119
УДК: 612.349.7:612.396.13:613.648.4-599.323.4
ПРЕДИКТИВНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПРОНИКАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ 5%
РАСТВОРА ГЛЮКОЗЫ В ИНСУЛИНОЗАВИСИМЫЕ КЛЕТКИ ОРГАНОВ
МЫШЕЙ, ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ.
Д.А. Костромина
1
., Р.М. Гарайшин¹., А.А. Измайлов
2
¹ ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России
2
Республиканский клинический онкологический диспансер г.Уфа
Контакты: Костромина Дарья Александровна, e-mail:darriol@mail.ru.
Аннотация.
В статье отражены результаты экспериментального исследования
воздействия ионизирующей радиации на органы животных 30 интактных разнополых
мышей BALB/c, по 15 особей каждого пола. Возраст животных составил от 2-х до 3-х
месяцев. Масса тела от 18 до 22 грамм.
Ключевые слова:
Ионизирующая радиация, гликолиз, гистологическое строение.
The article reflects the results of an experimental study of the effect of ionizing radiation
on the organs of animals of 30 intact opposite-sex BALB / c mice, 15 individuals of each sex. The
age of the animals ranged from 2 to 3 months. Body weight from 18 to 22 grams.
Key words:
Ionizing radiation, glycolysis, histological structure.
Актуальность.
Усвоение глюкозы из окружающей среды основной массой клеток,
кроме клеток головного мозга и эритроцитов [1,2,4]происходит под воздействием
инсулина и внутриклеточных белков переносчиков (ГЛЮТ 1, ГЛЮТ 2, ГЛЮТ 3,
остальные работают в энтероцитах и клетках печени против градиента концентрации) [5].
Вышеперечисленные белки переносчики работают на уровне двух слоев липидной
мембраны инсулинозависимых клеток.
Цель исследования.
Изучить проникающую способность 5% раствора глюкозы в
поврежденные инсулинозависимые ткани организма, под воздействием различных доз
ионизирующей радиации.
Гипотеза:
Одним из последствий радиоактивного облучения, является
окислительная деградация липидных слоев оболочки клеток, под действием свободных
радикалов (ПОЛ)[6]. Так как в крови присутствует определенный уровень глюкозы, можно
предположить усиление повреждения клеток под воздействием избыточного количества
глюкозы проникающей в клетки не только с помощью белков переносчиков, но и через
поврежденные радиацией мембраны клеток.
Так как полное окисление 1 моля глюкозы, дает возможность синтезировать до 38
молей АТФ при аэробном гликолизе и 2 моля АТФ при анаэробном гликолизе, можно
предположить, что переход поврежденных клеток на анаэробный гликолиз [3,5,7]
вынужден, и является защитной реакцией клеток от гликозилирования избыточным
количеством глюкозы внутриклеточных структур.
Материалы и методы.
Исследование проведено на клинической базе БГМУ-
кафедре онкологии с курсами онкологии и патологической анатомии с курсами ИДПО. С
целью изучения результатов применения ионизирующей радиации в исследование было
включено 30 интактных разнополых мышей BALB/c, по 15 особей каждого пола. Возраст
животных составил от 2-х до 3-х месяцев. Масса тела от 18 до 22 грамм.
С целью оценки повреждающего действия ионизирующей радиации использовались
инсулинозависимые органы: почки, селезенка, легкие, сердце. Забой животных проводился
под воздействием паров эфира, через 10 минут после начала наркоза. Органы отмывались
от крови в 0,9% растворе NaCl.
Животные были разделены на 3 группы. Первую группу составили органы 10 мышей
получившую дозу ионизирующей радиации 1Гр. Вторую группу составили органы 10
120
мышей получившую дозу ионизирующей радиации 2 Гр. Третью группу составили органы
10 мышей получившую дозу ионизирующей радиации 3Гр соответственно. Для сравнения,
в качестве контроля, использовались органы интактных мышей.
В качестве питательной среды для органов, для каждой группы использовался 5% -
5,0 мл. раствор глюкозы (Рис.1).
Рис. 1 Стерильный 5% раствор глюкозы.
