Спосіб оцінки функціонального стану опроміненої чоловічої статевої системи в експерименті

Винахід відноситься до галузі радіаційної біології та медицини і може бути використаний для діагностики радіаційно індукованих захворювань. Існують способи діагностики ступеня опромінення організму шляхом визначення кількості лейкоцитів [1]. Також відомі способи прогнозування розвитку променевої патології в органах та тканинах тварин після опромінення в малих дозах за допомогою підрахунку хромосомних аберацій, змін у мітотичному режимі клітин [2, 3, 4, 5]. Проте недоліками зазначених вище способів є відсутність даних про дослідження стану статевої системи. Проводились дослідження в тканинах печінки, кровотворних органах, тоді як відомо, що однією з основних причин розвитку аномалій та потворств нащадків є патологічні зміни в статевих клітинах організмів батьків. Крім того, оцінка функціонального стану органів проводилася на фоні впливу середньо летальних доз, результатом дії яких є розвиток видимих клінічних ознак патології. У випадку, коли зміни проявляються лише на біохімічному рівні, використання запропонованих способів оцінки стану чоловічої статевої системи є неінформативним. Найбільш близьким до заявленого є спосіб оцінки стану неспецифічної резистентності організму за тіолдисульфідним співвідношенням крові [6]. В якому неспецифічну резистентність оцінюють за співвідношенням відновлених сіркомістких груп до окислених. Однак результати досліджень показників тіол-дисульфідної системи крові мають значення для формування уявлень про роль тіолзалежних функціональних систем у формуванні неспецифічної резистентності організму в умовах дії несприятливих факторів, і за їх допомогою неможливо визначити стан метаболічних процесів у окремих органах. Як відомо, іонізуюча радіація, особливо в низьких дозах, викликає дисбаланс у метаболічних процесах, прояви яких відмічаються не лише в організмах, що зазнали впливу іонізуючої радіації, але й народжених від них нащадків [7, 8]. Тому дуже важливим є розробка способу за допомогою якого можна визначити стан статевої системи за умов дії іонізуючого випромінення. В основу винаходу покладено задачу розширення можливостей діагностики функціонального стану чоловічої репродуктивної системи статевозрілих тварин з метою прогнозування розвитку можливих порушень сперматогенезу в організмах їх нащадків. Це сприятиме розробці нових та удосконаленню існуючих способів корекції наслідків променевої патології та дозволить запобігати появі патологічних порушень в репродуктивній системі наступних поколінь, а у випадку проявів патології звести до мінімуму її негативні наслідки. Поставлена задача вирішується тим, що, згідно винаходу, тварин піддають тотальному фракціонованому g опроміненню у сумарних дозах 0,75 та 1,0Гр і на 12-ту добу після завершення опромінення визначають вміст білкових сульфгідрильних і дисульфідних груп та їх співвідношення, вміст небілкових сульфгідрильних груп в сім'яниках статевозрілих щурів і за зсувом SН-/SS-співвідношення у бік накопичення окислених компонентів та за збільшенням вмісту небілкових сульфгідрильних груп судять про наявність патологічних змін у сім'яниках та виснаженість тіолзалежної ланки антиоксидантної системи, а при підтриманні вмісту небілкових сульфгідрильних груп на рівні контрольних показників судять про достатню буферну місткість тіолзалежної ланки антиоксидантної системи. Спосіб здійснюється наступним чином. Дослідження функціонального стану чоловічої репродуктивної системи статевозрілих тварин в експерименті проводилося на сім'яниках щурів лінії Вістар, які підлягали тотальному фракціонованому g -опроміненню у сумарній дозі 0,75 та 1,0Гр. На 12-й день після завершення опромінення тварин брали до експерименту, вилучали сім'яники, готували з них гомогенати. Вміст небілкових SH-груп, білкових SH- і SS-груп визначали у супернатантах тканин сім'яників за допомогою методу амперметричного титрування азотнокислим сріблом. Після визначення вмісту білкових сульфгідрильних і дисульфідних груп підраховували їх співвідношення. Про наявність патологічних змін у сім'яниках судили по зміщенню SH-/SS-співвідношення у бік окислених продуктів, та за змінами вмісту небілкових сульфгідрильних груп у сім'яниках. Підтвердженням ефективності зазначеного способу виступають дані при порівняльному аналізі груп неопромінених статевозрілих щурів та тварин після g -опромінення в дозах 0,75 і 1,0Гр. Таблиця 1 Стан тіол-дисульфідної системи тканин сім'яників інтактних та опромінених статевозрілих самців (M±m; n=12; мкмоль/г тканин сім'яників) Умови експерименту Білкові SH-групи Білкові SS-групи Інтактні самці Самці, опромінені у дозі 0,75Гр Самці, опромінені у дозі 1,0Гр 9,4±0,64 1,6±0,1 SH-/SSспіввідношення 5,8±0,61 6,29±0,6 2,15±0,18 2,92±0,26 0,66±0,05*1 4,62±0,48 1,6±0,11*1 3,54±0,24*2 0,99±0,07 Небілкові SH-групи 0,78±0,06 Примітки: 1. *1 - Р>0,05 порівняно з інтактними самцями; 2. *2 - P>0,05 порівняно з самцями, опроміненими у сумарній дозі 0,75Гр. Як свідчать результати проведених досліджень (табл.1), під впливом іонізуючого випромінювання у дозі 0,75Гр вміст білкових сульфгідрильних груп у тканинах сім'яників зменшився порівняно з показниками інтактних тварин на 33%. При цьому кількість дисульфідних груп