Анотація до роботи:

Сутковой Д. А. Стан окисно-антиоксидантної системи головного мозку під дією іонізуючої радіації та його корекція. — Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за фахом 03.00.01 — радіобіологія. Науковий центр радіаційної медицини АМН України, Київ, 2005.

Дисертацію присвячено вивченню механізмів порушення перекисно-окисного та окисно-фосфорилувального гомеостазу, морфологічних змін у головному мозку та в усьому організмі ссавців за дії радіаційного опромінення, пошуку заходів корекції виявлених зрушень в ЦНС.

Встановлено, що зовнішнє та внутрішнє опромінення в малих і сублетальних дозах веде до активації вільнорадикальних процесів, інгібування антиоксидантної активності крові та мозку, гальмування окисного фосфорилування та морфологічних зрушень. Променеве ураження ЦНС зумовлено прямим впливом радіації на мозок, що є домінуючим фактором змін про-антиоксидантного статусу і в усьому організмі. Реакція на опромінення залежить від типологічних особливостей ЦНС; щурі з високою локомоторною активністю більш чутливі до впливу радіації. Активація ПОЛ та гальмування АО-активності у мозку та крові щурів, опромінених під час спаровування або вагітності, спостерігаються і у їх нащадків.

Отримано позитивну корекцію про-антиоксидантного гомеостазу опромінених щурів введенням диметилсульфоксиду і карнозину, гіпокситренінгом, вживанням еламіну та екстракту гарбуза. Розроблено та впроваджено методику гіпокситерапевтичної корекції АО-статусу у хворих на пострадіаційну енцефалопатію.

1. Встановлено основні закономірності змін окисно-антиоксидантного гомеостазу у крові та головному мозку ссавців за умов впливу сублетальних доз іонізуючої радіації, що знаходяться в основі механізму порушення структурно-функціонального стану ЦНС. Показано, що активація перекисного окиснення ліпідів є обов’язковим і домінуючим компонентом стрес-реакції організму на дію іонізуючого випромінювання, яка обумовлена порушенням ензимних та неферментативних складових антиоксидантного захисту, гальмування процесів окисно-фосфорилувального енергозабезпечення, і, як наслідок, морфологічної перебудови мозку. Встановлено зв’язок цих змін з індивідуальними типологічними особливостями ЦНС та особливостями їх успадкування. Запропоновані ефективні методи корекції зазначених змін.

2. Іонізуюча радіація в малих і сублетальних дозах спричиняє протилежно направлені зміни інтенсивності вільнорадикальних процесів та антиоксидантної активності у крові і мозку людини та експериментальних тварин, вираженість і фазність яких залежить від параметрів опромінення — дози, типу опромінення та його режиму.

3. Показано, що із збільшенням дози гострого опромінення мозку активується перекисне окиснення ліпідів, при цьому чіткої залежності “доза-ефект” не простежується. Хронічне внутрішнє опромінення обумовлює більш виражену активацію перекисного окисненння ліпідів, при чому спостерігається чіткий дозозалежний ефект.

4. Перебування щурів в умовах підвищеного радіаційного фону Чорнобильської зони в 1990-1991 р.р. протягом 3, 12 і 24 міс спричиняло активацію вільнорадикальних процесів та зниження антиоксидантної активності у крові і мозку, пропорційні тривалості експерименту.

5. Аналіз даних, отриманих при загальному і локальному (голови або тулуба) радіаційному опроміненні щурів, свідчить, що променеве ураження ЦНС обумовлене прямим впливом радіації на мозок, і є провідним фактором змін про-антиоксидантного статусу опроміненого організму.

6. Вираженість реакції системи окисно-антиоксидантного гомеостазу головного мозку на радіаційний вплив залежить від типологічних особливостей нервової системи. Щури з високою локомоторною активністю більш чутливі до впливу радіації.

7. Активація вільнорадикальних процесів та зниження антиоксидантної і окисно-фосфорилувальної активності у головному мозку та крові щурів, опромінених перед спаровуванням або в період вагітності, спостерігаються і у їх нащадків.

8. Активація вільнорадикальних процесів у головному мозку опромінених щурів та у їх нащадків супроводжується зниженням інтенсивності процесів окисного фосфорилування у тканині головного мозку.

9. Зміни про-антиоксидантного статусу в головному мозку щурів супроводжуються дистрофічно-деструктивними змінами нейронів, деструкцією мітохондрій, особливо в гіпоталамусі, та порушенням внутрішньомозкового кровообігу.

10. Застосування диметилсульфоксиду, карнозину — сполук з антиоксидантними властивостями, або їх сумісне введення сприяє відновленню про-антиоксидантного гомеостазу та окисно-фосфорилувальної функції тканини мозку, порушених внаслідок дії іонізуючої радіації.

11. Нормобаричне гіпоксичне тренування щурів у пострадіаційний період сприяє стимуляції антиоксидантної активності, зниженню інтенсивності перекисно-окисних процесів, активації окисного фосфорилування у тканині мозку, внутрішньоклітинній регенерації, нормалізації білоксинтетичних процесів та внутрішньомозкового кровообігу.

