Встановлено, що найбільші навантаження мають наступні показники: х6 х7- мітотичний індекс в дванадцятипалій і порожній кишці відповідно; х10, х11, х12 і х13 – загальна кількість клітин в крипті різних відділів тонкої кишки; х27 – вміст ШО в препаратах печінки; х29 і х30 – вміст МДА в препаратах слизової оболонки тонкої кишки; х40 – кількість фосфоліпідів в апікальній мембрані.
Найбільші навантаження на другий головний фактор а2 мають наступні змінні: x6 - мітотичний індекс в дванадцятипалій кишці, x31 , x32 - вміст МДА в препаратах слизової оболонки тонкої кишки; x40 - кількість фосфоліпідів в апікальній мембрані. Притому, збільшення значення фактора а2 відповідає збільшенню параметрів (х6, х40) та зменшенню (х31, х32), і навпаки. Таким чином, групування даних в проекції на фактор а2 визначає конкуренцію відповідних процесів у тонкій кишці.
Аналогічний аналіз для фактора а3 дозволяє виділити наступні групи змінних з позитивним навантаженням: х7 – мітотичний індекс в порожній кишці, х27 – вміст шиффових основ в печінці; х29, х30 – вміст МДА в печінці та з негативним навантаженням х10 – х13 – кількість клітин в крипті різних відділів тонкої кишки, тобто значення даного фактору визначається конкуренцією відповідних процесів у кишечнику та печінці.
Графічне відображення отриманих результатів з урахуванням усіх вимірюваних параметрів представлено на рис.3.
Рис.3. Групування ознак у підпросторі (a1, a2, a3) з урахуванням усіх 48 змінних. 1 – 6 - номери груп піддослідних тварин.
На основі аналізу представлених на рис.3 результатів, зроблено висновки:
1. Спостерігається чітке виділення області локалізації груп об’єктів 5 і 6, що відповідають групам тварин, які зазнали сумісної дії випромінювання та іонів кадмію. Взагалі це групування відрізняється різким зменшенням значення фактора а2, що узгоджується з приведеним вище заключенням про роль змінних (x6, x40) і (x31, x32). Отримані дані свідчать про значне (в 1,5 – 2 рази) зменшення першої групи параметрів та збільшення (до 3 раз) другої при сумісній дії кадмію та опромінення.
2. Конкуренцію процесів в печінці та кишечнику ілюструє зміна значення фактора а3. Із підвищенням дози опромінення збільшується значення змінних, які пов’язані з підвищенням мітотичного індексу клітин слизової оболонки порожньої кишки (x7), вмістом шиффових основ і малонового діальдегіду в печінці (x27, x29, x30) та зменшується значення тих, що пов’язані з кількістю клітин в криптах різних відділів тонкої кишки (x10 -x13). Вплив тільки іонів кадмію також викликає збільшення мітотичного індексу (x7) і зменшення вмісту клітин в криптах тонкої кишки (x10-x13). В той же час сумісна дія кадмію і випромінювання приводить до протилежного ефекту – різкого зменшення мітотичного індексу клітин слизової оболонки порожньої кишки x7 та підвищення загальної кількості клітин в криптах дванадцятипалої та порожньої кишки (x10 -x13 ).
На завершення проаналізована можливість зменшення числа досліджуваних параметрів. Як показав проведений вище аналіз факторних навантажень, лише невелика кількість змінних дає значний внесок в три основні фактори, так що можливість суттєвого зменшення числа змінних вірогідна. Для перевірки цього припущення була виконана аналогічна обробка за множиною змінних, які включають лише ті 12 із них, які мають максимальні навантаження, а саме (x6, x7, x10, x11 , x12, x13, x27, x29, x30, x31, x32, x40).
Рис.4 Групування ознак в підпросторах a) — (a1, a2) та b) — (a3, a2) для основних параметрів (N=12) та при повному наборі параметрів (N=48).
У порівнянні з результатами, що отримані із повного набору змінних, групування ознак змінюється незначно, за винятком фактора a1, котрий, як було відмічено вище, збільшується пропорційно числу змінних та зберігає загальну структуру простору ознак (рис.4). Таким чином, основними серед отриманих 48 параметрів при даних умовах досліджень, зміна яких характеризує вплив сумісної дії іонізуючого опромінення та кадмію на організм є: мітотичний індекс клітин (x6, x7 ) і загальна їх кількість в криптах різних відділів тонкого кишечнику (x10-x13), вміст шиффових основ в препаратах печінки (х27), малонового діальдегіду в препаратах слизової оболонки тонкої кишки та печінки (x29-x32), кількість фосфоліпідів в апікальній мембрані клітин тонкої кишки (x40).
ВИСНОВКИ
1. В результаті сумісної дії рентгенівського випромінювання (в дозах 1,0 і 2,0 Гр) та іонів кадмію (1 мг/кг) спостерігається пригнічення процесу фізіологічної регенерації різних відділів тонкої кишки, а при окремій дії цих чинників – прискорення.
