Оценка возможности разработки прогностического критерия на основе данных о типах резистентности

Опыты были проведены на 155 самках крыс по описанной выше методике. Животных в барокамере поднимали на «высоту» 10000 м, где они находились в течение 5 мин. (стандартная гипоксическая нагрузка). Подъем и спуск проводили со скоростью 25—30 м/с. Показателем реакции на острую гипобарическую гипоксию служила величина гипоксической гипотермии, оцениваемая по величине градиента температуры тела (ДРТ, °С) между показателями, измеренными до (РТ0) и после (РТ() гипоксической пробы. Измерение температуры проводили с помощью термисторного электротермометра; датчик вводили на постоянную глубину, равную 25—30 мм. До начала опыта устанавливали нулевую отметку.

Животных тестировали трехкратно с интервалом в 7 суток. При этом у крыс одной группы (64 гол.) после воздействия гипоксии исследовали процесс восстановления ректальной температуры. Для этого она измерялась также трехкратно: тотчас после спуска, через 10 и 45 мин.

После воздействия гипоксии животных облучали в среднелетальных дозах (8,0 и 8,5 Гр) с мощностью дозы 30 сГр/мин. Поскольку в двух опытах эффект радиационного поражения не различался и соответствовал облученному контролю (эффекту поражения животных, не подвергавшихся гипоксическому воздействию), мы сочли возможным при статистической обработке объединить данные двух экспериментов.

Индивидуальная радиорезистентность крыс с разными уровнями реактивности и оценка информативности и прогностической значимости полученных данных

При воздействии использованной нами гипоксической нагрузки температура тела у крыс снижалась в среднем на 1,9 ± 0,03°С (а = 0,4°). При решении вопроса о норме на организменном уровне в пределах общей вариабельности биологических признаков, распределяющихся по нормальному закону, в качестве некой универсальной нормы принимают вариацию в пределах ±2/За, заключающей 50 % всех членов статистической совокупности (Лакин, 1968). Исходя из этого, в первом опыте границы нормы для рассматриваемого показателя, характеризующего адаптационную способность организма крыс к гипоксии, находятся в пределах 1,6—2,2°С. Соответственно, крыс с градиентом температуры, меньшим 1,6°С, относили к гипореактивным, а с превышающим 2,2°С — к гиперреактивным. Далее границы реактивности определялись аналогично для каждого опыта.

Данные об исходе радиационного поражения крыс с различными уровнями реактивности по данным первого и третьего тестирований представлены в табл. 6.9 и 6.10.

Таблица 6.9

Радиопоражаемость крыс с различным исходным уровнем реактивности (по данным первого

тестирования)

Уровень реактивности

Число животных в группе (%)

Смертность, %

Гипореактивные (ДРТ < 1,6°С)

22,3±3

38,0±8*

Нормореактивные (ДРТ = 1,6—2,2°С)

53,0±4

47,0 ±5

Гиперреактивные (ДРТ > 2,2°С)

25,0±3

64,0 ±8*

*—р < 0,05.

Из данных, приведенных в таблицах, видно, что прослеживается отрицательная зависимость между реактивностью и радиорезистентностью, наиболее отчетливо проявляющаяся при первой реакции на экстремальное тестирующее воздействие (достоверные различия в смертности между гипо- и гиперреактивными животными). В процессе адаптации к острой гипоксии, когда происходит общее снижение реакции гипоксической гипотермии, различия несколько сглаживаются, однако тенденция сохраняется (табл. 6.10). Эти данные согласуются с приведенными выше результатами исследования взаимосвязи между индивидуальной неспецифической реактивностью, оцениваемой по критериям интегративных функций центральной нервной системы и несколько отличаются от данных, полученных в результате многолетних исследований в лаборатории Н. Г. Даренской (Даренская, 1965, 1976; Короткевич, Григорьев, 1983), согласно которым наиболее радио- резистентными являются нормореактивные животные. В то же время оценка соотношения реактивности и радиорезистентности, проведенная нами в другом опыте по тому же критерию, но по несколько иной методике (101 самка крыс, подъем во вращающейся барокамере до «высоты» 11200 м и удерживание на этой «высоте» до утраты рефлекса сохранения позы) дали иную картину (табл. 6.11).

