Моделирование радиоцеребральных эффектов при комбинированном действии факторов экстремальной интенсивности (06.07.2009)

Автор: Саурина Ольга Семеновна

Саурина Ольга Семеновна

Моделирование радиоцеребральных эффектов при комбинированном действии факторов экстремальной интенсивности

05.13.01. – Системный анализ, управление и обработка информации (медицинские науки)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

Воронеж – 2009

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н. Бурденко Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (ГОУ ВПО «ВГМА им. Н.Н. Бурденко Росздрава») и в Государственном научно-исследовательском испытательном институте военной медицины МО РФ, г. Москва.

Научный консультант

доктор медицинских наук, профессор Федоров Владимир Петрович

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Иванов Иван Васильевич

доктор медицинских наук, профессор Луцкий Михаил Александрович

доктор биологических наук, профессор Штемберг Андрей Сергеевич

Ведущая организация: ФГУ «Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна» ФМБА России.

Защита состоится 30 октября 2009 г. в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 208.009.03 при ГОУ ВПО «ВГМА им. Н.Н. Бурденко Росздрава» по адресу: 394036, г. Воронеж, ул. Студенческая, 10.

Автореферат разослан «____» _____________ 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Бурлачук В.Т.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Проблема радиационного поражения нервной системы является традиционной и во многом приоритетной для отечественной медицины. Это связано с интенсивным развитием ядерной энергетики и имеющими при этом место аварийными ситуациями. В подавляющем большинстве случаев будет иметь место неравномерное лучевое воздействие, особенно для лиц, находящихся в технике и укрытиях. Именно такой случай представляет вариант облучения экипажа летательного аппарата, так как его конструкция определяет факт неравномерности облучения. При этом наиболее вероятны субтотальные и парциальные разновидности облучения преимущественно головы, (R.P. Patrick, 1975). При таком облучении вступит в силу фактор, обозначаемый понятием «доза оправданного риска», когда необходимо знать, каков риск радиационного поражения, и насколько он оправдан по сравнению с необходимостью выполнить поставленную задачу. Временной запас дееспособности оператора после облучения называют «резервным временем» или «периодом ясного сознания», а его определение в соответствии с конкретной дозой облучения является необходимым условием научных исследований в этом направлении (Б.И. Давыдов и др., 1989; Н.Г. Даренская и др., 1993, 2001; А.В. Карамышева, 1994; Ю.С. Турлаков, 2001; Д.А. Соколов и др., 2006; И.Б. Ушаков и др., 2008). Однако выявление морфологического эквивалента «резервного времени», пусковых механизмов развития церебрального синдрома в клинико-морфологических экспериментах остаются практически неизученными.

В условиях авиакосмического полета, а также пребывания в любом замкнутом пространстве задача осложняется тем, что на развитие лучевого поражения могут влиять сопутствующие факторы, в частности, измененная газовая среда. Так, гипоксическая гипоксия может возникать не только в аварийных ситуациях, но и является неотъемлемым фактором полета на высотных самолетах, ибо кислородное оборудование заведомо поддерживает его на несколько сниженном уровне (П.К. Исаков и др., 1975; В.Б Малкин, Е.Б Гиппенрейтер, 1977). Кроме того, гипоксические газовые смеси широко используются в онкорадиобиологии и предложены также для защиты ограниченных контингентов людей от лучевого поражения (Р.Б. Стрелков, 1974; С.П. Ярмоненко, А.А. Вайнсон, 1983). С другой стороны, в различных экстремальных ситуациях экипажу предписывается вынужденный переход на дыхание чистым кислородом, в частности, при перелете через радиоактивные облака. Пользуются кислородом также при работе в очагах аварий и катастроф. Многочисленные исследования о влиянии газовой среды на радиорезистентность человека и животных подробно обобщены в работах С.П. Ярмоненко с соавт. (1980), Ю.Г. Григорьева с соавт. (1982), В.В. Антипова с соавт. (1989), И.Б. Ушакова (2003). Однако, данных о структурно-функциональных механизмах модифицирующего действия гипероксии и гипоксической гипоксии при летальных и сверхлетальных дозах недостаточно для корректного вывода о путях радиомодификации в головном мозге.

