Моделирование радиоцеребральных эффектов при комбинированном действии факторов экстремальной интенсивности 05. 13. 01. Системный анализ, управление и обработка информации (медицинские науки)

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3

В пятой главе обсуждаются результаты исследования и даются практические рекомендации.

При оценке радиационного поражения мозга, как изолированного, так и в комбинации с сопутствующими факторами, впервые использован комплексный структурно-функциональный подход, при котором за животными велись клинические наблюдения, а после умерщвления мозг исследовался общегистологическими, нейрогистологическими, гистохимическими, электронно-микроскопическими и биометрическими методиками с широким применением математического аппарата системного анализа и обработки информации. Все это позволило обосновать критические дозы и время для развития церебрального синдрома. При моделирующем действии нейроморфологических эффектов получен однозначный ответ «вредно-безразлично-полезно». Дополнительная нагрузка (кислород, вибрация, перегрузка, ЭМИ), на облученный организм усиливала радиоцеребральные показатели по множеству использованных тестов. Обобщенные показатели результатов эксперимента по факторам, предшествующим облучению, однозначно свидетельствуют об отсутствии их моделирующего влияния на церебральные эффекты. Только предварительное микроволновое облучение оказывало положительное воздействие на нейроморфологические показатели. По множеству использованных критериев обобщенный показатель свидетельствует об утяжеляющем действии кислорода на радиоцеребральные эффекты, как у крыс, так и у собак. Гипоксические газовые смеси, в целом, замедляют развитие радиоцеребральных эффектов у крыс и оказываются безразличными для собак.

Таким образом, выраженность радиомодифицирующего действия экстремальными факторами зависит не только от дозы облучения, времени, последовательности действия, интенсивности воздействующего фактора, но и от структуры головного мозга и рассматриваемого критерия.

