Способ профилактики острой лучевой болезни лабораторных животных

Изобретение относится к области экспериментальной медицины. Способ заключается в том, что однократно за 20-30 дней до облучения летальными дозами ионизирующего излучения проводят профилактическое воздействие γ-излучением в однократной дозе 1,0-1,5 Гр для крыс и в дозе 0,5-0,75 Гр для собак. А в течение 7-10 дней до облучения летальными дозами ионизирующего излучения в качестве биологического препарата вводят тимоген с водой или кормом в дозе 45-55 мкг/кг. Способ позволяет обеспечить выживаемость 50-80% животных за счет формирования повышенной радиорезистентности в течение длительного времени, 3 табл.

 

Изобретение относится к экспериментальной медицине и ветеринарии, в частности к радиологии, и может быть использовано для профилактики острой лучевой болезни лабораторных животных.

Известные способы профилактики лучевой болезни [1, 2] не обладают длительным радиозащитным действием.

Задачей настоящего изобретения является разработка более эффективного и безопасного способа повышения радиорезистентности организма животных.

Сущность способа заключается в применении ионизирующего γ-излучения и пептида тимуса. Активнодействующими началами в данном способе являются энергия γ-излучения и тимоген, представляющий собой дипептид, выделенный методом высокоэффективной жидкостной хроматографии из тималина.

Преимущество предлагаемого изобретения заключается в том, что предлагаемый способ безопасен, он не обладает токсическим действием, не вызывает нарушений в системе гемопоэза и желудочно-кишечного тракта. Способ обладает длительным радиозащитным действием и позволяет проводить групповую обработку животных.

Профилактика острой лучевой болезни проводится с использованием γ-излучения в малых дозах в диапазоне от 0,75-1,5 Гр и введения тимогена с водой или кормом в дозе 10-12 мкг на одну крысу и 100-120 мкг на одну собаку в возрасте 3-3,5 месяцев, что соответствует 50±5 мкг/кг массы животного. Устойчивая радиорезистентность организма наступает спустя 20 дней после предварительного воздействия γ-излучения в дозах 1,0-1,5 Гр и последовательного введения тимогена за 7-10 дней до воздействия γ-излучения в летальных дозах (9 Гр).

Вводимые дозы тимогена обоснованы нами экспериментально на крысах и собаках по их радиозащитному действию (табл.1).

Таблица 1
Выживаемость белых крыс и собак при ежедневном введении тимогена в течение 7 дней до воздействия γ-излучения в летальных дозах
Группы	Кол-во животных в группе	Доза введения тимогена (мкг)	Доза облучения (Гр)	Выживаемость (%)
крысы (шт.)
1	10	2	9,0	10
2	10	4	9,0	10
3	10	6	9,0	20
4	10	8	9,0	30
5	10	10	9,0	40
6	10	12	9,0	40
7	10	14	9,0	30
собаки (гол)
1	8	80	3,5	20
2	8	100	3,5	40
3	8	120	3,5	40

Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что наибольший радиозащитный эффект наблюдается при введении тимогена в дозах 10-12 мкг/крысу (50±5 мкг/кг) и 100-120 мкг/собаку (50±5 мкг/кг). Эти дозы введения препарата и были взяты для разработки способа профилактики острой лучевой болезни.

Радиозащитное действие способа испытано в экспериментальных условиях на белых беспородных крысах и собаках (щенятах) при тяжелой степени острой лучевой болезни.

Пример 1. Изучение радиозащитной эффективности способа на белых беспородных крысах

В опытах использовано 160 белых крыс - самцов, с массой тела 180-190 г к началу эксперимента. Все животные по принципу аналогов были разбиты на группы: первая - биологический контроль; вторая - контроль облучения; третья - контроль предварительного облучения в малых дозах без применения препарата тимоген; четвертая - контроль препарата тимоген; пятая, шестая и седьмая - опытные (0,75 Гр + тимоген; 1,0 Гр + тимоген и 1,5 Гр + тимоген, соответственно).