Для гистологического исследования были взяты те-же органы животных
поврежденные и неповрежденные ионизирующей радиацией. После соответствующей
гистологической проводки и изготовления срезов толщиной 7 мкм, срезы окрашивались
гематоксилин – эозином. Всего приготовлены 75 микропрепаратов.
Облучение органов проводилось на аппарате ионизирующей радиации (Рис 2.)
Рис.2
Рентгенотерапевтический аппарат Xstrahl 200
Для анализа уровня глюкозы в питательной среде использовался лабораторный
анализатор (Рис.3).
121
Рис.3 Лабораторный анализатор – Оlympus AU 480.
Статистическую обработку результатов осуществляли с помощью программы «MS
Excel» с определением достоверности различий (p).
Результаты и обсуждение.
В зависимости от дозы облучения групп органов нами
была выявлена прямая зависимость снижения содержания остаточной глюкозы в
питательной среде через 6 часов после облучения. И обратно пропорциональная
зависимость содержания глюкозы через 24 часа после облучения (Таблица 1).
Таблица 1
Изменения показателей содержания глюкозы в растворе 5% глюкозы в зависимости
от дозы облучения и времени после облучения
В
ре
м
я
пос
ле
облуче
ни
я
Группы
животны
х Balb/c
Уровень глюкозы в питательной среде (ммоль/л)
Корр
еляци
онная
связь
Доза облучения
1 Гр.
Доза облучения
2 Гр.
Доза облучения
3 Гр.
6 ч
ас
ов
опытная
35 25 25 3
0
5
0
40 20 25 25 25 50 4
5
3
5
3
0
3
0
p<0,0
5
контроль
ная
50 50
,5
45 4
0
7
0
45 50 45 40 70 13
5
5
5
4
0
4
0
3
5
p<0,0
5
24 ч
ас
а
опытная
55
,5
60 50 4
5
4
0
40 45 65 55
,5
50 55
,5
5
0
4
0
5
0
5
5
p<0,0
5
контроль
ная
55
,5
55 45
,5
4
0
4
5
35
,5
45
,5
60
,5
55
,5
50
,5
55
,5
5
5
4
0
4
5
6
0
p>0,0
5
122
Рис. 4 Изменение уровня глюкозы в питательной среде через 6 и 24 часа в
зависимости от дозы излучения.
Рассматривая гистологические препараты нами выявлено более интенсивное
окрашивание гематоксилин-эозином во всех группах облученных органов по сравнению с
контролем.
Рис. 5 Слева интактные легкие. Справа облучённые легкие дозой 1 Гр.
Окраска гематоксилин — эозином, х100
У животных, облученных дозой -1 Гр. гистоструктура легких имеет ряд изменений.
Это касается нарушений кровообращения, проявляющихся в виде венозной гиперемии. В
просвете альвеол отмечаются явления воспалительного характера (рис. 5). Вместе с тем,
альвеолоциты легких не подвергаются деструктивным изменениям, структура как
секреторных, так и респираторных также не изменена.
У животных, облученных дозой -1 Гр. гистоструктура почки имеет ряд изменений.
Это касается нарушений кровообращения, проявляющихся в виде венозной гиперемии. В
просвете отдельных канальцев или группы канальцев содержатся цилиндры белково-
углеводного характера, в зоне расположения цилиндров просвет канальцев расширен
(рис.6) Вместе с тем, эпителиальные клетки почечных канальцев не подвергаются
деструктивным изменениям, структура базальной мембраны эпителиоцитов также не
изменена.
0
10
20
30
40
50
60
70
доза излучения
1 гр
контроль
доза излучения
2 гр
контроль
доза излучения
3 гр
контроль
Изменение показателей содержангия глюкозы в
зависимости от дозы облучения и времени после
облучения
уровень глюкозы через 6 часов
Уровень глюкозы через 24 часа
123
Рис.6 Слева интактная почка. Справа почка, облученная дозой 1 Гр.
Выраженная
венозная гиперемия и белково-углеводные компоненты (цилиндры) в почечных канальцах
у животных, облученных дозой в 1 Гр. Окраска гематоксилин — эозином, х100
Рис.7 Слева интактная селезенка. Справа селезенка, облученная дозой 1 Гр.
