Оценка, возможностей повышения индивидуальной радиорезистентности организма к острому облучению

Ранее мы уже упоминали, что резистентность организма к воздействующим на него экстремальным факторам складывается из трех основных компонентов: стабильного, генетически детерминированного, метастабильного, формирующегося в процессе онтогенеза, и лабильного, функционально обусловленного. Очевидно, что последний представляет наибольший интерес в плане возможностей функционального повышения резистентности организма, поскольку представляет собой именно то звено, воздействуя на которое можно пытаться решить эту задачу.

Поскольку мы рассматриваем радиорезистентность организма как отражение и составную часть его общей неспецифической резистентности, следует исходить из того, что поиски путей повышения радиорезистентности должны вестись в направлении разработки способов повышения общей резистентности или стресс-устойчивости организма.

В достаточно многочисленных исследованиях показано, что разнообразные функциональные нагрузки способны существенно модифицировать функциональное состояние организма, оказывая заметное влияние на его функциональную резистентность к внешним факторам, и, в частности, радиорезистентность. Так, установлено, что физические нагрузки до облучения повышали радиорезистентость (Удгодская, Юдин, 1957; Кимельдорф, Хант, 1969). Существенное значение могут иметь и изменения общего физиологического статуса организма, в частности, гормональные перестройки — так, например, было показано, что радиочувствительность девственных самок мышей выше, чем размножавшихся (Шапиро и др., 1985). Особой областью исследований является изучение суточных и сезонных ритмов радиочувствительности организма (Даренская, Кузнецова, 1967, 1973; Шлумукова и др., 1984). При систематическом действии на организм различных стрессоров умеренной силы (физические нагрузки, гипоксия, гипо- и гипертермия, электрический ток и проч.) повышается его неспецифическая резистентность, что показано на целом ряде различных действующих факторов (Горизонтов, Даренская, 1968). Вообще радиорезистентность организма при адаптации к стрессу непосредственно зависит от того, на какую стадию общего адаптационного синдрома приходится воздействие радиационного фактора: она снижается в стадии мобилизации (тревоги), резко повышается в стадии резистентности и снова снижается в стадии истощения (Горизонтов, Рудаков, 1964).

Отсюда вытекают возможные направления поиска путей повышения общей функциональной резистентности, и, как следствие, радиорезистентности организма. Такими путями могут быть разработка различных способов и режимов тренировок к систематическому действию различных стресс-факторов умеренной интенсивности или курсов фармакологических воздействий, переводящих организм в стадию наибольшей функциональной резистентности.

Особое значение для функциональной устойчивости ЦНС к последующему воздействию экстремальных факторов имеют изменения возбудимости и эмоциональные сдвиги, происходящие при действии различных агентов, и в особенности при стрессировании. Показано, что хронические эмоциональные состояния отрицательного знака препятствуют адаптационным перестройкам (Айрапетянц и др., 1980). В случаях преобладания возбудительного процесса над тормозным во время травмы шок протекает более тяжело, с рано проявляющимися признаками истощения, по сравнению с более благоприятным течением шока у животных с преобладанием торможения в коре во время травмы (Петров, 1960).

Оценивая соотношение общей неспецифической реактивности и резистентности, мы в своих исследованиях также пришли к выводу о том, что важной характеристикой стресс-устойчивости организма является уровень его эмоциональной реактивности, который опосредуется целым рядом механизмов нейроэндокринной регуляции и лежит в основе индивидуальных особенностей и тактик адаптации к внешним факторам. С этой характеристикой тесно связано и функциональное состояние центральной нервной системы к моменту воздействия. Есть прямые экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что облучение организма в состоянии возбуждения ЦНС снижает, а в состоянии торможения — повышает его радиорезистентность (Бычковская, 1955). Поэтому можно ожидать, что снижение теми или иными способами эмоциональной реактивности и/или перевод ЦНС организма в состояние торможения (тренировки, адаптация к стрессогенным факторам умеренной силы, фармакологическая коррекция — например, использование транквилизаторов) повлечет за собой определенное функциональное повышение неспецифической резистентности, и, как следствие, радиорезистентности.

Одним из таких факторов, адаптация к которым с помощью специально разработанных методов тренировок может быть использована как способ повышения радиорезистентности, является гипоксия. Ослабление проявления реакции на облучение в условиях гипоксии известно давно (Барбашова, 1955; Шехтман, 1955; Ratt, 1983; Bennett, 1953), и, в частности, при адаптации к условиям высокогорья (Григорьев, 1984). Вообще степень потребления кислорода рассматривается как один из показателей неспецифической резистентности организма; показано, что снижение потребления кислорода в момент стресс-воздействия положительно коррелирует с индивидуальной радиорезистентностью (Васильев и др., 1966). К настоящему времени разработаны некоторые методические подходы к созданию способов повышения радиорезистентности, основанных на использовании газовой смеси с пониженным (до 10 %) содержанием кислорода (Стрелков, 1971), а также гипобарической гипоксии («высота» 3200 м) при длительном ее применении до и после облучения (Григорьев и др., 1979). Последний способ, по-видимому, имеет определенные преимущества, определяющие перспективность его использования, в частности, в космической медицине, поскольку позволяет использовать его при пролонгированных облучениях с малой мощностью, не вызывая побочных эффектов, которые могут иметь место при длительном воздействии гипоксической газовой смеси с пониженным содержанием кислорода.