Таблица 6.7 0

Радиопоражаемость крыс с различным исходным уровнем реактивности (по данным

третьего тестирования)

Уровень реактивности

Число животных в группе (%)

Смертность, %

Гипореактивные (ДРТ < 1Д°С)

24,0±7

40,0 ±8

Нормореактивные (ДРТ = 1,1—1,7°С)

55,0±5

48,0±5

Гиперреактивные (ДРТ > 1,7°С)

21,0±7

59,0±9

Таблица 6.11

Радиопоражаемость крыс с различным исходным уровнем реактивности при тестировании на устойчивость к острой гипобарической гипоксии (подъем на «высоту» 11200 м)

Уровень реактивности

Число животных в группе (%)

Смертность, %

Гипореактивные (ДРТ < 1,3°С)

20,0±9

45,0 ±1 Г-

Нормореактивные (ДРТ = 1,3—1,9°С)

55,0±7

16,0±5*

Гиперреактивные (ДРТ > 1,9°С)

25,0±9

48,0±10

* —р < 0,05.

Как видно из данных, приведенных в табл. 6.11, в данном случае картина вполне согласуется с концепцией, развиваемой Н. Г. Даренской: достоверно наиболее радиорезистентными оказались именно нормореактивные животные, в то время как смертность в крайних группах практически не различалась. Можно предположить, что в этих двух ситуациях, в первой из которых на организм действует экстремальный, но не угрожающий жизни фактор, а во второй создаются условия на грани совместимости с жизнью, могут действовать разные механизмы адаптации к стрессу, соответственно, определяющие различные уровни и закономерности индивидуальной реактивности. Полученные в данных экспериментах результаты еще раз подтверждают важность развиваемого нами подхода оценки типов (индивидуальных тактик) адаптации к экстремальным факторам, базирующегося на индивидуальных особенностях использования компенсаторного резерва организма. Исходя из этого подхода, животные, гипореактивные в ситуации, не угрожающей жизни, т. е. медленно и экономно расходующие свой компенсаторный резерв, видимо, в ситуации смертельной опасности способны наиболее эффективно мобилизовать его, что обеспечивает наиболее сбалансированную работу регуляторных систем организма (нормореактивность). Кроме этого, полученные данные еще раз свидетельствуют о необходимости дальнейшего изучения механизмов и совершенствования методов оценки индивидуальной неспецифической реактивности организма.

Дальнейшее подтверждение этих предположений, а также гипотезы, положенной нами в основу разработки прогностического критерия индивидуальной радиорезистентности, согласно которой основным ее фактором является оптимальная сбалансированность работы регуляторных систем организма, было получено в проведенных нами на данном этапе работы опытах с двукратным облучением животных. Группу из 64 крыс после трехкратного тестирования в условиях гипоба- рической гипоксии (пребывание на «высоте» 10000 м, в течение 5 мин. в стандартных условиях) облучили двукратно в дозе 8,5 Гр с интервалом 30 суток. Результаты этого эксперимента представлены в табл. 6.12.

После первого облучения пало 10 животных; выживших облучили повторно в той же дозе. При этом практически все крысы, выжившие после первого и второго облучения, по результатам третьего тестирования были отнесены к группе гипореактивных; в группе выживших после повторного облучения 57 % составляли особи, сохранившие гипореак- тивный тип адаптации при всех тестированиях, а остальные 43 % были представлены животными, перешедшими при повторных тестированиях из групп нормореактивных и гиперреактивных. Обращает на себя внимание то обстоятельство, что для радиочувствительных (погибших после первого облучения) крыс характерно неустойчивое, волнообразное изменение показателей гипоксической гипотермии, свидетельствующее о слабой сбалансированности регуляторных систем, обеспечивающих поддержание гомеостаза.

Напротив, у радиорезистентных животных наблюдалось устойчивое снижение реакции, причем наиболее выражено оно было у выживших после второго облучения (табл. 6.12). Величина данного показателя у радиочувствительных крыс снизилась в 1,2 раза, а у радиорезистентных — в 1,7 раза.

С полученными данными согласовались также результаты исследования динамики восстановления исходной температуры тела после гипоксического воздействия у крыс с различным исходом радиационного поражения. У радиорезистентных животных, по сравнению с радиочувствительными, снижение эффекта гипотермии в пределах 45 мин. после тестирования было менее существенным, т. е. они дольше сохраняли адаптивную реакцию. Так, у радиорезистентных крыс через 45 мин. после воздействия гипоксии величина гипоксической гипотермии снизилась на 50 % по отношению к зафиксированной сразу после «спуска», в то время как у радиочувствительных — более чем на 70 %.