збільшилась на 34,4%, що призвело до зміни їх співвідношення у бік окислених продуктів на 49,7% порівняно з інтактними тваринами. Вміст SH-груп небілкової природи не зазнавав істотних змін. При збільшенні сумарної дози опромінення до 1,0Гр дисбаланс між вмістом відновлених та окислених груп посилився. Так, вміст білкових SH-груп знизився як по відношенню до контролю на 50,9%, так і у порівнянні з показниками опромінених у дозі 0,75Гр тварин на 26,6%. Вміст дисульфідних груп порівняно з контролем не змінився. При цьому SH-/SS-співвідношення зменшувалося, порівняно з інтактними тваринами, на 39%. Вміст небілкових SH-груп у тканинах сім'яників самців, опромінених у сумарній дозі 1,0Гр, збільшився не тільки по відношенню до контролю на 26,9%, але й по відношенню до аналогічних показників попередньої групи опромінених тварин на 33,3%. Аналіз отриманих результатів, показав, що g -опромінення у дозі 0,75Гр призводить до активації вільно радикальних окислювальних процесів, внаслідок чого зменшується кількість відновлених сіркомістких функціональних груп білкової природи у сім'яниках щурів, збільшується кількість окислених. Зменшення співвідношення білкових сульфгідрильних до дисульфідних груп вказує на зменшення буферної ємності тіолзалежних антирадикальних систем. Тобто, створюються умови, у яких збільшується вірогідність вільнорадикального пошкодження статевих клітин. Паралельно з цим у тканинах сім'яників спостерігалась тенденція до зменшення вмісту небілкових сульфгідрильних груп, що свідчить про їх використання для нейтралізації вільних радикалів, по-перше. По-друге, для відновлення окислених білкових сульфгідрильних груп. Отже, тривале тотальне g -опромінення статевозрілих щурів у сумарній дозі 0,75Гр з одного боку призводить до зменшення буферної місткості тіолзалежних антирадикальних систем, з іншого - негативні зрушення супроводжуються процесами, направленими на запобігання наслідкам дії іонізуючого випромінювання. Підвищення дози опромінення до 1,0Гр викликало неоднозначні зміни. Більш глибоке зниження вмісту білкових сульфгідрильних груп свідчить про посилення радіаційно індукованого стресу. Відсутність змін вмісту білкових дисульфідних груп порівняно з інтактними тваринами не свідчить на користь підтримання їх кількості за рахунок активації відновних процесів, а пояснюється глибокими конформаційними змінами білкових молекул, внаслідок чого дисульфідні групи не доступні для визначення даним методом. Останнє підтверджується значним зростанням вмісту небілкових сульфгідрильних груп у сім'яниках опромінених у сумарній дозі 1,0Гр щурів. Відомо, що денатураційні зміни білкових молекул супроводжуються вивільненням з їх складу низькомолекулярних тіолових груп. Таким чином, проведені дослідження показали, що у сім'яниках щурів, опромінених у сумарній дозі 1,0Гр, негативні зрушення виражені значно більше, ніж у сім'яниках тварин, опромінених у сумарній дозі 0,75Гр. Запропонований спосіб оцінки функціонального стану чоловічої репродуктивної системи має переваги у порівнянні з прототипом у плані розширення можливостей діагностики розвитку патології навіть за відсутності видимих патологічних проявів. На підставі даних про особливості стану тіол-дисульфідної системи, компоненти якої приймають участь у забезпеченні неспецифічної резистентності організму, з'являється можливість судити про функціональні зміни в гаметах, які, не впливаючи на репродуктивну здатність індивідуумів, можуть бути згубними для нащадків. Отже, запропонований спосіб дозволить розширити можливості пренатальної діагностики, профілактики, та корекції радіаційно-індукованої патології. Література: 1. Жебрин Е.А. Способ диагностики g -облученности организма путем определения числа лейкоцитов // А.с. № 1206995А МКИ5: А61В10/00. Заявка № 3414136/13. 2. Нефедов И.Ю., Нефедова И.Ю., Палыга Г.Ф. Некоторые методологические аспекты экспериментального моделирования и оценки наследственных последствий облучения одного и обоих родителей // Радиац. биол. Радиоэкол. - 1996. - Т. 36. - № 6. - С. 912-920. 3. Лобачевский П.Н., Фоминых Е.В. Учет радиационно-индуцированной задержки деления клеток при исследовании индукции хромосомных аберраций // Радиобиология. - 1991. - Т. 31. - № 1. - С. 59-64. 4. Севанькаев А.В. Современное состояние вопроса количественной оценки цитогенетических эффектов в области низких доз радиации // Радиобиология. - 1991. - Т. 31. - № 4. - С. 600-605. 5. Радиозащитная эффективность препарата МИГИ-К при облучении животных в среднелетальных и сублетальных дозах рентгеновского и g-излучения / Мажуль В.М., Пархоменко И.М., Волыхина В.Е. и др. // Радиац. биол. Радиоэкол. - 1995. - Т. 35. - № 53 - С. 424-427. 6. Соколовский В.В. Тиолдисульфидное соотношение крови как показатель состояния неспецифической резистентности организма. - С.-Пб.: Медицинская академия последипломного образования, 1996. – 33 с. 7. Чижик В.В., Бенядь В.П. Особливості фізичного розвитку підлітків, які проживають на радіоактивно забруднених територіях // Український медичний альманах. - 1998. - № 3. - С. 166-168. 8. Тестостерон та фізичний і статевий розвиток дітей, народжених після аварії на ЧАЕС / Арабська Л.П., Антипкін Ю.Г., Поворознюк В.В. та ін. // Український медичний альманах. - 2000. - № 4. - С. 16-21.