В заключении приведены основные результаты работы, полученные в диссертации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Раздельное и сочетанное действие изучаемых факторов (ионизирующее и электромагнитное излучение, гипоксические газовые смеси с содержанием кислорода 5, 7, 8, 10 %, нормобарический кислород, вибрация, перегрузки) вызывает во всех образованиях головного мозга комплекс однотипных неспецифических изменений, которые можно объединить в три группы: реактивные, деструктивные и компенсаторно-приспособительные.
Облучение головы приводит к более выраженным ранним патоморфологическим изменениям по сравнению с облучением туловища и всего тела. По интенсивности изменений структуры головного мозга располагаются в следующем порядке: средние слои сенсомоторной коры, клетки Пуркинье мозжечка, нейроциты мелкоклеточных ядер гипоталамуса, гиппокамп, хвостатое ядро, таламус, продолговатый мозг.
При облучении в сверхлетальных дозах неврологические проявления связаны с поражением синапсов, мембранных структур нейроцитов (белоксинтезирующего, энергетического и, особенно, специализированного профиля) и периваскулярной астроцитарной муфты, а в дальнейшем эти изменения усугубятся расстройством микроциркуляции.
Величины пороговых доз при облучении головы, полученные по картине ранних патоморфологических изменений составляют: для крыс –50 – 100 Зв, а для собак – 50 Зв. При меньших дозах изменения имеют фазный характер и сопровождаются не только деструктивными, но и компенсаторными процессами. При дозах выше пороговых изменения имеют однонаправленный деструктивный характер, а критическое время их развития соответствует половине резервного времени сохраненной дееспособности организма.
Острое дозированное действие измененной газовой среды, электромагнитного излучения и динамических факторов (вибрация, перегрузки), вызывает в головном мозге ряд структурно-функциональных сдвигов, способных модифицировать радиоцеребральные эффекты на организменном, системном, органном, клеточном и субклеточном уровнях. По характеру влияния на головной мозг гипоксическая гипоксия, вибрация и перегрузки являются синергистами с гамма-облучением практически по всем показателям, а в действии нормобарического кислорода и электромагнитного излучения наблюдаются как эффекты синергизма (состояние белка, мембранных структур, ядер, синапсов), так и эффекты антагонизма (состояние структур, гематоэнцефалического барьера).
Облучение в условиях гипоксической гипоксии увеличивает резервное время развития неврологических расстройств и снижает тяжесть патоморфологических изменений в ранние сроки пострадиационного периода. При этом состояние синапсов, нервных и глиальных клеток, капиллярной стенки улучшается, а поражение периваскулярной астроцитарной муфты, напротив, усугубляется, вызывая более интенсивное развитие отеков.
Гипоксическая гипоксия, воздействующая до облучения, во всех изученных дозах, уменьшает степень ранних проявлений неврологических расстройств и деструктивных изменений, но не препятствует развитию отека мозга. Пострадиационное воздействие гипоксической гипоксии в ранние сроки зависит от дозы облучения: при 50 Зв радиомодификация не выявляется, а при 100 Зв обнаруживаются разнонаправленные эффекты (состояние синапсов, клеток и их ультраструктур улучшается, а структура гематоэнцефалического барьера и клинические проявления соответствуют таковым при облучении в атмосферном воздухе).
Облучение в условиях дыхания чистым нормобарическим кислородом сокращает резервное время развития неврологических расстройств, и усиливает тяжесть патоморфологических изменений в ранние сроки пострадиационного периода. При этом поражение синапсов, нервных и глиальных клеток, капиллярной стенки усугубляется, поражение периваскулярной астроцитарной муфты, наоборот, замедляется, что уменьшает степень развития отеков головного мозга.
Кислород, воздействующий до облучения во всех изученных дозах, практически не оказывает радиомодифицирующего влияния, а при его применении после облучения усиливает неврологическую симптоматику и радиационное поражение клеток, синапсов, капилляров. Выраженность отека зависит от дозы облучения: при 50 Зв – уменьшается, а при больших дозах соответствует таковой при облучении в атмосферном воздухе.
Эффекты радиомодификации поражения головного мозга измененной газовой средой у более высокоорганизованных животных (собаки) выражены слабее, чем у грызунов (крысы) как по неврологическим, так и всем изученным патоморфологическим показателям.
Динамические факторы полета (вибрация, перегрузки), воздействующие до гамма-облучения, не моделируют радиационные нейроморфологические эффекты, а при действии после облучения усиливают их.
Электромагнитное излучение, воздействующее до гамма-облучения, снижает выраженность нейроморфологических эффектов, а при действии после облучения усиливает их по всем рассматриваемым патоморфологическим критериям.
Разработанная математическая модель развития нейроморфологических эффектов в головном мозге под влиянием радиационного эффекта, а также моделирование их другими экстремальными факторами адекватно отражает выявленные патоморфологические изменения и может быть использована для их прогнозирования.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Монографии:

1. Ушаков И.Б. Нейроморфологические эффекты электромагнитных излучений: монография / И.Б. Ушаков, В.П. Федоров, О.С. Саурина. – Воронеж: ОАО Центрально-Черноземное книжное издательство, 2007. – 287с.

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

2. Федоров В.П. О перспективах морфологических исследований мозга в экстремальных ситуациях / В.П. Федоров, И.Б. Ушаков, О.С. Саурина // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – 2003. – Т.2, №2. – С.3-6.

3. Федоров В.П. Изменения в коре головного мозга при электромагнитном облучении живота / В.П. Федоров, В.Г. Зуев, О.С. Саурина // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – 2005. – Т.4, №3. – С. 18-22.

4. Ушаков И.Б. Структурно-функциональные механизмы радиационных поражений головного мозга / И.Б. Ушаков, О.С. Саурина, В.П. Федоров // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – 2005. –Т.4,№3. – С.13-17.

5. Федоров В.П. Кариометрический анализ реакции нейронов на неравномерное микроволновое облучение / В.П. Федоров, В.Г. Зуев, О.С. Саурина // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – 2006. – Т.5, №3. – С. 18-21.

6. Саурина О.С. Моделирование морфофункциональных эффектов при гамма-облучении головы в измененной газовой среде / О.С. Саурина, В.П. Федоров // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. - 2006. – Т.5, №3. – С. 25-26.

