CC BY
239
Ветеринарный врач. 2024. № 6. С. 39 - 44 The Veterinarian. 2024; (6): 39 - 44
Научная статья
УДК 619:615.661.718.1
DOI: 10.33632/1998-698Х_2024_6_39
ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕПАРАТОВ
С АНТИОКСИДАНТНЫМ И ИММУНОСТИМУЛИРУЮЩИМ ЭФФЕКТОМ В КАЧЕСТВЕ ПРОТИВОРАДИАЦИОННЫХ СРЕДСТВ
Алексей Викторович Фролов 1, доктор биологических наук, [email protected]
Михаил Игоревич Медведев 1, [email protected]
Эдуард Ильясович Семёнов 1, доктор ветеринарных наук, [email protected] Николай Михайлович Василевский 1, доктор ветеринарных наук, профессор, [email protected] Сергей Николаевич Коломиец 2, доктор биологических наук, доцент, [email protected] Рустам Наилевич Низамов 1, кандидат ветеринарных наук, [email protected]
1 Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности, Казань, Российская Федерация
2 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский биотехнологический университет», Москва, Российская Федерация
Автор, ответственный за переписку: Алексей Викторович Фролов.
Аннотация. Сравнительная оценка эффективности препарата № 1 и препарата № 2 в качестве противорадиационных средств выполнена на беспородных белых мышах-самцах. Животных, за исключением интактных, подвергали однократному общему воздействию гамма-излучения в дозах 4 Гр, 5 Гр, 6 Гр, 7 Гр. Опытным животным вводили препараты внутрижелудочно перед облучением, и далее на 7, 14, 21 и 28 сутки после облучения. При облучении в дозе 4 Гр на конец опыта (30 сут) в опытных группах выжило 83 и 92% животных на фоне действия препарата № 1 и препарата № 2, соответственно (в контроле - 50%), при облучении в дозе 5 Гр - 75 и 83% (в контроле - 58%, более высокое значение выживаемости в контроле при большей дозе гамма-излучения объясняется, вероятно, случайным отклонением), при облучении в дозе 6 Гр - 46% в обеих опытных группах (в контроле - 33%), при облучении в дозе 7 Гр - 8 и 17% (в контроле - 0%). Максимальные значения летальных доз гамма-излучения были получены для LD16/30 и LD50/30, для LD84/30 в опытных группах превышения над контрольными значениями не отмечали. Для дозы гамма-излучения LD84/30 оба препарата показали отрицательное значение фактора изменения дозы, для LD16/30 и LD50/30 значения данного показателя лежали в пределах от 1,0 до 1,3, более эффективным был препарат № 1.
Ключевые слова: противорадиационный препарат, гамма-облучение, белые мыши, выживаемость, средняя продолжительность жизни, фактор изменения дозы
Для цитирования: Фролов А. В, Медведев М. И., Семёнов Э.И. Василевский Н. М., Коломиец С.Н., Низамов Р. Н. Оценка возможности применения препаратов с антиоксидантным и иммуностимулирующим эффектом в качестве противорадиационных средств // Ветеринарный врач. 2024. № 6. С.39 - 44. DOI: 10.33632/1998-698Х_2024_6_39
ASSESSMENT OF THE POSSIBILITY OF USING DRUGS WITH ANTIOXIDANT AND IMMUNOSTIMULATING EFFECTS AS ANTI-RADIATION AGENTS
Alexey V. Frolov 1, doctor of biological sciences, frolov012@list. ru
Mikhail I. Medvedev 1, [email protected]
Eduard I. Semenov 1, doctor of veterinary sciences, [email protected] Nikolay M. Vasilevsky 1, doctor of veterinary sciences, professor, [email protected] Sergey N. Kolomiets 2, doctor of biological sciences, [email protected] Rustam N. Nizamov 1, candidate of veterinary sciences, [email protected]
40
1 Federal Center for Toxicological, Radiation, and Biological Safety, Kazan, Russian Federation
2 Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Russian Biotechnological University, Moscow, Russian Federation
Corresponding author: Alexey Viktorovich Frolov.
Abstract. A comparative assessment of the effectiveness of preparation No. 1 and preparation No. 2 as antiradiation agents was performed on outbred white male mice. The animals, with the exception of intact ones, were subjected to a single general effect of gamma radiation in doses of 4 Gy, 5 Gy, 6 Gy, 7 Gy. The experimental animals were administered the preparations intragastrically before irradiation, and then on the 7th, 14th, 21st and 28th days after irradiation. At the end of the experiment (30 days) with irradiation at a dose of 4 Gy, 83 and 92% of animals survived in the experimental groups against the background of the action of preparation No. 1 and preparation No. 2, respectively (in the control - 50%), at irradiation at a dose of 5 Gy - 75 and 83% (in the control - 58%, the higher survival value in the control at a higher dose of gamma radiation is probably explained by random deviation), at irradiation at a dose of 6 Gy - 46% in both experimental groups (in the control - 33%), at irradiation at a dose of 7 Gy - 8 and 17% (in the control - 0%). The maximum values of lethal doses of gamma radiation were obtained for LD16/30 and LD50/30, for LD84/30 in the experimental groups, no excess over the control values was noted. For the gamma radiation dose LD84/30, both drugs showed a negative value of the dose change factor; for LD16/30 and LD50/30, the values of this indicator were in the range from 1.0 to 1.3; drug No. 1 was more effective.
