CC BY
53
№ 4 - 2013 г.
14.00.00 медицинские и фармацевтические науки
УДК 615.849.2:546.296
МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАДОНОТЕРАПИИ
В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Д. М. Первойкин, В. В. Асташов, И. А. Голубева, П. А. Елясин, М.Г. Пустоветова
ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава
России (г. Новосибирск)
В эксперименте на крысах показано, что кратковременное потребление радоновой воды влияет на детоксикационную составляющую дренажно-детоксикационной функции лимфатической системы. Происходит активация метаболических процессов в лимфатическом регионе тонкой кишки, увеличивается дренажная функция в стенке тонкой кишки и регионарном лимфатическом узле с морфофункциональными признаками активации местных механизмов иммунной защиты, усиливается кровоток.
Ключевые слова: тонкая кишка, лимфатический узел, радоновая вода.
Первойкин Дмитрий Михайлович — студент 2-го курса лечебного факультета ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», e-mail: patophi [email protected]
Асташов Владислав Вадимович — студент 2-го курса стоматологического факультета ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», e-mail: patophi [email protected]
Елясин Павел Александрович — кандидат медицинских наук, доцент кафедры анатомии человека ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
Голубева Ирина Александровна — доктор медицинских наук, профессор кафедры анатомии человека ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
Пустоветова Мария Геннадьевна — доктор медицинских наук, профессор кафедры патологической физиологии, заведующий ЦНИЛ ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 226-35-60, e-mail: patophi [email protected]
Введение. Экспозиция человека в атмосфере радона и продуктов его распада ведет к его заболеванию, в том числе такими тяжелыми болезнями, как рак легких и лучевая болезнь. В то же время радон успешно используется в лечении целого ряда заболеваний.
Первичное взаимодействие излучений с тканями основано на ионизации атомов и молекул, а также на их возбуждении. Все это приводит к кратковременному повышению (по сравнению с естественными условиями жизни) концентрации радиогенных радикалов в клетках, бомбардируемых альфа-частицами.
Ввиду того, что живое вещество на 65-80 % состоит из молекул воды, большинство молекул, подвергшихся ионизации, разлагается на ионы H+ и OH-, которые, рекомбинируясь, образуют мощные радиогенные радикалы-окислители типа Н2, О2, О3, Н2О2 и др. Эти радикалы за время своего существования могут (с определенной вероятностью) взаимодействовать с веществами, входящими в состав клеток тканей, образуя биохимически активные вещества, тем самым влияя на функциональную активность клеток. Так как клетки живого организма могут функционировать только в водной среде, состав последней неизбежно влияет на жизнедеятельность как самой клетки, так и целого организма. Логично, что в процессе эволюции возникли системы, контролирующие водный гомеостаз. Одной из таких систем является лимфатическая [2]. Вода поступает в наш организм в основном через желудочно-кишечный тракт. Большинство растворенных в воде и непосредственно влияющих на эндоэкологическое пространство веществ, всасываются в тонкой кишке, поэтому лимфатический регион тонкой кишки представляет несомненный интерес для изучения протективных способностей организма [1].
В последние годы все шире применяются естественные радоновые воды для питьевого лечения. Снижение пиурии и бактериурии у больных калькулезным пиелонефритом связано с нормализующим влиянием радонотерапии на иммунологическую реактивность организма, улучшением клубочковой фильтрации и экскреторной функции почек. Кроме того, радоновые воды оказывают болеутоляющее действие, улучшают обменные процессы, усиливают двигательную функцию гладкой мускулатуры верхних мочевыводяших путей, желудка, кишечника и др. Разработка новых методов радонотерапии чрезвычайно важна и позволяет более дифференцированно подходить к назначению этого вида лечения пациентам [3].
Материал и методы. В эксперименте, где крысам-самцам породы Вистар, содержавшимся в стандартных условиях вивария, давали в питьевом режиме воду с малой концентрацией радона местного санатория «Заельцовский бор» (пресная, гидрокарбонатно-кальциево-магниевого состава, содержание радона в среднем 23,5 нкюри/л) в течение 1, 7 и 60 дней. Контрольная группа получала водопроводную воду г. Новосибирска. Объектом исследований был участок тонкой кишки с пейеровой бляшкой, мезентериальный лимфатический узел. Полученный материал изучали с помощью световой и трансмиссионной электронной микроскопии, гистохимического метода выявления сукцинат (СДГ) и лактатдегидрогеназы (ЛДГ) лимфоцитов по Р. П. Нарциссову [4]. Работа с лабораторными животными производилась в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных». Все полученные количественные данные подвергали статистический обработке с использованием пакета статистических программ Excel 2010; STATISTICA 8.0. Проверку нормальности распределения производили путем использования критериев Колмогорова-Смирнова. Статистическую обработку проводили по методике, применяемой для нормального распределения признаков. Средние выборочные значения количественных признаков приведены в тексте в виде М ± m, где М — среднее выборочное, а m — стандартная ошибка среднего. Достоверность различий определяли по параметрическому критерию Стьюдента t (при всех подсчетах достоверными считали различия при р < 0,05).
Результаты. К концу эксперимента увеличилась толщина стенки тонкой кишки по сравнению с аналогичным сроком потребления водопроводной воды за счет слизистой оболочки на 17,12 %. В последней повышались высота ворсинки в 1,25 раза и количество бокаловидных клеток.
Как в собственной пластинке слизистой, так и мышечной оболочке тонкой кишки, начиная с первых суток потребления животными радоновой воды, увеличилась доля сосудистого компонента. Причем, на 1-е и 7-е сутки в большей степени повышался объем интерстициальных пространств и лимфатических сосудов, а к 60-м суткам — кровеносных сосудов. На фоне снижения содержания клеток и межклеточного вещества повышалось относительное количество эозинофилов, тучных и плазматических клеток при снижении числа лимфоцитов. Из научной литературы известно, что гранулы эозинофилов принимают участие в иммунологических реакциях и наличие или увеличение числа эозинофилов связано с синтезом антител, и образование их опережает образование плазматических клеток [5-7].
В эндотелиоцитах лимфатических капилляров слизистой оболочки тонкой кишки при длительном потреблении радоновой воды (60 суток) снизилась численная плотность свободных полисомальных рибосом в 1,79 раза, объемная плотность суммарных микропиноцитозных везикул в 1,68 раза (за счет всех составляющих) по сравнению с исходным уровнем.
В пейеровой бляшке тонкой кишки с 7-х суток и до конца эксперимента увеличилось содержание вторичных лимфоидных узелков; во всех зонах органа повысилась доля иммунобластов, средних лимфоцитов, ретикулярных клеток, плазмацитов при снижении относительного содержания малых лимфоцитов. В лимфоцитах пейеровой бляшки с первых суток потребления радоновой воды увеличилось содержание сукцинат-и лактатдегидрогиназы, что характеризует повышение активности окислительно-восстановительных процессов в клетках. Максимальное содержание обоих ферментов наблюдали к концу эксперимента. Известно, что коммитирование к дифференцировке клеток сопровождается усилением митохондриального ресинтеза АТФ [10]. В принципе, это можно рассматривать как благоприятный факт активации энергообеспечения лимфоцита для выполнения им своих функций. Вместе с тем, известно, что 2 % из образующейся энергии идет на синтез «побочных» вредных продуктов, таких как активные формы кислорода, способные при определенном уровне их накопления повреждать клетку [8]. При этом давно известен эффект образования в клетках органических радикалов под воздействием радоновых вод, вследствие чего, в частности, и реализуется биологический эффект радиоактивной воды [9].
Через сутки потребления радоновой воды региональный к тонкой кишке мезентериальный лимфоузел преобразовался из промежуточного в фрагментированный тип вследствие увеличения доли мозгового вещества, обеспечивающий активную дренажную функцию. Начиная с 7-х суток и до конца эксперимента корковое вещество начинало преобладать над мозговым. Это характерно для компактного типа лимфоузла, который отражает усиление дезинтоксикационной функции этого органа. В структуре коркового вещества увеличилась доля как В-зависимых зон, так и Т-зависимой паракортикальной зоны; повысилось содержание иммунобластов, средних лимфоцитов, плазматических клеток, макрофагов при снижении количества малых лимфоцитов. Активность ферментов аэробного и анаэробного окисления в лимфоцитах регионального лимфоузла также увеличилась с первых суток потребления радоновой воды. Причем, содержание ЛДГ остается повышенным до конца эксперимента.
Увеличение уровня ЛДГ в лимфоцитах, характеризующее более древний анаэробный путь гликолиза, свидетельствует о функциональной напряженности системы метаболизма клетки, как проявления компенсаторно-приспособительной реакции, направленной на экономичное и максимально эффективное протекание процессов в обмен тех путей метаболизма, которые в спокойном состоянии клетка не использует.
Заключение. Таким образом, уже кратковременное потребление радоновой воды влияет на детоксикационную составляющую дренажно-детоксикационной функции лимфатической системы. Полученные данные по употреблению радоновой воды из вышеуказанного источника в течение 60-ти суток свидетельствуют об активации метаболических процессов в лимфатическом регионе тонкой кишки, увеличении дренажной функции в стенке тонкой кишки и регионарном лимфатическом узле с морфофункциональными признаками активации местных механизмов иммунной защиты, усилении кровотока. Последний эффект связан скорее всего с активацией симпатико-адреналовой системы, в первую очередь её гормонального звена (повышение уровня адреналина в надпочечниках, сердце, мозге при отсутствии существенных сдвигов в содержании норадреналина и его аналогов). Влияние радоновых процедур на симпатико-адреналовую систему, по-видимому, определяет их действие на периферическую гемодинамику.
Список литературы
1. Микроанатомическая организация лимфатического региона тонкой кишки при длительном воздействии вод различного минерального состава и содержания радона / Ю. И. Бородин, И. А. Голубева, О. Г. Маринкина [и др.] // Бюл. СО РАМН.
— 1999. — Т. 92, № 2. — С. 90-95.
2. Бородин Ю. И. Лимфатическая система и водный гомеостаз / Ю. И. Бородин, А. Н. Машак, И. А. Голубева //Морфология. — 2005. — № 4. — С. 60-64.
3. Лутошкина М. Г. Современные технологии радонотерапии / М. Г. Лутошкина, А. В. Дубовской // Физиотерапия, бальнеология и реабилитация. — 2010. — № 5.
— С. 49-53.
4. Нарциссов Р. П. Применение р-нитротетразолия фиолетового для количественной цитохимии дегидрогеназ лимфоцитов человека / Р. П. Нарцисов // Архив АГЭ. —
1969. — № 5. — С. 55-91.
5. Cell-intrinsic role for IFN-a-STAT1 signals in regulating murine Peyer patch plasmacytoid dendritic cells and conditioning an inflammatory response / H.S. Li, A. Gelbard, G. J. Martinez [et al.] // Blood. — 2011. — Vol. 118, N 14. — P. 38793889.
6. Collagen Deposition Limits Immune Reconstitution in the Gut / J. Estes, J. V. Baker, J. M. Brenchley [et al.] // J. Infect. Dis. — 2008. — Vol. 198, N 4. — P. 456-464.
7. Effect of acute stress on immune cell counts and the expression of tight junction proteins in the duodenal mucosa of rats / H. S. Lee, D. K. Kim, Y. B. Kim, K. J. Lee // Gut Liver.
— 2013. — Vol. 7, N 2. — P. 190-196.
8. Exposure assessment of radon in the drinking water supplies: a descriptive study in Palestine / H. Al. Zabadi, S. Musmar, S. Issa [et al.] // BMC Res. Notes. — 2012. — N 5. — P. 29.
9. Health Effects of Naturally Radioactive Water Ingestion: The Need for Enhanced Studies / I. G. Canu, O. Laurent, N. Pires [et al.] // Environ Health Perspect. — 2011. — Vol. 119, N 12. — P. 1676-1680.
10. The S1P-analog FTY720 differentially modulates T-cell homing via HEV: T-cell-expressed S1P1 amplifies integrin activation in peripheral lymph nodes but not in Peyer
patches / C. Halin, M. L. Scimone, R. Bonasio [et al.] // Blood. — 2005. — Vol. 106, N 4. — P. 1314-1322.