7. Федоров В.П. Трудности исследования мозга в экстремальных ситуациях и пути их преодоления / В.П. Федоров, И.Б. Ушаков, О.С. Саурина // Морфология, 2006. – Т. 129, №4. – С. 128.

8. Ушаков И.Б. Радиомодифицирующие эффекты измененной газовой среды в зависимости от последовательности ее взаимодействия с гамма-облучением головы в церебральной дозе / И.Б. Ушаков, В.П. Федоров, О.С. Саурина // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – 2006. – Т.5, №3. – С.22-24.

9. Саурина О.С. Моделирование радиационного поражения головного мозга электромагнитным излучением / О.С. Саурина, В.Г. Зуев, В.П. Федоров // Вестник Российской Военно-медицинской академии. – СПб, 2008. – Т.23, №3. – С. 141.

10. Саурина О.С. Моделирование радиационных эффектов в головном мозге продольной перегрузкой / О.С. Саурина, И.Б. Ушаков, В.П. Федоров // Вестник Российской Военно-медицинской академии. – СПб, 2008. – Т.23, №3. – С. 141-142.

11. Саурина О.С. Структурно-функциональный анализ поражения коры головного мозга при облучении в измененной газовой среде / О.С. Саурина, В.П. Федоров // Морфология, 2008. – Т. 133, №2. – С.119.

12. Саурина О.С. Математическое моделирование церебрального синдрома при острых радиационных воздействиях / О.С. Саурина // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – 2009. – Т.8, №2. – С. 554–555.

13. Саурина О.С. Анализ многоуровневых и разнонаправленных сочетаний в радиационной нейроморфологии / О.С. Саурина // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – 2009. – Т.8, №2. – С. 464–465.

14. Саурина О.С. Особенности реабилитационного периода при церебральной форме лучевой болезни / О.С. Саурина, И.Б. Ушаков, В.П. Федоров // Аллергология и иммунология. – 2009. – Т. 10, №1. – С. 150.

Статьи, труды и материалы конференций

15. Федоров В.П. Гипоксия как типовой нейропатологический процесс при действии факторов полета / В.П. Федоров, И.Б. Ушаков, О.С. Саурина // Гипоксия, механизмы, адаптация, коррекция: материалы 3 Всероссийской конференции. – М., 2002. – С. 132-133.

16. Федоров В.П. Основные направления гипоксической нейрорадиопротекции / В.П. Федоров, И.Б. Ушаков, О.С. Саурина // Гипоксия, механизмы, адаптация, коррекция: материалы 3 Всероссийской конференции. – М ., 2002. – С. 129-130.

17. Федоров В.П. Изменения в головном мозге животных при действии гипоксической гипоксии / В.П. Федоров, И.Б. Ушаков, О.С. Саурина // Актуальные вопросы экспериментальной и клинической морфологии. – Томск, 2002. – №2. – С.72-73.

18. Федоров В.П. Механизмы кислородного эффекта в нейрорадиобиологии / В.П. Федоров, И.Б. Ушаков, О.С. Саурина // Естествознание и гуманизм : сборник научных работ. – Томск, 2004. – Т.1, №3. – с.88.

19. Федоров В.П. Гипоксические механизмы воздействия вибрации на нервную систему / В.П. Федоров, О.С. Саурина, И.Б. Ушаков // Университетская наука: сборник юбилейной научной конференции и сессии Центрально-Черноземного научного центра РАМН, посвященный 70-летию КГМУ. – Курск, 2005. – Т.1. – С.75-76.

20. Федоров В.П. Особенности поражения головного мозга при неравномерном электромагнитном облучении / В.П. Федоров, В.Г. Зуев, О.С. Саурина // Актуальные проблемы морфологии : сборник научных трудов. – Красноярск, 2005. – С.206-207.

21. Федоров В.П. Пластичность синапсов при радиационном поражении головного мозга / В.П. Федоров, И.Б. Ушаков, О.С. Саурина // Структурно-функциональные и нейрохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга : сборник статей Всероссийской научной конференции с международным участием, 2005. – М., 2005. – С.282-285.