Keywords: antiradiation drug, gamma irradiation, white mice, survival, average life expectancy, dose modification factor
Введение. Расширение сферы применения радиационных технологий, аварии на предприятиях, использование радиоактивных веществ в военных целях приводят к росту загрязненности территорий радионуклидами [1, 2], что обусловливает необходимость разработки средств защиты от поражения организма ионизирующим излучением и отработки максимально эффективных схем их применения.
В ходе работы по созданию радиозащитных препаратов разными исследователями были получены фармакологические средства, существенно смягчающие протекание острой лучевой болезни, снижающие смертность летально облученных животных. Известны исследования по использованию радиопротекторов совместно с другими фармакологическими средствами, показавшие положительные результаты [3-5]. В доступной научной литературе встречаются также упоминания совместного использования нескольких радиопротекторов, однако информация эта скудна, и присутствует преимущественно в старых источниках [6-9].
Одной из задач исследований, целью которых была разработка схемы совместного применения нескольких противорадиационных препаратов для лечения животных при острой лучевой болезни, стала сравнительная оценка эффективности двух препаратов в качестве противорадиационных средств.
Препарат № 1 обладает антиоксидантным, антигипоксическим, противовоспалительным, иммуномодулирующим действием, применяется при патологиях дыхательной, пищеварительной, мочевыделительной, нервной системы.
Препарат № 2 - кормовая добавка с антиоксидантным действием, примененяется в кормлении птицы, крупного рогатого скота.
Материалы и методы. Экспериментальные исследования выполнены на беспородных белых мышах-самцах, из которых сформировали 13 групп по 12 голов. Животных, за исключением интактных, подвергали однократному общему воздействию гамма-излучения в дозах 4 Гр, 5 Гр, 6 Гр, 7 Гр на гамма-установке «Пума» (источник излучения - 137Cs, мощность дозы - 2,31»10’5 А/кг). Опытным животным вводили препараты перед облучением и далее на 7, 14, 21 и 28 сутки после облучения.
В работе применяли радиобиологические методы исследования [10]: в течение 30 сут после радиационного воздействия ежедневно учитывали количество павших животных, рассчитывали 30-суточную выживаемость и среднюю продолжительности жизни погибших от облучения мышей, ЛД16/30, ЛД50/30 и ЛД84/30 методом пробит-анализа, рассчитывали значение фактора изменения дозы (ФИД).
Результаты исследований и их обсуждение. Результаты оценки выживаемости облученных белых мышей на разных сроках опыта представлены на рисунках 1, 2, 3 и 4.
41
Как видно на рисунке 1, при облучении в дозе 4 Гр, гибель животных отмечали в более поздние сроки, чем в контроле. На конец опыта в опытных группах выжило 92 и 83% животных на фоне действия препарата № 1 и препарата № 2 соответственно (в контроле - 50%). При облучении в дозе 5 Гр были получены близкие результаты (рисунок 2): к концу эксперимента выжило 83 и 75% опытных животных (в контроле - 58%, более высокое значение выживаемости в контроле при большей дозе гамма-излучения объясняется, вероятно, случайным отклонением). При облучении в дозе 6 Гр (рисунок 3) выживаемость опытных животных в обоих случаях составила 46% (в контроле - 33%). При облучении в дозе 7 Гр (рисунок 4) при 100% гибели в контроле в опытных группах выжило 17 и 8%, животных.
Рисунок 1 - Выживаемость белых мышей, подвергнутых гамма-облучению в дозе 4 Гр
12
Контр. облуч.
Препарат № 1
Препарат № 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Сроки опыта, сут
11
10
9
8
7
о m
1
Г! О
Г! О
§
е
о
\ '
\ ш ш ш
д
“Д
\ IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
6
Рисунок 2 - Выживаемость белых мышей, подвергнутых гамма-облучению в дозе 5 Гр
12
11
10
9
8
7
о m
1
Г! О
Г! О
§
е
о
\ I V ш ш
V ) \ IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
\ к
V
\
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Сроки опыта, сут
Контр. облуч.