2. Виявлено інгібування активності мембранозв’язаних ферментів печінки та слизової оболонки тонкої кишки при сумісній, на відміну від окремої, дії випромінювання та кадмію.
3. Сумісна дія випромінювання і кадмію супроводжується активацією процесу ПОЛ в тканинах печінки та слизової оболонки тонкої кишки, що проявляється в зростанні швидкості протікання ПОЛ та дисбалансі в накопиченні продуктів окислення ліпідів.
4. Зменшення кількості основних структурних ліпідів (холестеролу та загальних фосфоліпідів) в препаратах слизової оболонки тонкої кишки за умов сумісної дії іонізуючого випромінювання та кадмію відбувається, головним чином, за рахунок їх зменшення в апікальній мембрані ентероцитів.
5. Методом факторного аналізу встановлені найхарактерніші параметри, які в умовах дослідження дозволяють визначити особливості сумісної дії сублетальних доз іонізуючої радіації та низьких доз хлориду кадмію на клітини печінки та слизової оболонки тонкої кишки.
Список праць опублікованих за темою дисертації
1. Хижняк С.В., Степанова Л.І., Ромась І.І. Бублик А.А., Войціцький В.М. Використання флуоресцентних зондів для оцінки розмірів апікальної мембрани ентероцитів після дії іонізуючої радіації // Український радіологічний журнал.- 1998. -№ 2.- С.209-211.
2. Хижняк С.В., Ващенко І.В., Бублик А.А., Кисіль О.О., Войціцький В.М. Вплив сублетальних доз іонізуючої радіації на структурно-динамічні властивості білкових молекул апікальної мембрани ентероцитів // Вісник Київського університету. Серія Біологія.- 1999.- Вип.29.- С.21-23.
3. Хижняк С.В., Бублик А.А., Кисиль Е.А., Войцицкий В.М., Кучеренко Н.Е. Влияние ионизирующей радиации на структуру и функциональные свойства базолатеральной мембраны энтероцитов тонкого кишечника // Радиац. биол. Радиоэкология.- 1999.- Т.39.- С.644-647.
4. Хижняк С.В., Зотіков Л.О., Петренко З.Н., Степанов Ю.В., Бублик А.А., Войціцький В.М. Деструктивні зміни слизової оболонки тонкої кишки щурів після дії іонізуючого опромінення. // Вісник Київського університету. Сер. Біологія.- 2000.- Вип.31.- С.8-11.
5. Войцицький В.М., Векслярский Р.З., Хижняк С.В., Позюк Л.М., Бублик А.А., Влияние сочетанного воздействия ионов кадмия и γ- радиации на морфофункциональное состояние тонкого кишечника // Тезисы докладов VII конференции стран СНГ “Проблемы экологии и эксплуатации объектов энергетики”.-К.: Изд-во Ин-та электродинамики НАНУ.- 1997. -С 89-90.
6. Hizhnyak S.V., Voitsitsky V.M., Bublik A.A., Kucherenko N.E. Transmembrane transfer of ions and aminoacids in small intestine epithelium after exposure to ionizing radiation in low doses // Abstr. 8 Internayional IMECO Conference on Measurements in Clinical Medicine (Dubrovnic, Croatia).-1998.-P.564-565.
7. Войцицкий В.М., Хижняк С.В., Векслярский Р.З., Бублик А.А., Шевченко Л.Е. Сочетанное воздействие ионов кадмия и ионизирующей радиации на функциональные свойства плазматической мембраны клеток эпителия // Тезисы II Всеукр. наук-метод. конфер. з міжнарод. участю “Екологія та інженерія. Стан, наслідки, шляхи створення екологічно чистих технологій”.- 1998.- Дніпродзержинськ:-В-во при ДДТУ.-1998.- С.54.
8. Хижняк С.В., Войцицкий В.М., Бублик А.А., Кучеренко Н.Е. Структура белков плазматической мембраны энтероцитов тонкой кишки после воздействия ионизирующей радиации // Тезисы 2-го съезда биофизиков России.-М.: Изд-во РАН.- 1999.- Т.3.- С. 854-855.
АННОТАЦИЯ
Бублик А.А. Совместное воздействие ионизирующей радиации и кадмия на клетки печени и слизистой оболочки тонкой кишки крыс. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.01 – радиобиология. – Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко.- Киев.- 2000г.
Диссертация посвящена изучению особенностей раздельного и сочетанного действия ионизирующей радиации (в дозах 1,0 и 2,0 Гр) и кадмия (1мг/кг) на структурное состояние и функциональную активность клеток слизистой оболочки тонкого кишечника и печени крыс. Выявленное угнетение активности локализованных в клеточных мембранах ферментов указывает на дискоординацию в работе ферментативных систем и может стать пусковым механизмом в развитии метаболических и функциональных нарушений при воздействии изучаемых факторов. В основе этого может быть наблюдаемая интенсификация окислительных процессов в клетках печени и слизистой оболочки тонкого кишечника, на что указывает уменьшение количества белковых SН-групп и дисбаланс в накоплении продуктов ПОЛ.
