Спосіб захисту тварин від дії іонізуючого опромінення

Даний винахід відноситься до галузі медицини і радіобіології. Відомий "Засіб покращення стану хворих на злоякісні пухлини" [Groke С. Mittel mit zerstorender Wirkung auf maligne Tumore, Werfahren zu dessen Herstellung und Praparation zurin Anwndung in der Therapie von Krebskranken //Europaische Patentanmeldung. Anmeldennummer 89100493.9. 12.01.89]. Суть його полягає в тому, що для покращення стану хворих Із злоякісними пухлинами, їм вводять як діючу речовину альфакетоглутарову кислоту і інші азотовмісні сполуки з групи 5-гідроксиметилфурфуролів. При застосуванні цього способу не відмічено зростання пухлин та появи метастазів. Недоліком цього засобу є те, що він не застосовується для підвищення коефіцієнта виживання тварин при таких специфічних екстремальних умовах як Іонізуюче опромінненя організму в летальних дозах. Цей природний для організму метаболіт ніколи не використовувався як радіотерапевтичний засіб. Найближчим по технічній суті - прототипом є спосіб підвищення коефіцієнту виживання опромінених тварин при активації холінергічної ланки регуляції організму введенням як радіопротекторів ацетилхоліну [Бак З., Александер А. Основы радиобиологии. - Μ.: Иностр. л-ра, 1963] і його структурних аналогів, наприклад, карбахоліну [Долиба Н.М., Кургалюк Н.Н., Романик О.В., Шостаковская И.В. Влияние карбахолина на пострадиационные изменения и окислительное фосфорилирование в митохондриях гепато- и энтероцитов //1-го Всесоюзн. радиобиол. съезд. Москва, 21 -27 авг. 1989 г. - Пущино, 1989, Т.5. - С. 1026]. Попереднє введення тваринам холіномімематика карбахоліну за 30 хв. до опромінення в дослідженнях цих авторів змінює пострадіаційне порушення процесів дихання та окисного фосфорилювання в мітохондріях гепато- та ентероцитів у напрямку їх нормалізації, а також збільшує відсоток виживання опромінених тварин. Проте недоліком застосування цих холіноміметиків є те, що дія ацетилхоліну як радіопротектора до опромінення швидко нікелюється завдяки дії в організмі специфічних і неспецифічних холінестераз, а карбахолін є токсичною сполукою. При введенні після опромінення ці сполуки не мають радіотерапевтичної дії і не підвищують коефіцієнту виживання тварин при опроміненні в мінімально летальній дозі. Даний винахід ставить перед собою завдання розробити спосіб при якому введення в ранні строки після опромінення певної речовини збільшує коефіцієнт виживання опромінених тварин. Поставлене завдання вирішується таким чином, що тваринам вводять внутрішньоочеревно aкетоглутарат натрію в дозі 20 мг/100 г маси тіла через 1 годину після опромінення в дозі 259 мКл/кг. a-кетоглутарат - важливий метаболіт циклу трикарбонових кислот в енергетиці клітин. Поряд з цим, введений в організм, він активує холінергічну ланку регуляції функцій організму і впливає на використання енергетичних субстратів мітохондріями подібно до дії холінергічного медіатора ацетилхоліну (Доліба М.М., Кургалюк Н.М., Музика Ф.В., Шостаковська І.В., Кондрашова М.М. Синергізм дії a-кетоглутарату і ацетилхоліну на енергетичний обмін в мітохондріях //Физиол. журн. -1993. - Τ. 39, №5-6. - с 65 - 70). Дія альфа-кетоглутарату при введенні в організм обумовлює підвищення вмісту ацетилхоліну, зниження концентрації катехоламінів і активності холінестераз тканин і цільної крові. Екзогенний a-кетоглутарат стимулює в мітохондріях дихання і окисне фосфорилювання з використанням як субстрату ендогенного a-кетоглутарату, підвищує показник ефективності використання кисню для синтезу макроергів, активує субстратне фосфорилювання. Всі ці ефекти a-кетоглутарату натрію спрямовані на обмеження наслідків дії на клітинну енергетику сильних стресорних чинників, пов'язаних з нагромажденням в організмі кетехоламінів, збільшенням окислення сукцинату, гіперактивацією сукцинатдегідрогенази, що призводить до роз'єднання процесів дихання і окисного фосфорилювання та погіршення