Препарат № 1
Препарат № 2
Рисунок 3 - Выживаемость белых мышей, подвергнутых гамма-облучению в дозе 6 Гр
6
Результаты расчета средней продолжительности жизни белых мышей при разных дозах гамма-излучения представлены на рисунке 5. Как видно на рисунке 5, значения показателя средней продолжительности жизни в основном соответствовали картине выживаемости.
42
Для более полной оценки радиозащитного действия исследуемых средств определяли летальные дозы гамма-излучения на фоне их применения, рассчитывали значение фактора изменения дозы. Результаты этих исследований представлены на рисунке 6 и в таблице 1.
Рисунок 4 - Выживаемость белых мышей, подвергнутых гамма-облучению в дозе 7 Гр
12
10
8
о
6
2
0
о m 1
о
н о
-
й
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Сроки опыта, сут
^^^Контр. облуч.
4
1Г
П Ш П гп
Препарат № 1
Препарат № 2
Рисунок 5 - Средняя продолжительность жизни белых мышей, подвергнутых гамма-облучению в различных дозах, сут
Рисунок 6 - Летальные дозы гамма-излучения для белых мышей, Гр
Как видно на рисунке 6, максимальные значения летальных доз гамма-излучения были получены для LD16/30 и LD50/30. Для LD84/30 в опытных группах превышения над контрольными значениями не отмечали.
43
Результаты расчетов, приведенные в таблице 1, показывают, что для дозы гамма-излучения LD84/30 оба препарата показали отрицательное значение ФИД. Для LD16/30 и LD50/30 значения ФИД лежали в пределах от 1,0 до 1,3.
Таблица 1 - Значения фактора изменения дозы исследуемых средств для разных значений летальных доз гамма-излучения
Группа опыта Значение ФИД
LD16/30 LD50/30 LD84/30
Контроль облучения - - -
Препарат № 1 1,3 1,1 1,1*
Препарат № 2 1,1 1,0 1,03*
* отрицательное значение ФИД
Заключение. Результаты проведенных исследований позволяют заключить, что оба испытанных средства обладают противорадиационным эффектом: обеспечивают повышение выживаемости и средней продолжительности жизни, повышают значения летальных доз для белых мышей, подвергнутых гамма-облучению в дозах 4 Гр, 5 Гр, 6 Гр, 7 Гр; более эффективен был препарат № 1.
Финансирование исследования. Работа выполнена в соответствии с Государственным заданием по теме: 02.07.2024.03/02.2-3 «Изучение эффективности комплексного применения радиозащитных препаратов с разным механизмом действия», номер гос. регистрации: 1022070500049-4.
Список источников
1. Оценка радиационной обстановки в Воронежской области применительно к производственной деятельности АПК / К. Т. Ишмухаметов, М. Ю. Галлямова, К. Н. Вагин, Г. И. Рахматуллина, И.
Р. Юнусов // Ветеринарный врач. - 2024. - № 1. - С. 58-65. - DOI 10.33632/1998-698X_2024_1_58. - EDN NVADZP.
2. Оценка биологической безопасности облученных кормов и пищевых продуктов / Я. М. Курбангалеев, Т. Р. Гайнутдинов, А. М. Идрисов, Г. И. Рахматуллина, И. Р. Юнусов // Ветеринарный врач. - 2022. - № 2. - С. 21-28. - DOI 10.33632/1998-698X.2022_21_28. - EDN THKGUC.
3. Мурзина, Е. В. Комбинированное применение рекомбинантных флагеллина и интрелейкина-1 бета при радиационных воздействиях / Е.В. Мурзина, Г.А. Софронов, Н.В. Аксенова [и др.] // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2019. - Т.59. - №2. - С. 105-107.
4. Гребенюк, А.Н. Влияние препарата Б-190 и интерлейкина-1 на динамику количества клеток периферической крови и функциональный статус нейтрофилов облученных мышей / А.Н. Гребенюк, Н.В. Аксенова, В.В. Зацепин, В. Б. Назаров, Т. Н. Власенко // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2013. - Т.53. - №3. - С. 290-295.
5. Мурзина, Е. В. Противолучевая эффективность рекомбинантных флагеллина и интерлейкина-1 бета при совместном применении / Е. В. Мурзина, Г. А. Софронов, А. С. Симбирцев А. М. Ищенко, Т. О. Антипова, Н. В. Аксенова, О. М. Веселова, В. В. Зацепин // Химикофармацевтический журнал. - 2018. - Т. 52, № 10. - С. 18-21.
6. Васин, М. В. Влияние сочетанного применения кверцетина и индралина на процессы пострадиационного восстановления системы кроветворения при острой лучевой болезни / М. В. Васин, И. Б. Ушаков, В. Ю. Ковтун, С. Н. Комарова, Л. А. Семёнова, Л. В. Королёва, А. А. Галкин, Р. В. Афанасьев // Радиац. биол. Радиоэкол. - 2011. - Т. 51, № 2. - С. 247-251.
7. Владимиров, В. Г. Радиозащитные рецептуры. Оптимизация состава и механизм действия / В.Г. Владимиров, Г. А. Поддубский, Г.И. Разоренов. - Л., 1988. - 144 с.
8. Саксонов, П. П. Радиационная фармакология / П.П. Саксонов, В.С. Шашков, П.В. Сергеев. Москва: Медицина, 1976. - 256 с.
9. Мозжухин, А. С. Химическая профилактика радиационных поражений. 2-е изд., перераб. и доп. / А.С. Мозжухин, Ф.Ю. Рачинский. - Москва: Атомиздат, 1979. - 172 с.
44
10. Хабриев, Р. У. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / под общей редакцией члена-корреспондента РАМН, профессора Р.У. Хабриева. - 2-изд., перераб. и доп. - Москва: ОАО «Издательство «Медицина», 2005. - 832 с.
References
1. Assessment of the radiation situation in the Voronezh region in relation to the production activities of the agro-industrial complex / K. T. Ishmukhametov, M. Yu. Gallyamova, K. N. Vagin, G. I. Rakhmatullina, I. R. Yunusov // Veterinary doctor. - 2024. - No. 1. - P. 58-65. - DOI 10.33632/1998-698X_2024_1_58. - EDN NVADZP.
2. Assessment of the biological safety of irradiated feed and food products / Ya. M. Kurbangaleev, T. R. Gainutdinov, A. M. Idrisov, G. I. Rakhmatullina, I. R. Yunusov // Veterinary doctor. - 2022. - No. 2. - P. 21-28. - DOI 10.33632/1998-698X.2022_21_28. - EDN THKGUC.
3. Murzina, E. V. Combined use of recombinant flagellin and interleukin-1 beta in radiation exposure / E. V. Murzina, G. A. Sofronov, N. V. Aksenova [et al.] // Radiation biology. Radioecology. - 2019. -Vol. 59. - No. 2. - P. 105-107.
4. Grebenyuk, A.N. Effect of the drug B-190 and interleukin-1 on the dynamics of the number of cells peripheral blood and functional status of neutrophils in irradiated mice / A.N. Grebenyuk, N.V. Aksenova, V.V. Zatsepin, V.B. Nazarov, T.N. Vlasenko // Radiation biology. Radioecology. - 2013. -V.53. - №3. - P. 290-295.
5. Murzina, E. V. Antiradiation efficacy of recombinant flagellin and interleukin-1 beta when used together / E. V. Murzina, G. A. Sofronov, A. S. Simbirtsev, A. M. Ishchenko, T. O. Antipova, N. V. Aksenova, O. M. Veselova, V. V. Zatsepin // Chemical and Pharmaceutical Journal. - 2018. - Vol. 52 , No. 10. - P. 18-21.
6. Vasin, M. V. Effect of combined use of quercetin and indralin on the processes of post-radiation restoration of the hematopoietic system in acute radiation sickness / M. V. Vasin, I. B. Ushakov, V. Yu. Kovtun, S. N. Komarova, L. A . Semenova, L. V. Koroleva, A. A. Galkin, R. V. Afanasyev // Radiats. biol. Radioecol. - 2011. - V. 51, No. 2. - P. 247-251.
7. Vladimirov, V. G. Radioprotective formulations. Optimization of composition and mechanism of action / V.G. Vladimirov, G.A. Poddubsky, G.I. Razorenov. - L., 1988. - 144 p.
8. Saksanov, P.P. Radiation pharmacology / P. P. Saksanov, V.S. Shashkov, P.V. Sergeev. Moscow: Meditsina, 1976. - 256 p.
9. Mozzhukhin, A.S. Chemical prevention of radiation injuries. 2nd ed., revised and enlarged / A.S. Mozzhukhin, F.Yu. . Rachinsky. - Moscow: Atomizdat, 1979. - 172 p.
10. Khabriev, R. U. Guide to experimental (preclinical) study of new pharmacological substances / under the general editorship of Corresponding Member of the Russian Academy of Medical Sciences, Professor R. U. Khabriev. - 2nd ed. , revised and enlarged. - Moscow: OJSC “Izdatelstvo “Medicine”, 2005. - 832 p.
Все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации.
Авторы подтверждают отсутствие конфликта финансовых/нефинансовых интересов, связанных с написанием статьи.
All authors have made an equivalent contribution to the preparation of the publication.
The authors declare that there is no conflict of interest.
Принята к публикации / Accepted for publication 18.10.2024;
© Фролов А. В., Медведев М. И., Семёнов Э. И., Василевский Н. М., Коломиец С.Н., Низамов Р. Н. 2024