Опыты проведены в три повторности. Условия содержания и кормления крыс всех подопытных групп были идентичными.

Условия облучения. Крыс подвергали воздействию γ-излучения на установке Агат-С при мощности дозы 0,6 Гр/мин. Источником излучения служил ⁶⁰Со. Неравномерность γ-поля не превышала ±10%. Облучение проводили в фанерном ящике, закрытом перфорированной крышкой.

Выполнение способа. За 20-30 дней до воздействия ЛД_90/30 крыс предварительно облучали дозами 0,75; 1,0 и 1,5 Гр, а за 7-10 дней до облучения указанной летальной дозой крысы ежедневно получали 10-12 мкг тимогена с водой и кормом. В перерасчете на массу тела доза тимогена составляла 50±5 мкг/кг.

Результаты исследований. Крысы групп биологического контроля в течение всего срока наблюдения (30 суток) были клинически здоровыми, охотно поедали корм, адекватно реагировали на внешние раздражители, случаев гибели не наблюдалось.

У животных группы контроля облучения с первых дней после воздействия радиации в дозе 9,0 Гр резко снижалось количество лейкоцитов в крови. На пятые сутки их насчитывалось 0,4-0,5·10⁹ л. У многих крыс на 5-7 сутки отмечалась диарея, вокруг глаз и носовых отверстий образовывались коричневые корочки из запекшейся крови, что свидетельствовало о выраженном проявлении геморрагического синдрома. Гибель крыс начиналась с 7 суток и составила 100% при средней продолжительности жизни 10 дней. При патологоанатомическом вскрытии трупов павших животных диагностировалась лучевая болезнь тяжелой и крайне тяжелой степени.

У животных, предварительно облученных в малых дозах без применения тимогена, на 5 сутки после воздействия радиации в летальной дозе количество лейкоцитов понижалось до 1,2-1,4·10⁹ л. Признаки диареи и геморрагического синдрома были единичными. Гибель отмечалась с 12 суток. Средняя продолжительность жизни павших крыс составила 14-16 дней.

У животных, получавших только тимоген в указанной дозе в течение 5-10 дней и затем облученных дозой 9,0 Гр (ЛД_90/30), количество лейкоцитов на 5 сутки было значительно выше по сравнению с крысами 2 и 3 групп и составляло в среднем 2,5-3,0·10⁹ л. Клинические признаки были схожи с таковыми у группы контроля предварительного облучения в малых дозах.

У крыс опытных групп, после обработки указанным способом (предварительное облучение в малых дозах + тимоген), клиническое проявление лучевой болезни было выражено на уровне средней и легкой степени. Животные оставались чистыми, адекватно реагировали на внешние раздражители, охотно поедали корм. Случаи диареи были единичными и непродолжительными. Количество лейкоцитов на 5 сутки после летального облучения находилось в пределах 3,0-3,2·10⁹ л. При патологоанатомическом исследовании небольшого процента павших животных изменения регистрировались в органах и тканях в меньшей степени, чем у крыс группы контроля облучения. Средняя продолжительность павших животных составила 18-20 суток.

Выживаемость подопытных крыс представлена в таблице 2.

Таблица 2
Выживаемость крыс после воздействия радиации в дозе ЛД90/30 на фоне применения способа
Группы	Кол-во крыс (штук)	Доза профилактич. обработки γ-излучением (Гр)	Доза введения тимогена (мкг)	Доза облучения (Гр)	Выживаемость (%)
1. Биологич. контроль	10	нет	нет	нет	100
2. Контроль облучения	10	нет	нет	9,0	10
3. Контроль	10	0,75	нет	9,0	40
предварительного	10	1,0	нет	9,0	50
облучения	10	1,5	нет	9,0	50
4. Контроль препарата тимоген	10	нет	10-12	9,0	40
5. Опытная	30	0,75	10-12	9,0	60-65
6. Опытная	30	1,0	10-12	9,0	70-80
7. Опытная	30	1,5	10-12	9,0	70-80

Аналогичный процент выживаемости после воздействия γ-излучения ЛД_90/30 был получен спустя 30 дней с начала применения указанного способа.