В результате проведенных исследований были получены данные о том, что пребывание крыс в условиях умеренной гипоксии («высота» 3200 м) до и после облучения повышает радиорезистнтность. Об этом свидетельствовало снижение смертности (Григорьев и др., 1980, 1981), усиление регенераторных способностей в системе кроветворения в пострадиационный период (Фарбер и др., 1984), снижение поражающего эффекта по показателям нуклеинового обмена в кроветворных органах (Комолова и др., 1980), а также повышение устойчивости к радиационному фактору других радиочувствительных систем организма по ряду биохимических показателей (Гусейнов и др., 1977,1979).

В то же время полученные нами данные о существовании различных типов резистентности и тактик адаптации к стресс-фактору, в качестве которого использовалось именно гипоксическое воздействие, диктуют настоятельную необходимость учитывать это обстоятельство при разработке методов адаптации и тренировки к гипоксии каю способов повышения неспецифической резистентности и радиорезистентности. Так, поскольку нами показано, что наибольшим потенциалом повышения резистентности обладают исходно низкорезистентные особи («стайерского» типа адаптации), то очевидно, что именно по отношению к ним методы повышения резистентности с помощью систематичесих тренировочных воздействий должны оказаться наиболее эффективными, ибо будут способствовать раскрытию и максимальному использованию функционального резерва организма к моменту острого воздействия радиационного фактора. И наоборот, по отношению к исходно высокорезистентным особям («спринтерского» типа адаптации) такие методы могут оказаться малоэффективными и даже привести к отрицательному результату, способствуя быстрому истощению функционального резерва. Здесь следует учитывать и половой фактор, поскольку нами показано, что самки характеризуются более высоким функциональным резервом повышения резистентности, чем самцы.

Пути повышения функциональной резистентности нормореактивных особей, которые ведут себя наиболее стабильно в процессе адаптации к тренировочным воздействиям стресс-фактора, требуют дальнейших исследований. Однако полученные нами данные о том, что стабильное функциональное состояние регуляторных систем организма определяет его высокую резистентность, позволяют надеяться, что, при разработке соответствующих методов тренировочных воздействий, адекватных этому типу адаптации, данная группа может оказаться перспективной в плане раскрытия функциональных резервов повышения радиорезистентности.

Таким образом, исследование связи индивидуального характера (типа, тактики) адаптации организма к тестирующему воздействию с его радиорезистентностью привело нас к выводу о том, что эффективная тактика адаптации, обусловленная четкой сбалансированной работой регуляторных систем организма, в конечном счете определяет его неспецифическую резистентность и, как следствие, радиорезистентность. При этом определяющую роль, по-видимому, играет не столько исходная резистентность организма к острому стресс-воздействию, сколько его функциональный резерв, обусловливающий потенциальную способность к быстрому и эффективному восстановлению нарушенных функций. А это, в свою очередь, зависит от стабильности функционирования механизмов регуляции этих функций. Действительно, мы видели, что наиболее отчетливая корреляция с радиорезистентностью прослеживается по изменению показателя APT, характеризующего эффективность работы основного регуляторного механизма адаптации к гипоксии — терморегуляции.

Дальнейшая экспериментальная проверка этого предположения с последующей оценкой прогностической значимости заложенных в него критериев полностью подтвердила нашу гипотезу. На основе оценки исходного функционального состояния системы гормональной регуляции коры надпочечников нам даже по одному параметру (содержанию кортикостерона в периферической крови) с помощью обобщенного логарифмического показателя удалось выделить группу потенциально наиболее радиорезистентных (100 % выживаемость после облучения) и радиочувствительных (100 % гибель в результате облучения) животных. Косвенный показатель (соотношение содержания К/ Na в периферической крови) также оказался пригодным для прогнозирования радиорезистентности, однако по информативности заметно уступал прямому, непосредственно характеризующему сбалансированность функций системы регуляции.

Оценка сбалансированности работы механизмов гормональной регуляции при использовании тестирующего нагрузочного воздействия (введения АКТГ) и построение прогноза на основе полученных экспериментальных данных дала сходные результаты и подтвердила выявленные закономерности.