MORPHOLOGIC JUSTIFICATION OF EFFICIENCY OF RADONOTHERAPY
IN EXPERIMENT
D. M. Pervoykin, V. V. Astashov, I. А. Golubeva, P. A. Elyasin, G. Pustovetova
SBEIHPE «Novosibirsk State Medical University ofMinistry of Health» (Novosibirsk c.)
It is shown that short-term consumption of radon water influences on detoxification component of drainage detoxification functions of lymphatic system in experiment on rats. There is activation of metabolic processes in the lymphatic region of small bowel, drainage function in wall of small bowel and regional lymph node with morphofunctional signs of activation of local mechanisms of immune protection is enlarged, the blood flow amplifies.
Keywords: small bowel, lymph node, radon water.
About authors:
Pervoykin Dmitry Mikhaylovich — student of the 2nd course of medical faculty at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», e-mail: [email protected]
Astashov Vladislav Vadimovich — student of the 2nd course of stomatological faculty at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», e-mail: patophi [email protected]
Elyasin Pavel Aleksandrovich — candidate of medical sciences, assistant professor of human anatomy chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8 (383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
Golubeva Irina Aleksandrovna — doctor of medical sciences, professor of human anatomy chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8 (383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
Pustovetova Maria Gennadievna — doctor of medical sciences, professor of pathological physiology chair, head of CSRL at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8 (383) 226-35-60, e-mail: [email protected]
List of the Literature:
1. The microanatomic organization of lymphatic region of small bowel at long influence of waters of various mineral structure and the maintenance of radon / Y. I. Borodin, I. A. Golubeva, O. G. Marinkina [etc.] // Bulletin. of SB RAMS. — 1999. — V. 92, № 2. — P. 90-95.
2. Borodin Y. I. Lymphatic system and water homeostasis / Y. I. Borodin, A. N. Mashak, I. A. Golubev // Morphology. — 2005. — № 4. — P. 60-64.
3. Lutoshkina M. G. Modern technologies of radonotherapy / M. G. Lutoshkin, A. V. Dubovsky // Physiotherapy, balneology and aftertreatment. — 2010 . — № 5. — P. 49-53.
4. Narcissov R. P. Application of violet r-nitrotetrazolium for quantitative cytochemistry of dehydrogenases of lymphocytes of a person / R. P. Nartsisov // AGE Archive. — 1969 . — № 5. — P. 55-91.
5. Cell-intrinsic role for IFN-a-STAT1 signals in regulating murine Peyer patch plasmacytoid dendritic cells and conditioning an inflammatory response / H.S. Li, A. Gelbard, G. J. Martinez [et al.] // Blood. — 2011. — Vol. 118, N 14. — P. 38793889.
6. Collagen Deposition Limits Immune Reconstitution in the Gut / J. Estes, J. V. Baker, J. M. Brenchley [et al.] // J. Infect. Dis. — 2008. — Vol. 198, N 4. — P. 456-464.
7. Effect of acute stress on immune cell counts and the expression of tight junction proteins in the duodenal mucosa of rats / H. S. Lee, D. K. Kim, Y. B. Kim, K. J. Lee // Gut Liver. — 2013. — Vol. 7, N 2. — P. 190-196.
8. Exposure assessment of radon in the drinking water supplies: a descriptive study in Palestine / H. Al. Zabadi, S. Musmar, S. Issa [et al.] // BMC Res. Notes. — 2012. — N 5. — P. 29.
9. Health Effects of Naturally Radioactive Water Ingestion: The Need for Enhanced Studies / I. G. Canu, O. Laurent, N. Pires [et al.] // Environ Health Perspect. — 2011. — Vol. 119, N 12. — P. 1676-1680.
10. The S1P-analog FTY720 differentially modulates T-cell homing via HEV: T-cell-expressed S1P1 amplifies integrin activation in peripheral lymph nodes but not in Peyer patches / C. Halin, M. L. Scimone, R. Bonasio [et al.] // Blood. — 2005. — Vol. 106, N 4. — P. 1314-1322.