Таким образом, результаты опытов на белых нелинейных крысах показали, что радиозащитный эффект (50-80%) наблюдается через 20-30 дней с начала применения способа, включающего предварительное воздействие γ-излучения в низких дозах в диапазоне от 0,75-1,5 Гр и введения тимогена в дозе 10-12 мкг (50±5 мкг/кг) с кормом ежедневно за 7-10 дней до облучения ЛД_90/30.

Пример 2. Изучение радиозащитной эффективности способа на собаках

В опытах использовано 24 беспородные собаки в возрасте 2,5-3,5 месяцев (щенята) с массой тела 2-3 кг к началу эксперимента. Все животные по принципу аналогов были разбиты на группы: первая - биологический контроль; вторая - контроль облучения; третья - контроль предварительного облучения в малых дозах без применения препарата тимоген; четвертая - контроль препарата тимоген; пятая, шестая - опытные: 0,5 Гр + тимоген; 0,75 Гр + тимоген, соответственно.

Опыты проведены в три повторности. Условия содержания и кормления всех подопытных собак были идентичными.

Условия облучения. Щенят подвергали воздействию γ-излучения на установке Агат - С при мощности дозы 0,6 Гр/мин. Источником излучения служил ⁶⁰Со. Неравномерность γ-поля не превышала ±10%. Щенят облучали по одному в фанерном ящике, закрытом перфорированной крышкой.

Выполнение способа. За 20-30 дней до воздействия ЛД_90/45 собак предварительно облучали дозами 0,5 и 0,75 Гр, а за 7-10 дней до облучения указанной летальной дозой животные получали ежедневно 100-120 мкг тимогена на голову с водой. В перерасчете на массу тела доза тимогена составляла (50±5 мкг/кг).

Результаты исследований. Щенята группы биологического контроля в течение всего срока наблюдения (30 суток) были клинически здоровыми, охотно поедали корм, адекватно реагировали на внешние раздражители, случаев гибели не наблюдалось.

У животных группы контроля облучения с первых дней после воздействия радиации в дозе 3,0 Гр резко снижалось количество лейкоцитов в крови. На пятые сутки их 4,60±0,06·10⁹/л при 9,52±0,20·10⁹/л в группе биологического контроля. У нескольких щенят сразу после облучения отмечалась рвота. Шерстный покров становился взъерошенным и грязным. На 3-5 сутки развивалась диарея с примесью крови. На 7 день после воздействия γ-излучения в указанной дозе количество тромбоцитов в периферической крови уменьшалось до 105,15±3,27·10⁹/л при 296±4,80·10⁹/л в группе биологического контроля. Указанные клинические признаки свидетельствовали о развитии геморрагического синдрома. Гибель щенят начиналась с 12 суток и составила 80% при средней продолжительности жизни 26 дней. При патологоанатомическом вскрытии трупов павших животных диагностировалась острая лучевая болезнь тяжелой степени.

У животных, предварительно облученных в малых дозах без применения тимогена, на 5 сутки после воздействия радиации в дозе, вызывающей летальный исход, количество лейкоцитов понижалось в среднем до 5,2-6,4·10⁹/л, что было выше контроля облучения в среднем на 21%. Количество тромбоцитов на 7 сутки после облучения дозой 3,0 Гр в среднем составляло 150,12-152,20·10⁹/л, что на 31% выше, чем у животных группы контроля облучения. Признаки диареи и были единичными. Гибель отмечалась с 15 суток. Средняя продолжительность жизни павших щенят составила 22-24 суток.

