У лабораторії радіаційної патоморфологии Медичного радіологічного наукового центру РАМН було проведено ряд досліджень для вивчення радіаційно-індукованих структурно-функціональних пошкоджень APUD-клітин ШКТ мишей і щурів лінії Вістар в умовах зовнішнього та внутрішнього опромінення, заснований на поетапному аналізі стану популяції APUD-клітин із застосуванням імуногістохімічних , гістохімічних, радіоавтографіческіх та електронно-мікроскопічних методів досліджень. Загальна гамма-опромінення тварин здійснювали у-квантами собо при потужності дози 2 Гр / хв. Ефекти внутрішнього опромінення досягалися шляхом введення 1131 активністю 1 мкК на грам ваги тіла. Для ідентифікації типів ендокринних клітин використовували іммуноперок-сідазние методи із застосуванням поліклональних кролячих антитіл до серотоніну, мелатоніну, 3-ендорфіну, інсуліну, глюкагону, соматостатину.
Кількісні та якісні зміни APUD-клітин вивчали після опромінення в сублетальні дозі 5 Гр і в летальних дозах 9, 16 і 20 Гр, що викликають у мишей кістково-мозкову (9 Гр) і кишкову (16 і 20 Гр) форму променевої хвороби. У різні терміни після радіаційного впливу (від 3 годин до 4 місяців) тварин забивали і проводили забір ділянок тканини пілоричного відділу шлунка і дванадцятипалої кишки. Тенденція до зниження загального змісту APUD-клітин у шлунку спостерігалася вже в ранні терміни після опромінення в дозі 5 Гр. На 3-у добу їх кількість сягала мінімального рівня, в наступні терміни починало збільшуватися і до 4 місяців не відрізнялося від контрольного показника. У дванадцятипалій кишці спостерігалася та ж тенденція поступового збільшення числа аргірофільних клітин, але, на відміну від шлунка, у віддалені терміни воно не досягало рівня контрольних тварин. При дозі 9 Гр до 3-ї доби після опромінення кількість аргірофільних клітин знижувався в 2 рази і зберігалося на тому ж рівні до періоду загибелі тварин, а після опромінення в дозах 16 і 20 Гр вже через 3 години зазначалося прогресуюче зниження їх кількості.
Звертало на себе увагу невідповідність динаміки виявлення популяції аргірофільних і аргентаффінних клітин в пилоро-доуденального зоні в ранні терміни після опромінення. Достовірне зниження аргентаффінних клітин зазначалося раніше: через 1 добу при дозі 5 Гр і через 3 години при дозі 9 Гр. З боку ж аргірофільних клітин спостерігалося «запізнювання» реакції, що свідчить про те, що іонізуюча радіація спочатку ініціювала вивільнення з APUD-клітин серотоніну, який, у свою чергу, запускав механізм ранніх постлучевих перетворень в тканинах і відповідну адаптивну реакцію з боку клітин на зміну гомеостазу . За даними електронно-мікроскопічних досліджень, зміни в APUDonHTax починали проявлятися в 1-у добу після впливу опромінення в дозі 5 Гр. При цьому посилювалася гетерогенність будови внутрішньоклітинних органел, відбувалося набухання мітохондрій, розширення цистерн комплексу Гольджі і канальців ендоплазматичної. Зазначалося «надлишкове» накопичення в деяких APUD-клітинах секреторних гранул. Більш виражені ефекти на ранніх етапах пострадіаційної патології були пов'язані з елементами строми, які проявляються в паретична розширенні судин і формуванні локальних ділянок периваскулярного і інтерстиціального набряку. При цьому в ранні терміни після сублетальлними опромінення дані зміни були виражені слабо, але при впливі в летальних дозах починали прогресувати зі збільшенням терміну після впливу.
З'являлися осередки руйнування в пластинчастому комплексі, дрібні дефекти плазматичних мембран змінювалися обширними дефектами. У цитоплазмі APUD-клітин збільшувався вміст мієлінових структур і цітозолізосом, вогнища деструкції були більш виражені, посилювався набряк слизової оболонки. У ранні терміни після опромінення в летальних дозах спостерігалася дегрануляция APUDoціtob, корелює з динамікою зниження числа ідентифікованих гистохимическими методами ендокринних клітин. При використанні радіоізотопа 1131 в клінічній практиці виникла необхідність вивчення розподілу 1131 в органах ШКТ і наслідків його впливу на структуру цих органів. Щурам через рот за допомогою тонкого металевого зонда вводили в шлунок 1131 з розрахунку 1 мкК на кодограм маси тіла. Для радіометрії зразки органів брали через 3, 12 і 24 години, 3 доби, 1, 2 і 3 тижні після введення ізотопу. Результати радіометричних досліджень показали, що за рівнем накопичення поглинених доз органи ШКТ розташовувалися в наступному порядку: антрум, тіло шлунка, цибулина дванадцятипалої кишки, сліпа, тонка кишка. За результатами радіоавтографіческого дослідження переважне накопичення 1131 було зареєстровано в поверхневому шарі слизової оболонки шлунка і кріптальном епітелії тонкого кишечника. Уже в перші години відзначалося істотне зниження виявляємості як загальній популяції APUDohhtob, так і ЄС-клітин. Але в наступні терміни між зміною змісту ендокринної популяції клітин в цілому, мають фазний характер, і ЄС-клітинами був виявлений дисбаланс. Ультраструктурних аналіз показав, що патоморфологічні зміни в АРUDоцітах відповідали ефектам радіаційного пошкодження від зовнішнього опромінення.