Значимыми факторами, как авиационного полета, так и современной техники являются перегрузки и вибрация, способные существенно моделировать радиационные эффекты. Подтверждением этому являются работы по устранению последствий ядерной аварии на ЧАЭС, когда ликвидаторы, кроме радиационной нагрузки, испытывали весь комплекс сопутствующих факторов, которые, несомненно, моделировали конечный итог полета (В.С. Михайлов с соавт., 2006). Наконец, современную технику трудно представить без источников электромагнитных излучений (ЭМИ). В связи с этим, возможное моделирующее влияние ЭМИ на радиоцеребральные эффекты давно находится в центре внимания специалистов противорадиационной защиты. Тем более, есть достаточно твердое мнение о радиозащитном действии ЭМИ (В.В. Антипов с соавт., 1989; Ю.Г. Григорьев, 1992). В тоже время, морфологи, констатируя происходящие изменения, не дают ответа по моделирующему действию на радиационные эффекты сопутствующих факторов, а статистический анализ результатов встречается в единичных работах.

Все вышеизложенное позволяет считать проблему воздействия ионизирующего излучения в высоких дозах на структурно-функциональные эквиваленты клинических проявлений, как при изолированном действии, так и при комбинации с сопутствующими факторами, актуальной для радиобиологии и военной медицины.

Работа выполнена в соответствии с планом НИР Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко и ГНИИИ Военной медицины МО РФ, г. Москва, по теме «Проект методических рекомендаций по оценке медико-психологических последствий у военнослужащих, работавших в условиях радиационного воздействия».

Цели и задачи исследования. Целью диссертационной работы является определение комплекса структурно-функциональных изменений в головном мозге при раздельном и совместном действии неравномерного гамма-облучения в широком диапазоне доз и сопутствующих факторов авиационного полета (гипоксия, гипероксия, перегрузки, вибрация, электромагнитное излучение). На основании дозо-временного и межвидового анализа разработать модели и алгоритмы оценки развития нейроморфологических эффектов радиационного поражения ЦНС для обоснования величины «резервного времени» сохраненной «дееспособности» организма и зависимости его от сопутствующих факторов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

определить изменения в головном мозге крыс и собак в зависимости от локализации облучаемого участка тела, дозы, времени после облучения;

оценить реакцию головного мозга животных при остром действии переносимых доз измененной газовой среды (содержание кислорода 5, 7, 8, 10 и 99%), динамических факторов (вибрация, перегрузка) и электромагнитного излучения;

проанализировать изменения в головном мозге животных при комбинированном действии ионизирующего излучения и измененной газовой среды в следующих вариантах:

облучение в измененной газовой среде;

пребывание в измененной газовой среде до или после облучения;

пребывание в измененной газовой среде до, во время и после облучения;

оценить моделирующий эффект радиационного поражения головного мозга динамическими факторами полета (вибрация, перегрузка) и электромагнитным излучением при их предшествующем или последующем действии с гамма-облучением.

разработать математические модели, адекватно отражающие нейроморфологические эффекты в головном мозге при раздельном и сочетанном действии изучаемых факторов;

обсудить и оценить результаты комплексного исследования радиоцеребральных эффектов в головном мозге животных, проведенных с помощью биометрических и математических методик и разработать практические рекомендации.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использовались основные положения теории вероятностей и математической статистики, теории управления биологическими и медицинскими системами, методы теории системного анализа, нейроморфологические, гистохимические, электронномикроскопические методики исследования.

Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

неврологические и патоморфологические показатели эффектов радиомодификации измененной газовой средой у высокоорганизованных животных (собаки) выражены слабее, чем у грызунов;

патоморфологические изменения в головном мозге при облучении головы наступают раньше, чем при облучении живота и общем облучении;


загрузка...