енергопродукції в клітинах організму. Переключення дихання з сукцинат - на a-кетоглутарат- залежне надзвичайно важливе для повноцінного енергетичного забезпечення і активації анаболічних процесів опроміненого організму. Авторами вперше запропоновано використання a-кетоглутарату в перші години після Іонізуючого опромінення щурів в мінімально летальній дозі 259 мКл/кг з метою підвищення коефіцієнту виживання опромінених тварин. Дослідження проведені на білих лабораторних щурах масою 180-200 г, яких опромінювали на установці РУМ-17 до сумарної дози 1000 Ρ або 259 мКл/кг. Умови опромінення: напруга - 180 kV, сила струму - 11 мА, фільтр - Cu+AL, віддаль від джерела опромінення - 65 см, потужність дози - 20 Р/хв, час опромінення - 50 хв. Доза a-кетоглутарату при внутрішньочеревному введенні щурам була експериментально підібрана і є найбільш ефективною щодо активації процесів дихання і окисного фосфорилювання мітохондрій гепатоцитів та мідіаторних змін в тканинах і цільній крові (Музика Ф.В. Влияние a-кетоглутарата на энергетический обмен в митохондриях печени в зависимости от степени активации холинэргической нервной системы: Ав-тореф. дис.... канд. биол. наук. - Львов, 1992. - 18 с). Наведені нижче приклади дозволяють продемонструвати ефективність способу за часом. Приклад 1. Тварин опромінювали тотально рентгенівськими променями згідно вищевказаних умов. Протягом трьох днів розвивалися ознаки гострої форми променевої хвороби - шлунково-кишкового синдрому, а саме: появи діареї, крововиливів в слизових, почервоніння рогівки очей, тварини стали малоактивні, відмовлялись від корму. Загибель тварин на 8-й день становила 10%. а на 14-й день - 45%. До кінця спостереження, тобто на 30-й день вижило лише 13% тварин. Приклад 2. Даній групі тварин вводили внутрішньочеревно a-кетоглутарат натрію в дозі 20 мг/100 г маси тварини за 2 год і за 30 хв до опромінення у вищевказаній дозі. Введення альфа-кетоглутарату натрію до опромінення як за 2 год так і 30 хв погіршувало перебіг променевого ураженення. Клінічні прояви у вигляді діареї і крововиливів були сильно виражені. На 6-й день спостереження смертність складала 38%, до 14-го дня загинуло 75%, а на 30-й день вижило лише 8%. Приклад 3. Тваринам вводили альфа-кетоглутарат натрію у вищезгаданій дозі через 3 год після опромінення. Ознаки шлунково-кишкового синдрому розвивалися як в попередніх групах, 1 на 6-й день смертність складала 13%. Інші тварини залишались ослабленими, малорухливими, з припухлістю шкірних покривів, зниженим апетитом. Надалі важкий клінічний стан їх поглиблювався, і смертність зростала. До 30-го дня вижило 20% тварин, в яких були чітко виражені ознаки перенесеної променевої хвороби. Приклад 4. При введені a-кетоглутарату натрію через 2 год після опромінення клінічні прояви шлунковокишкового синдрому в перші дні були менш виражені, до 14 дня загинуло лише 25% тварин. В наступні строки ознаки променевої хвороби проявлялись в хронічній формі. Тварини були рухливі, мали апетит, локальні облисіння шерсті не спостерігались, шкірні покрови були чисті. На 30-й день смертність в цій групі складала 38%. Приклад 5. При введенні a-кетоглутарату через 1 год після опромінення клінічні прояви шлункового синдрому були виражені слабше. Лише 38% тварин мали активну діарею, решта тварин була активна, рухлива, не мала крововиливів, нормально приймала корм. На 18-й день смертність в цій групі тварин склала 12,9%. У наступні дні у тварин з'являлися ознаки перенесеної півгострої форми променевої хвороби, а саме: порідіння волосяного покриву, припухлість в ділянці голови. До 30-го дня спостереження в цій групі вижило 87,8%. Вищенаведені приклади свідчать про високу ефективність застосування a-кетоглутарату натрію при введенні препарату в перші години після іонізуючого опромінення в мінімально летальній дозі, що підвищує коефіцієнт виживання опромінених тварин, і підтвердження отримання передбаченого технічного результату.