Комплексний аналіз отриманих даних свідчив, що 1131, реціркуліруя через стінку шлунка і кишечника і піддаючи їх іонізуючого опромінення, викликав масивну дегрануляцию ЄС-клітин (особливо в кишечнику) в перші години після його надходження в організм. Враховуючи численність ентерохромафінних клітин в слизовій ШКТ, можна було очікувати появи небажаних ефектів при масивному викиді серотоніну за межі синтезують його клітин. Малі дози іонізуючого випромінювання привертають увагу дослідників не один десяток років. Медичні працівники, фахівці, які обслуговують ядерні установки на атомних електростанціях, в тій чи іншій мірі піддаються опроміненню в малих дозах. Аварія на ЧАЕС ще раз показала необхідність і важливість проблеми малих доз. Було проведено велику кількість досліджень і отриманий великий матеріал, що дозволяє зрозуміти і оцінити ступінь впливу малих доз на організм. Одноразове у-опромінення щурів 60З в дозі 1 Гр через 1 і 3 місяці після опромінення призводило до зниження толерантності до глюкози і підвищенню рівня глікогену, з нормалізацією цих показників у віддалені терміни (7-12 місяців).
При опроміненні мишей було виявлено суттєве зменшення тривалості життя тварин при впливі нейтронами в дозі 0,5 Гр, а в разі Y-випромінювання - при дозах 0,9 Гр. У 75% загиблих тварин причиною смерті з'явилися пухлини. Результати проведених електронно-мікроскопічних досліджень показали, що ЄС-клітини шлунка мишей в ранні терміни після одноразового загального Y-опроміненні в дозі 1 Гр перебували у фазі високої синтетичної активності і не мали деструктивних змін. Не вдалося зареєструвати клітини, ультрамікроскопічних структура яких свідчила б про активну секреції. Можливо, ця фаза була більш радіочутливих і клітини, які знаходяться в ній, гинули раніше, стимулюючи новий синтез гормонів. З іншого боку, доза в 1 Гр могла бути недостатньо ефективною для масивного викиду гормонів. У той же час існують дані, згідно з якими малі дози іонізуючого випромінювання збільшують природну тривалість життя тварин, що може бути наслідком неспецифічної стимуляції захисно-пристосувальної реакції організму, активізації неспецифічного імунітету. При низьких рівнях радіації активізується функція системи мононуклеарних фагоцитів одночасно з невеликим збільшенням кількості циркулюючих лімфоцитів, що свідчить про посилення захисних функцій організму. Малі дози радіації можуть знижувати частоту утворення пухлин, збільшуючи тривалість життя.
В якості можливих механізмів висуваються: 1) реакція на сублетальні ушкодження, яка призводить до стимуляції антиоксидантних систем і систем ДНК- 2) механізм програмованої загибелі клітини, завдяки якому пошкоджені клітини гинуть, стимулюючи проліферацію стовбурових клітин. Таким чином, клітки ДЕС швидко реагують на патологічні процеси, що розвиваються в організмі при опроміненні. Виробляються цими клітинами пептидні гормони і біогенні аміни, з одного боку, є ендогенними факторами, які регулюють клітинну проліферацію та брали участь у підтримці місцевого та загального гомеостазу, з іншого - володіють радіомодифікуючих властивостями, що вносить значний, якщо не основною, внесок у формування радіаційного ушкодження. Також є підстави вважати, що через біогенні аміни може реалізовуватися дію променевих методів лікування.
В даний час в шлунку і кишечнику ідентифіковано більше 20 типів APUDoціtob, при цьому найбільша їх кількість знаходиться у дванадцятипалій кишці. Аналіз літератури, проведений в даній роботі, свідчить про те, що хоча є багато робіт про морфології та фізіології окремих клітин APUD-системи та біохімії синтезованих ними гормонів, комплексного дослідження ультраструктурной організації різних типів APUDoціtob, локалізованих в дванадцятипалій кишці, немає. Питанням біологічних основ дії іонізуючого випромінювання, радіаційного гістопатології нервової та ендокринної системи, наслідків променевих уражень як від зовнішніх, так і від інкорпорованих радіоактивних речовин присвячені численні дослідження. У той же час структурно-функціональна організація і поведінку APUD-клітин при радіаційному опроміненні вивчені недостатньо, а детальні дослідження їх ультраструктури, які могли б пояснити цілий ряд відповідних реакцій в умовах впливу іонізуючої радіації, що супроводжуються десинхронізацією роботи всього організму, поки нечисленні.
Крім того, велика частина досліджень пострадіаційної патології ендокринних клітин проведена в ранні та віддалені терміни після впливу опромінення, в той час як робіт по пізнім ультраструктурного пошкоджень практично немає. З точки зору репараційних процесів, які найбільш активуються при впливі іонізуючої радіації в невеликих дозах, особливий інтерес представляє пролонговану опромінення в дозах нелетальної діапазону. Крім того, на відміну від одноразового опромінення, пошкоджень APUD-системи в результаті дії пролонгованого опромінення присвячені поодинокі дослідження. Враховуючи ці міркування, далі наводяться результати експериментів, присвячених дослідженню пізніх ультраструктурних пошкоджень нейроендокринних клітин (APUDoціtob) щурів при моделюванні радіаційного старіння - після одноразового опромінення в дозах летального діапазону і через 1 добу після пролонгованої нелетальної опромінення.
Найцікавіші новини