Окраска
гематоксилин — эозином, х100
У животных, облученных дозой -1 Гр. в селезёнке гистоструктура также
неравномерная, то есть в белой пульпе слабая, в красной пульпе в целом реакция умеренная,
наблюдается более интенсивное прокрашивание гематоксилин-эозином (рис. 7).
Рис.8 Слева интактные легкие. Справа облучённые легкие дозой 2 Гр.
Окраска гематоксилин — эозином, х100
У животных, облученных дозой - 2 Гр. гистоструктура легких так же имеет ряд
изменений, как и органов животных, облученных дозой в 1 Гр. Это касается нарушений
кровообращения, проявляющихся в виде венозной гиперемии. В просвете альвеол
отмечаются явления воспалительного характера (рис.8). Более насыщеннное
124
прокрашивание гематоксилин –эозином по сравнению с группой контроля. Альвеолоциты
легких не подвергаются деструктивным изменениям, структура секреторных и
респираторных альвеолоцитов также не изменена
.
Рис 9. Слева интактная почка. Справа почка, облученная дозой 2 Гр.
Окраска гематоксилин — эозином, х100
У животных, облученных дозой -2 Гр. гистоструктура почки так же имеет ряд
изменений, как и у животных, облученных дозой в 1 гр. Это касается нарушений
кровообращения, проявляющихся в виде венозной гиперемии (рис.9). Вместе с тем,
эпителиальные клетки почечных канальцев не подвергаются деструктивным изменениям,
структура базальной мембраны эпителиоцитов не изменена.
Рис 10. Слева интактная селезенка. Справа селезенка, облученная дозой 2 Гр.
Окраска гематоксилин — эозином, х100
У животных, облученных дозой -2 Гр. в селезёнке гистоструктура также
неравномерная, как и в группах, облученных дозой в 1 гр. соответственно, то есть в белой
пульпе слабая, в красной пульпе в целом реакция умеренная, наблюдается более
интенсивное прокрашивание гематоксилин-эозином (рис. 10).
У животных, облученных дозой 2 гр. так же наблюдается усиление интенсивности
окрашивания кардиомиоцитов гематоксилин — эозином как в группе животных,
облученных дозой в 1 гр. Выраженных деструктивных изменений в клетках сердечной
мышцы не выявлено (рис.11).
125
Рис. 11. Слева интактная ткань сердечной мышцы. Справа ткань сердечной мышцы,
облученная дозой 2 Гр. Окраска гематоксилин — эозином, х200
Рис. 12. Слева интактные легкие. Справа облучённые легкие дозой 3 Гр. Окраска
гематоксилин — эозином, х100
Рис. 13. Слева интактная почка. Справа почка, облученная дозой 3 Гр.
Окраска гематоксилин — эозином, х100
У животных, облученных дозой - 3 Гр. гистоструктура легких так же имеет ряд
изменений, как и органов животных, облученных дозой в 1 и 2 Гр. Соответственно. Это так
же касается нарушений кровообращения, проявляющихся в виде венозной гиперемии,
диапедезного кровоизлияния в окружающие ткани. В просвете альвеол отмечаются явления
воспалительного характера (рис.12). Более насыщеннное прокрашивание гематоксилин –
126
эозином по сравнению с группой контроля. Альвеолоциты легких не подвергаются
деструктивным изменениям, структура секреторных и респираторных альвеолоцитов также
не изменена.
У животных, облученных дозой -3 Гр. гистоструктура почки так же имеет ряд
изменений, как и у животных, облученных дозой в 1 и 2 гр. Соответственно. Это касается
нарушений кровообращения, проявляющихся в виде венозной гиперемии (рис.13). Вместе
с тем, эпителиальные клетки почечных канальцев не подвергаются деструктивным
изменениям, структура базальной мембраны эпителиоцитов не изменена.
Рис. 14. Интактная селезенка. Справа селезенка, облученная дозой 3 Гр.Окраска
гематоксилин — эозином, х100
У животных, облученных дозой -3 Гр. в селезёнке гистоструктура также
неравномерная, как и в группах, облученных дозой в 1 и 2 гр. соответственно, то есть в
белой пульпе слабая, в красной пульпе в целом реакция умеренная, наблюдается более
интенсивное прокрашивание гематоксилин-эозином (рис.14).