Выявлены различия в протекании процесса ПОЛ в клетках слизистой оболочки тонкого кишечника и печени при сочетанием воздействии облучения и кадмия. В печени наблюдается повышение накопления ДК и ШО, наряду с менее интенсивным образованием МДА. В слизистой оболочке тонкого кишечника, на фоне понижения количества ДК, приблизительно в 2-3 раза увеличивается скорость накопления и количество МДА.
Результатом ПОЛ может быть выявленное снижение количества основных структурных липидов мембран энтероцитов и гепатоцитов. Показано, что при сочетанием действии облучения и кадмия существенный вклад в изменения липидного состава мембран энтероцитов вносит уменьшение количества фосфолипидов и холестерола в плазматической мембране.
Исследования динамики процессов пролиферации в разных отделах тонкого кишечника свидетельствуют о значительном угнетении пролиферативной активности стволовых крипт и уменьшении их количества в первые часы после раздельного и сочетанного воздействия облучения и кадмия. Сочетанное воздействие исследуемых факторов приводит к торможению выхода клеток на ворсинку (обновления). Так, через 1 сутки после воздействия, количество клеток в криптальной части незначительно отличается от контроля наряду со значительным снижением их митотической активности.
Использование метода факторного анализа при обработке 48 исследуемых параметров позволило доказать существенное усиление структурно-функциональных нарушений кишечника и печени при сочетанном воздействии ионизирующего облучения и кадмия.
Основные изменения в тонком кишечнике проявляются в нарушении пролиферативной активности ее криптальной области, усилении процессов ПОЛ (повышается скорость и количество накопленного МДА), уменьшении количества фосфолипидов в апикальной мембране энтероцитов. В печени в наибольшей степени изменяется содержание МДА и ШО.
Ключевые слова: ионизирующая радиация, кадмий, тонкий кишечник, печень, факторный анализ.
АНОТАЦІЯ
Бублик А.А. Сумісна дія іонізуючої радіації та кадмію на клітини печінки і слизової оболонки тонкої кишки щурів. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.01 – радіобіологія. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка. – Київ.- 2000р.
Дисертація присвячена вивченню особливостей окремої та сумісної дії іонізуючого випромінювання (в дозах 1,0 та 2,0 Гр) і кадмію (1мг/кг) на структурний стан та функціональну активність клітин слизової оболонки тонкої кишки та печінки щурів. Виявлено прискорення регенеративних процесів тонкої кишки протягом доби після окремої дії як радіації в досліджуваних дозах, так і введення кадмію та гальмування цього процесу при сумісній дії даних чинників. Встановлено, що сумісна дія опромінення та кадмію приводить до порушень окисного-антиокисного гомеостазу клітин печінки та слизової оболонки тонкої кишки в результаті зростання швидкості ліпідної пероксидації та накопичення в клітинах продуктів ПОЛ. Виявлено пригнічення активності мембранозв’язаних ферментів печінки та слизової оболонки тонкої кишки при сумісній дії досліджуваних чинників, як результат порушень структури клітинних мембран. Використання методу факторного аналізу при обробці отриманих результатів дозволило встановити найхарактерніші з досліджуваних параметрів, які визначають особливості сумісної дії іонізуючої радіації та іонів кадмію.
Ключові слова: іонізуюче випромінювання, кадмій, тонкий кишечник, печінка, факторний аналіз.
SUMMARY
Bublyk A.A. Combined effect of the ionizing radiation and cadmium on the cells of liver and small intestine of rats. – Manuscript.
The thesis for competition of scientific degree of candidate of biological sciences on a speciality 03.00.01 – Radiobiology. – Kyiv Taras Shevchenko National University.- Kiyv.- 2000.
The thesis is devoted to the investigation of the separate and combined of the ionizing irradiation (in doses 1,0 and 2,0 Gy) and cadmium (1mg/kg) effect on the structure and functional activities of the liver and small intestine rat cells. Acceleration of the regeneration processes in small intestine during 24 hours after the separate effect of the radiation and cadmium and slowdown of this process after the combined effect of these factors was shown. It was also found out that the combined effect of radiation and cadmium causes disorders in the oxidizing and anti-oxidizing homeostasis in liver and mucosa membrane of the small intestine as a result of acceleration of the lipid peroxidation process and accumulation in cells its products. Depression of the membrane – bound enzymes in liver and mucosa membrane of the small intestine in case of the combined effect of the factors as a result of disorders in the structure of cell membranes was disclosed. Factor analysis method implementation in the processing of the research results helped to find out the most typical parameters, which determine the peculiarities of the combined effect of the ionizing radiation and cadmium ions.
Key words: ionizing radiation, cadmium, small intestine, liver, factor analysis.
| 