У животных, получавших только тимоген в дозе 100-120 мкг/голову ежедневно с водой в течение 5-10 дней и затем облученных дозой 3,0 Гр (ЛД_80/45), количество лейкоцитов на 5 сутки было значительно выше по сравнению с крысами 2 и 3 групп и составляло в среднем 6,4-7,0·10⁹/л. Клинические признаки были схожи с таковыми у группы контроля предварительного облучения в малых дозах.

У щенят опытных групп, после обработки указанным способом (предварительное облучение в малых дозах 0,5; 0,75 Гр + тимоген в дозе 100-120 мкг/голову ежедневно с водой), клиническое проявление лучевой болезни было выражено на уровне средней и легкой степени. Животные оставались чистыми, адекватно реагировали на внешние раздражители, охотно поедали корм. Случаи диареи были единичными и непродолжительными. Количество лейкоцитов на 5 сутки после воздействия γ-излучения в летальной дозе находилось в пределах 7,2-7,5·10⁹/л. Тромбоцитопения была выражена значительно слабее по сравнению с животными третьей и четвертой групп. При патологоанатомическом исследовании небольшого процента павших животных изменения регистрировались в органах и тканях в меньшей степени, чем у собак группы контроля облучения. Средняя продолжительность павших животных составила 18-20 суток.

Выживаемость подопытных собак представлена в табл.3.

Таблица 3
Выживаемость собак (щенят) после воздействия радиации в дозе ЛД80/45 на фоне применения способа
Группы	Кол-во крыс (штук)	Доза профилактич. обработки γ-излучением (Гр)	Доза введения тимогена (мкг)	Доза облучения (Гр)	Выживаемость (%)
1. Биологич. контроль	10	нет	нет	нет	100
2. Контроль облучения	10	нет	нет	3,0	10
3. Контроль предварительного	10	0,5	нет	3,0	40
облучения	10	0,75	нет	3,0	50
4. Контроль препарата тимоген	10	нет	100-120	3,0	40
5. Опытная	30	0,5	100-120	3,0	60-65
6. Опытная	30	0,75	100-120	3,0	70-80

Полученные результаты исследований позволяют сделать следующие выводы:

1. Способ профилактики острой лучевой болезни лабораторных животных формирует состояние повышенной радиорезистентности в течение 20 и более дней к воздействию ионизирующего излучения в ЛД_90/30-45 обеспечивает выживаемость 50-80% белых крыс и 60-80% собак (щенят).

2. Предлагаемый способ допускает групповую обработку животных.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения заключается в том, что впервые предлагается способ, позволяющий повысить комплекс мероприятий по групповой защите животных от воздействия ядерных излучений. Предлагаемый способ способствует формированию повышенной радиорезистентности в течение длительного времени и обеспечивает выживаемость 50-80% лабораторных животных, облученных в дозах, вызывающих тяжелую степень острой лучевой болезни.

Источники информации

1. Несис А.И. "Способ профилактики лучевой болезни″ // М., 1988, Респ. сборник научных трудов «Изобретательство и рационализация в медицине» / Под. ред. проф. В.Н.Ярыгина, с.88-89.

2. Tuech J.J. et al. Prevention of radiation enteritis by intrapelvic breast prosthesis // Eur J. Surg Oncol. 2004 Oct.; 30 (8): 900-4, abstract.

Способ профилактики острой лучевой болезни лабораторных животных в эксперименте у крыс и собак, включающий введение биологического препарата, отличающийся тем, что однократно за 20-30 дней до облучения летальными дозами ионизирующего излучения проводят профилактическое воздействие γ-излучением в однократной дозе 1,0-1,5 г для крыс и в дозе 0,5-0,75 г для собак, а в течение 7-10 дней до облучения летальными дозами ионизирующего излучения в качестве биологического препарата вводят тимоген с водой или кормом в дозе 45-55 мкг/кг.