22. Федоров В.П. Структурные основы пластичности мозга при действии антропогенных факторов / В.П. Федоров, А.В. Петров, О.С. Саурина // Структурно-функциональные и нейрохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга: материалы Всероссийской конференции с международным участием. – М., 2005. – С.215-218.

23. Саурина О.С. Патонёйроморфология гипоксических состояний / О.С. Саурина, В.П. Федоров, О.Ю. Терезанов // 4 Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых и студентов по медицине: сборник материалов. – Тула, 2005. – С.230-231.

24. Саурина О.С. Моделирование радиоцеребральных эффектов при комбинированном действии факторов экстремальной интенсивности. / О.С. Саурина, И.Б. Ушаков, В.П. Федоров // Структурно-функциональные и нейрохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга: материалы Всероссийской конференции с международным участием. – М., 2006. – С.328-329.

25. Саурина О.С. Морфофункциональные эффекты в головном мозге при гамма-облучении в кислороде / О.С. Саурина, В.П. Федоров // Актуальные вопросы эволюционной, возрастной и экологической морфологии: материалы Всероссийской научной конференции с международным участием. – Белгород, 2006. – С. 151.

26. Федоров В.П. Ультраструктурные изменения в головном мозге собак при облучении головы / В.П. Федоров, О.С. Саурина, И.Б. Ушаков // Материалы международной конференции БИОРАД. – Сыктывкар, 2006. – С.126-127.

27. Саурина О.С. Целенаправленная модификация измененной газовой средой радиационных эффектов в головном мозге / О.С. Саурина, В.П. Федоров // Актуальные вопросы морфологии : сборник научных трудов. – Красноярск, 2006. – С. 142.

28. Федоров В.П. Некоторые методологические проблемы изучения мозга в экстремальных ситуациях / В.П. Федоров, И.Б. Ушаков, О.С. Саурина // Структурно-функциональные и нейрохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга : материалы Всероссийской конференции с международным участием. – М.,2006. – С.325-328.

29. Федоров В.П. Аутоиммунные механизмы поражения в нейрорадиобиологии / В.П. Федоров, И.Б. Ушаков, О.С. Саурина // 5 съезд по радиационным исследованиям : тезисы докладов. – М., 2006. – Т.1. – С.115.

30. Саурина О.С. Особенности реакции головного мозга на неравномерное электромагнитное излучение / О.С. Саурина, А.Н. Трухачев, В.П. Федоров // Физиология адаптации: материалы Всероссийской научно-практической конференции. – Волгоград, 2008. – С.240-242.

31. Саурина О.С. Действие антропогенных факторов на эволюционное развитие головного мозга / О.С. Саурина // Управление в организационных системах: сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции. – Воронеж: Научная книга, 2008. – С. 159-161.

32. Саурина О.С. Ранние преходящие неврологические расстройства как реакция на лучевой стресс / О.С. Саурина, И.Б. Ушаков, В.П. Федоров // Физиология адаптации: материалы Всероссийской научно-практической конференции. – Волгоград, 2008. – С.237-239.

33. Саурина О.С. Роль кислородного фактора в эволюции головного мозга / О.С. Саурина, В.П. Федоров // Управление в организационных системах: сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции. – Воронеж: Научная книга, 2008. – С. 157-158.

34. Саурина О.С. Система управления радиоцеребральных эффектов динамическими факторами полета / О.С. Саурина, В.П. Федоров // Управление в организационных системах: сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции. – Воронеж: Научная книга, 2008. – С. 161-163.

35. Ушаков И.Б. Структурно-функциональные эквиваленты церебрального синдрома при радиационных воздействиях / И.Б. Ушаков, О.С. Саурина, В.П. Федоров // Боевой стресс: медико-психологическая реабилитация лиц опасных профессий: сборник научных трудов Всероссийской конференции. – М., 2008. – С.283-284.

Blog