Таблица 6.12

Значения гипоксической гипотермии у крыс с различным исходом радиационного поражения после двукратного облучения в дозе 8,5 Гр

Исход радиационного поражения

ДРТ,° с

1-е тестирование

2-е тестирование

3-е тестирование

Погибли после 1-го облучения

1>7±0,1

1Д±0Д

1,4±0Д

Выжили после 1-го облучения

1,8±0,05

1,3±0,05

1,1 ±0,05

Выжили после 2-го облучения

1,7±0,1

1Д±0Д

1,0±0Д

Далее на основании полученных экспериментальных данных нами была сделана попытка оценить их прогностическую значимость.

С этой целью был применен логарифмический показатель, использовавшийся для описания характера развития радиационного поражения в системе кроветворения и последующего восстановления гемопоэза у собак (Григорьев и др., 1987) и у мышей (Ульянова и др., 1987, 1990) после повторных острых радиационных воздействий в различных дозах. Логарифмический показатель рассчитывался с использованием выражения lg | [iV^/A/,-0] |, где — текущее значение рассматриваемого показателя, a Ni0 значение этого показателя в норме, определенное на основе обследования большого числа контрольных животных.

Выбор именно этой конструкции логарифмического показателя был обусловлен следующими его преимуществами:

  • — при отклонении значения показателя в большую или меньшую сторону в одно и то же число раз значение воздействия является одинаковым и возмущение в системе будет регистрироваться с помощью данного показателя до тех пор, пока показатель не только не достигнет среднего нормального значения для контрольной группы, но и качество его регулирования не приблизится к нормальному или по крайней мере к исходным его параметрам до возмущающего воздействия;
  • — с помощью данного обобщенного показателя можно с большей точностью отмечать изменения состояния системы, когда показатели отличаются от нормального уровня на 1—2 порядка или более (это может иметь место при радиационных или других экстремальных воздействиях) .

Таким образом, с помощью представленного логарифмического показателя можно не только оценивать характер восстановления функциональной активности различных систем организма в ответ на возмущающее воздействие внешних факторов, но и количественно определять параметры восстановительного процесса.

Косвенно на основе изменения периода полувосстановления в системе 2) после дозированной нагрузки различной интенсивности можно оценивать состояние регуляторных систем организма у различных индивидуумов. При определенной недостаточности со стороны регуляторных систем организма (снижении функциональной активности и развитии поражения) скорость восстановления в анализируемой системе после дозированной нагрузки будет более низкой, а значение периода Т2 — более высоким, чем у индивидуумов с нормальной регуляцией. Значение исследуемого показателя рассматриваемой системы будет в течение длительного времени существенно отклоняться от нормального (среднего значения для большой группы индивидуумов в норме).

С использованием логарифмического показателя мы попытались выделить подгруппы животных с более высокой радиорезистентностью. Для этого были использованы показатели гипоксической гипотермии (APT,) крыс после первого подъема на «высоту» 10000 м при стандартной гипоксической нагрузке (91 крыса). Среднее значение ДРТ0 данной популяции животных, принятое за норму, составило 1,95±0,05°С. Индивидуальные значения ДРД варьировали относительно среднего значения незначительно. Частотное распределение относительных величин ДРГ,/ДРГ0 достаточно хорошо описывалось лог-нормальным распределением. Среднее значение lg(AP7)/APT0) оказывается равным нулю, среднеквадратичное отклонение а = 0,1.

После облучения в дозе 8,0 Гр из всех крыс рассматриваемой группы выжило 24 (26,4 ±4,6 %). При отборе подгрупп животных, у которых значение логарифмического показателя I = lg | (АРГг/ДРТ0) | близко к нулю I < 1г нам не удалось обнаружить достоверного повышения радиорезистентности животных. Данные по выживаемости крыс в подгруппах с разными граничными значениями 1Г представлены в табл. 6.13.

Таблица 6.13

Выживаемость крыс в подгруппах, выделенных с использованием логарифмического

показателя

Граничные значения логарифмического показателя 1г

0,025

0,05

0,1

0,15

0,2

Разброс индивидуальных значений в пределах

0,25а

0,5а

1,5а

Выживаемость крыс, %

31,6±10,5

29,6±9,0

24,7±6,0

25,4±5,0

26,4±5,0

Как видно из данных таблицы, наблюдается лишь тенденция к некоторому увеличению выживаемости в случае отбора животных со значениями логарифмического показателя, приближающимися к нулю, однако достоверного повышения радиорезистентности не отмечено.

