Эксперименты проведены на 60 беспородных половозрелых белых крысах обоего пола массой 180--200 г. Животных 1-й группы (n = 10) в течение 2 сут подвергали равномерному облучению люминесцентными лампами ЛБ-40. Освещенность крыс составила 3 500 лк. Крыс 2-й группы (n = 20) подвергали однократному тотальному рентгеновскому облучению в дозах 10 и 15 Гр с помощью аппарата РУМ-17 (Россия), а крыс 3-й группы (n = 20) подвергали комбинированному воздействию рентгеновского излучения и света в указанных параметрах с интервалом в 1 ч. Количество животных на каждую экспериментальную точку -- 5. В качестве контроля использовали интактных крыс (n = 10), содержавшихся в условиях искусственного светового режима (12 ч -- день, 12 ч -- ночь) с интенсивностью дневного освещения 25 лк. Забор материала осуществляли после декапитации сразу по окончании экспериментального воздействия.

Для ультраструктурного анализа центральные участки задней стенки глаза фиксировали в 2,5%-м глютаральдегиде на какодилатном буфере (рН = 7,4). Материал постфиксировали в 2%-м растворе четырехокиси осмия и заливали в эпон. Ультратонкие срезы контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца, просматривали и фотографировали в электронном микроскопе JEM-100 CX-II (Япония). В зрительном нерве под электронным микроскопом подсчитывали содержание дегенеративно измененных осевых цилиндров и процент нервных проводников с явлениями очаговой демиелинизации. При проведении статистической обработки результатов использованы методы описательной статистики (определение среднего значения M и ошибки среднего m), непараметрический критерий Манна--Уитни. Критический уровень значимости р задавался равным 0,05.

Результаты и обсуждение

После окончания светового воздействия в зрительном нерве наблюдались волокна с дезинтегрированным цитоскелетом осевых цилиндров и частично деформированной миелиновой оболочкой. Изменения астроцитов и кровеносных капилляров проявлялись набуханием митохондрий и расширением цистерн эндоплазматической сети.

По окончании воздействия ионизирующей радиации в дозе 10 Гр изучение структуры зрительного нерва выявило, что в осевых цилиндрах содержатся набухшие митохондрии с единичными кристами, а миелиновые оболочки иногда вдаются в аксоплазму, образуя там вакуолеподобные структуры, заполненные электронно-плотным веществом. Небольшая часть олигодендроглиоцитов обеднена органеллами. В волокнистых астроцитах наблюдались отек цитоплазмы и гипертрофия комплекса Гольджи.

После завершения комбинированного воздействия ионизирующей радиации в дозе 10 Гр и высокоинтенсивного света в осевых цилиндрах нервных волокон наблюдался отек митохондрий, а также уменьшение числа нейрофиламентов и нейротрубочек. В миелиновой оболочке местами были видны крупные вакуоли, вызывающие деформацию аксона, который нередко на поперечных сечениях имел неправильную форму. Отростки астроцитов, располагающиеся вблизи очагов демиелинизации, характеризовались низкой электронной плотностью и наличием фагосом, содержащих фрагменты мембран миелина. В капиллярах зрительного нерва после окончания комбинированного облучения выявлялись отек митохондрий, цистерн эндоплазматической сети и увеличение содержания числа микровезикул в цитоплазме эндотелиоцитов.

После окончания воздействия ионизирующей радиации в дозе 15 Гр в осевых цилиндрах, а также в глиальных клетках и эндотелиоцитах кровеносных капилляров зрительного нерва наблюдалась деструкция митохондрий и вакуолизация цитоплазмы. Единичные олигодендроглиоциты подвергались кариопикнотическим нарушениям. Изменения нервных волокон заключались в основном в значительном расслоении миелиновой оболочки по всему диаметру.

После окончания комбинированного воздействия ионизирующей радиации в дозе 15 Гр и высокоинтенсивного света встречались осевые цилиндры, в которых наблюдались деформация или полное отсутствие нейрофиламентов, отек и вакуолизация органелл. В результате интенсивного эндоцитоза миелина в части осевых цилиндров увеличивалось содержание мембранных комплексов и миелиноподобных телец. В цитоплазме олигодендроглиоцитов возрастало количество лизосом и фагосом. Отдельно следует отметить выраженную активизацию лизосомального аппарата в волокнистых астроцитах после окончания комбинированного облучения.

Проведенный количественный анализ показал, что после окончания светового и ионизирующего воздействия в дозе 10 Гр число нервных проводников с дегенеративными изменениями осевых цилиндров и миелиновых оболочек не отличалось от такового в контроле (рисунок) (p < 0,05). После окончания комбинированного воздействия ионизирующей радиации в дозе 10 Гр и высокоинтенсивного света число нервных проводников с дегенеративными изменениями миелиновой оболочки составило (14,50 3,42)% (контроль (6,21 1,22)%), а содержание с дегенеративными изменениями осевых цилиндров и миелиновой оболочки -- (8,66 2,60)% (контроль (4,60 0,27)%).