Рис. 15. Слева интактная ткань сердечной мышцы. Справа ткань сердечной мышцы,
облученная дозой 3 Гр.
Окраска гематоксилин — эозином, х10
У животных, облученных дозой 3 гр. так же наблюдается усиление интенсивности
окрашивания кардиомиоцитов гематоксилин — эозином как в группе животных,
облученных дозой в 1 и 2 гр. соответственно. Отмечается разрыхление мышечных волокон.
Выраженных деструктивных изменений в самих клетках сердечной мышцы не выявлено
(рис.15).
Результаты и обсуждение.
В зависимости от дозы облучения групп органов нами
была выявлена прямая зависимость снижения содержания остаточной глюкозы в
питательной среде через 6 часов после облучения. И обратно пропорциональная
зависимость содержания глюкозы через 24 часа после облучения
127
1.
Наиболее сильная проникающая способность 5% глюкозы наблюдается при
облучении дозой радиации-2 Гр.
2.
Под воздействием ионизирующей радиации, клетки мишени более интенсивно
окрашивались гематоксилин- эозином, чем интактные ткани, вне зависимости от
дозы облучения.
Заключение.
Таким образом, проведенное In vitro исследование отражает, как
изменение уровня содержания остаточной глюкозы в питательной среде, без активного
участия белков переносчиков глюкозы и инсулина, так и внутриклеточные изменения под
воздействием на клетки органов животных повреждающих факторов ионизирующей
радиации. Данные процессы в тканях можно соотнести и с процессами, происходящими в
макро организме, где всегда есть определенный уровень глюкозы так и любые другие
повреждающие факторы, встречающихся в повседневной жизни, такие как биологические
(вирусы, бактерии), химические, термические и т.д. Данный механизм повреждающего
воздействия избыточным количеством глюкозы может быть пусковым в канцерогенезе.
Литература
1.
Долгова В.В. Клиническая лабораторная диагностика: учебник / Под ред. В.В.
Долгова,
ФГБОУ
ДПО
«Российская
медицинская
академия
непрерывного
профессионального образования». – М.: ФГБОУ ДПО РМАНПО, 2016 – 668 с. ISBN 978-5-
7249-2608-9
2.
Кофтун Л.А. Лабораторная верификация клеточного повреждения головного мозга
с помощью определения белков крови при легких черепно-мозговых травмах. Диссертация
на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. С Пб – 2021. –142 с.
3.
Терентьем А.А. Биохимия мышечной ткани: учебное пособие / А.А. Терентьев. М.:
ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России, 2019. —76 с.
4.
Емельянов В.В. Биохимия : [учеб. пособие] / В. В. Емельянов, Н. Е. Максимова, Н.
Н. Мочульская ; М-во образования и науки Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. –
Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2016 – 132 с.
5.
David L. Nelson, Michael M. Cox. Lehninger Principles of biochemistry. — Fifth edition.
— New York: W. H. Freeman and company, 2008. — 1158 p.
6.
Halperin E.C., Wazer D.E., Perez C.A., Brady L.W. Principles and Practice of Radiation
Oncology / / Wolters Kluwer/Lippincott Williams & Wilkins.- 2013.- Р.7-11.
7.
Henry R.J., Chiamori N., Berkman S. Revised spectrophotometric methods for the
determination of glutamic-oxalacetic transaminase, glutamic-pyruvic transaminase, and lactic acid
dehydrogenase // Amer. J. Clin. Pathol. 1960. V. 34. P. 381–387.
УДК:575:191:616:056.7:616.853-071
КЛИНИКО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО
ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ СИНДРОМА МАРТИНА-БЕЛЛА
Туйчибаева Нодира Мираталиевна
1,a
, Алимходжаева Фарогат Рустамовна
2,b
,
Губайдулина Камила Равильевна
3,c
, Ганиев Бобур Бахтиёр угли
4,d
, Расулова
Ирода Тубли кизи
5,e