Для получения более достоверных данных далее была рассмотрена реакция гипотермии после 4 последовательных гипоксических проб, которые осуществляли через неделю. Было отмечено некоторое снижение величины гипоксической гипотермии после данной серии гипоксических тренировок, что может быть связано с развитием процессов адаптации животных к данному фактору. Среднее значение гипоксической гипотермии по 4 пробам для всех животных первой группы АРТср составило 1,634=0,04 градуса и было достоверно ниже, чем указанная выше величина после первой гипоксической пробы.

Для расчета логарифмического показателя, как и ранее, использовали данные об индивидуальной средней величине гипоксической гипотермии APTcpi у крыс по данным четырех гипоксических проб. По этим данным рассчитывали относительные значения индивидуальной реакции по отношению к средней для всей группы АРТср(/АРГср. Частотное распределение относительных величин АРГср(/АРТср у крыс достаточно хорошо описывалось лог-нормальным распределением. Среднее значение lg(AP7(/APT0) оказывается равным нулю, среднеквадратическое отклонение а равно 0,08.

Через неделю после последнего подъема на высоту животных облучали на гамма-установке в дозе 800 сГр. Всего выжило 24 крысы из 91 (26,4±4,6 %). При отборе подгрупп животных, у которых значение логарифмического показателя I = | lg(APTcp(/APTcp) | близко к нулю, а I < /г, нам, так же как и раньше, не удалось обнаружить достоверного повышения радиорезистентности животных. В табл. 6.14 представлены данные по выживаемости крыс в подгруппах для разных граничных значений /г.

Таблица 6.14

Выживаемость облученных крыс в подгруппах, характеризующихся различной степенью отклонения от среднего значения по величине гипотермической реакции

Граничные значения логарифмического показателя 1г

0,02

0,04

0,08

0,12

0,16

0,32

Разброс индивидуальных значений по отношению к среднему в пределах

0,25а

0,5а

а

1,5а

2,0 а

4,0а

Выживаемость крыс в процентах в 1 группе

33,3±8

29,8±6

29,1 ±5

27,9 ±5

26,4±4,6

Выживаемость крыс в процентах во 2 группе

92 ±8

79±8

82±6

78,3±6

77,7 ±5

76,4±5

Как видно из данных, представленных в таблице, при рассмотрении гипотермической реакции у отдельных животных после 4 гипоксических проб на высоте 10000 м не удается достоверно выделить подгруппы животных с более высокой радиоустойчивостью. Отмечается лишь некоторая тенденция к повышению устойчивости при отборе животных с малыми значениями логарифмического показателя.

Аналогичная попытка осуществить прогноз радиоустойчивости нами была предпринята при меньших уровнях поражения и меньших средних уровнях смертности животных. Животных второй группы (72 крысы) троекратно с недельным интервалом тестировали при более жесткой гипоксической нагрузке (высота 11200 м). Спуск животных проводили сразу после определения времени сохранения рефлекса позы (ВСРП). Через неделю после последнего тестирования животных облучали в дозе 800 сГр. В этом опыте также определяли реакцию гипотермии у каждого животного. Среднее значение гипоксической гипотермии по 3 пробам для всех животных этой группы ЛРТср составило 1,22±0,04 градуса. Частотное распределение относительных величин АРТср,/АРТср у крыс данной группы также описывалось лог-нормальным распределением. Среднее значение lg(APT(/APT0) было равным нулю, среднее квадратическое отклонение а равно 0,0800.

Выживаемость крыс после облучения в этом опыте в целом по группе составила 76,4±0,5 %. При отборе животных в подгруппы с малым значением логарифмического показателя в пределах небольших отклонений от средней величины гипотермии удается получить небольшое, но достоверное увеличение радиоустойчивости животных.

Таким образом, полученные результаты позволяют констатировать, что прогноз радиоустойчивости с использованием показателей гипоксической гипотермии оказывается недостаточно надежным.

По-видимому, это может быть связано с тем, что оптимальная реакция данной системы регуляции на гипоксическое воздействие достаточно сложна и специфична: в частности, как нами было показано ранее, оптимальной является максимальная реакция гипоксической гипотермии при первом воздействии данного фактора и быстрое ее снижение (эффективная адаптивная реакция) при повторных его воздействиях. Возможно, по отношению к данному показателю следует разработать иные прогностические критерии, с учетом специфичности его изменения в ответ на тестирующее воздействие.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >