідентифікували шляхом непрямої імунофлюоресцентної реакції з моноклональними антитілами до поверхневих антигенів CD16 з візуалізацією під люмінесцентним мікроскопом. Природну кіллерну активність (ПКА) оцінювали в тесті лізису еритроцитів курки (ЕК) з додаванням до середовища інкубації 10% ембріональної телячої сироватки, антитілозалежну клітинну цитотоксичність (АЗКЦ) – в тесті лізису тих же клітин-мішеней з додаванням гіперімунної до ЕК сироватки кролика (Гордиенко С.М. (1983). Співвідношення клітин-ефекторів і клітин-мішеней та час інкубації в обидвох випадках складали 10:1 і 4 год.
Стан фагоцитарної ланки оцінювали за такими параметрами: активністю лізоциму сироватки в тесті бактеріолізу Micr. lysodeikticus (нефелометричний метод), і комплемента - за 50%-ним гемолізом, фагоцитарним індексом, мікробним числом, індексами кіллінгу та бактерицидності, фагоцитарною і мікробною ємністю стосовно Staph. aureus, окремо для мікрофагів (нейтрофілів) та макрофагів (моноцитів).
Стан білково-азотистого обміну оцінювали за вмістом в сироватці крові альбумінів та глобулінів, їх фракцій (розділених шляхом електрофорезу на плівці із ацетату целюлози і пофарбованих бромфеноловим синім), сечовини, сечової кислоти та креатиніну. Ліпідний обмін оцінювали за визначенням вмісту холестерину загальних ліпідів і розподілу останнього серед б- та в-ліпопротеїдів. Окрім того, визначали ряд традиційних маркерів реактивності та інтоксикації: С-реактивний білок, сіалові кислоти, тимолова проба, ШОЕ, молекули середньої маси (МСМ). Нарешті, в крові та сечі визначали вміст літогенних субстанцій: кальцію, магнію, уратів, оксалатів.
Для отримання референтних показників обстежили 25 здорових мужчин аналогічного віку, жителів Трускавця.
Цифровий матеріал статистично обробляли на комп'ютері за програмами Excel і Statistica.
Результати досліджень та їх аналіз
Вплив малих доз 137 Cs і хронічного стресу на мієло-лімфоїдну тканину щурів та деякі метаболічні механізми такого впливу.
Порівняльне дослідження параметрів фагоцитарної здатності нейтрофілів свідчить, що обидва чинники поодинці не впливають вірогідно ні на активність, ні на інтенсивність фагоцитозу, оцінювані відповідно за фагоцитарним індексом та мікробним числом. Більше того, 137 Cs навіть дещо стимулює фагоцитарну активність. Натомість сумісна дія суттєво знижує обидва параметри – на 13% і 26% відповідно. Завершеність фагоцитозу знижується, на відміну від попередніх параметрів, вже внаслідок самостійної дії патогенних чинників: радіонукліду – на 28%, стресу – на 32%, а сумісне їх застосування поглиблює депресію кіллінгу до 48%. Ще в більшій мірі підлеглим негативному впливу факторів аварії виявлено індекс бактерицидності. Затравка 137 Cs знижує його на 24%, стрес – на 32%, сумісний вплив – на 55%.
Дослідження селезінки за умов дії 137 Cs не виявило суттєвих змін ні її маси, ні більшості елементів спленоцитограми, за винятком зниження на 33% відносного вмісту нейтрофілів та підвищення на 11% – лімфоцитів. Стрес, окрім аналогічних ефектів на нейтрофіли та лімфоцити, знижує вміст лімфобластів на 23%, плазмоцитів – на 16%, ретикулоцитів – на 15% в поєднанні із підвищенням на 87% вмісту моноцитів, а також – маси селезінки на 14%. За умов сумісної дії обидвох чинників спостерігається, окрім моноцитозу і лімфобластопенії, відносна еозинофілія, натомість вираженість нейтрофілопенії, ретикуло-цитопенії та плазмоцитопенії сходить нанівець.
В гемолімфатичному вузлі під впливом 137
Cs виявляється помірне підвищення вмісту ендотеліоцитів в поєднанні із помірним зниженням - плазмоцитів. Стрес спричиняє не лише відносне, а й абсолютне підвищення вмісту у вузлі цих елементів, а також – макрофагів, адже збільшується маса
8-09-2015, 23:00