Содержание нервных волокон с дегенеративными изменениями осевых цилиндров после окончания воздействия ионизирующей радиации в дозе 15 Гр достоверно не отличалось от такового при воздействии в дозе 10 Гр (p < 0,05). После окончания воздействия ионизирующей радиации в дозе 15 Гр (в 1,6 раза по сравнению с таковым при воздействии в дозе 10 Гр) увеличивалось количество нервных волокон с очаговой демиелинизацией (p < 0,05). Не выявлено различий в содержании нервных волокон с дегенеративными изменениями осевых цилиндров и миелиновых оболочек после окончания комбинированного воздействия ионизирующей радиации (10, 15 Гр) и света.

Количественная характеристика изменений зрительного нерва после окончания светового (2 сут, 3 500 лк), ионизирующего (10, 15 Гр) и комбинированного облучения ионизирующей радиацией и светом. Cтатистически достоверные отличия р < 0,05 обозначены при сравнении: * -- различных облучений с контролем; • -- комбинированного и светового воздействий

Заключение

Таким образом, изменения зрительного нерва после ионизирующего (10, 15 Гр), светового (3 500 лк) и комбинированного воздействий проявляются в основном деструкцией органелл, нейротрубочек и нейрофиламентов в осевом цилиндре и демиелинизирующими изменениями. Данные процессы носят неспецифический характер и обнаружены в зрительных нервах крыс с пониженным внутриглазным давлением, содержащихся на бедной марганцем и медью диете [6, 10, 12]. Проведенный количественный анализ показал, что реакции зрительного нерва при воздействии ионизирующей радиации проявляются в основном очаговой демиелинизацией оболочки и носят дозовую зависимость. Комбинация изучаемых факторов вызывает синергический эффект, который проявляется увеличением числа нервных проводников с дегенеративными изменениями осевых цилиндров и миелиновых оболочек.

Литература

1. Василенко И.Я. Радиобиологические проблемы малых доз радиации // Воен.-мед. журн. 1993. № 4. С. 28--32.

2. Котелянская К.Е., Обуховский Г.А. Ангиопатии органа зрения у жителей радиационно пораженных территорий Ровенской области // Офтальмол. журн. 2000. №. 5. С. 43--45.

3. Логвинов С.В. Радиация и зрительный анализатор: нейроморфологические аспекты. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1998. 138 с.

4. Dawson D.G., Edelhauser H.F., Grossniklaus H.E. Long-term histopathologic findings in human corneal wounds after refractive surgical procedures // Am. J. Ophthalmol. 2005. V. 139. № 1. Р. 168--178.

5. Demirchoglian G.G. On the effect of ionizing radiation upon the retina in man and animals // Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2002. V. 31. P. 443--484.

6. Huaqing G., Tsugio A. Optic nerve changes in manganese-deficient rats // Experim. Eye Research. 1999. V. 68. № 3. P. 313--320.

7. Meyer-Rochow V.B. Risks, especially for the eye, emanating from the rise of solar UV-radiation in the Arctic and Antarctic regions // Int. J. Circumpolar Health. 2000. V. 59. № 1. P. 38--51.

8. Michael R., Wegener A. Estimation of safe exposure time from an ophthalmic operating microscope with regard to ultraviolet radiation and blue-light hazards to the eye // J. Opt. Soc. Am. A. Opt. Image Sci. Vis. 2004. V. 21. № 8. Р. 1388--1392.

9. Rodriguez-Sains R. Looking at the sun: A danger to the eyes // Prim. Care and Cancer. 2001. V. 21. № 5. P. 34--36.

10. Grozdanic S.D., Kwon Y.H., Sakaguchi D.S. et al. Functional evaluation of retina and optic nerve in the rat model of chronic ocular hypertension // Experim. Eye Research. 2004. V. 79. № 1. P. 75--83.

11. Uhlig C.E., Gerding H. Estimation of safe exposure time from an ophthalmic operating microscope with regard to ultraviolet radiation and blue-light hazards to the eye // J. Opt. Soc. Am. A. Op.t Image. Sci Vis. 2004. V. 21. № 8. Р. 1388--1392.

12. Yoshinori Dake, Tsugio Amemiya. Electron microscopic study of the optic nerve in copper deficient rats // Experimental Eye Research. 1991. V. 52. № 3. P. 277--281.

Поступила в редакцию 14.04.2006 г.

Размещено на Allbest.ru