12. Застосування рослинних харчових добавок (еламіну та, особливо, екстракту гарбуза) в пострадіаційний період сприяє істотному зниженню інтенсивності перекисно-окисних процесів, підвищенню антиоксидантної та окисно-фосфорилувальної активності в тканині мозку, активації внутрішньоклітинної регенерації, білоксинтетичних процесів, нормалізації внутрішньомозкового кровообігу.

13. Результати експериментальних досліджень та клініко-біохімічних спостережень про-антиоксидантного статусу в крові ліквідаторів аварії на ЧАЕС свідчать, що в основі розвитку пострадіаційної енцефалопатії знаходяться порушення переокисного-окисного, окисно-фосфорилувального метаболізму та структурно-функціональні зміни у головному мозку. Ад’ювантна антиоксидантна або гіпокситерапія сприяють істотному покращанню антиоксидантного статусу організму, нормалізації вільнорадикальних процесів і нівелюванню симптоматики пострадіаційної енцефалопатії.

Практичні рекомендації

1. Науковий матеріал, викладений в дисертації, може стати основою для проведення курсу лекцій, призначених для широкого кола спеціалістів в галузях біохімії, радіології, медицини та для студентів вищих учбових закладів з цих спеціальностей.

2. Розробити з метою впровадження в лікувальну практику комплекс фармакологічних (ДМСО, карнозин) та безмедикаментозних факторів терапевтичного впливу (нормобаричне гіпоксичне тренування), а також застосування харчових добавок (екстракти гарбуза і еламіну), які мають виразні антиоксидантні властивості, при радіаційних ураженнях хворих з пострадіаційною енцефалопатією.

3. Рекомендувати проведення обстежень перекисно-окисних процесів та про- антиоксидантного статусу у хворих на пострадіаційну енцефалопатію, а також осіб з контингенту підвищеного радіаційного ризику .

Публікації автора:

1. Барабой В. А., Сутковой Д. А. Окислительно-антиоксидантный гомеостаз в норме и патологии /Под ред. акад. АМН Украины Ю.А.Зозули. — К.: Чернобыльинтеринформ, 1997. — 413 с.

2. Зозуля Ю. А., Барабой В. А., Сутковой Д. А. Перекисное окисление липидов и антиоксидантная защита при патологии головного мозга.— М.: Знание, 2000. — 344 с.

3. Порохняк-Гановська Л.А., Овсянікова Л.М., Зозуля Ю.П., Сутковой Д.А. і соавт. Антиоксидантні властивості природніх сполук в умовах впливу іонізуючого випромінювання – К.: Чернобыльинтеринформ, 2001. — 123 с.

4. Барабой В. А., Сутковой Д. А. Энергетический обмен при стрессовых воздействиях (на примере ионизирующей радиации), его саморегуляция и коррекция // Укр. биохим. журн. — 1983. — Т.55, №1. — С. 93—105.

5. Сутковой Д. А., Барабой В. А., Катков А. Ю., Орел В. Э., Палюх А.Р. Действие экстремальных факторов и адаптации к условиям высокогорья на показатели перекисного окисления липидов в сыворотке крови // Укр. биохим. журн. — 1985. — Т.57, №3. — С. 78-80.

6. Сутковой Д. А., Кравчук Г. П., Барабой В. А., Белошицкий П. В, Состояние перекисного окисления липидов и тимус-зависимой системы иммунитета у больных аллергическими заболеваниями органов дыхания при реабилитации в условиях горного климата // Физиол. журн. — 1985. — Т.31, №3. — С.287—291.

7. Барабой В. А., Сутковой Д. А. Окислительное фосфорилирование в митохондриях печени крыс при активации перекисного окисления липидов //Укр. биохим. журн. — 1985. — Т.57, №2. — С. 79—81.

8. Барабой В. А., Сутковой Д. А. Некоторые показатели энергетического обмена у крыс при иммобилизационом стрессе и влиянии адаптации к высокогорью // Докл. АН УССР. — 1985. — №2, Сер. Б.— С.76—78.

9. Сутковой Д. А. Перекисное окисление липидов и окислительное фосфорилирование при стрессовых воздействиях и антистрессорное действие горных высот // Актуальные проблемы современной физиологии: Сб. науч. труд.— К.: Наук. думка, 1986. — С. 229—230.

10. Сутковой Д. А, Барабой В. А. Неспецифическая резистентность организма и влияние условий высокогорья // Адаптация и резистентность организма в условиях гор. — К.: Наук. думка, 1986. — С. 96—105.

11. Сутковой Д. А. Адаптация к условиям среднегорья как фактор повышения надежности обеспечения гомеостаза в организме при стрессовых воздействиях // Надежность и гомеостаз биологических систем. — К.: Наук. думка, 1987. — С. 167—174.

12. Сутковой Д. А. Перекисное окисление липидов и концентрация токоферола в крови адаптированных к гипоксии кроликов при острой декомпрессии // Физиол. журн. — 1987. — Т.33, №4. — С.93—95.

13. Сутковой Д. А., Барабой В. А., Лукшина Г. Д, Никольский А. Н. Перекисное окисление липидов и потребление кислорода моллюсками Fruticocampylaea narzanensis при острой гипоксии в процессе адаптации к условиям среднегорья // Биологические науки.— 1990.— №1.— С. 25—28.

14. Барабой В. А., Сутковой Д. А. Радиационное поражение структуры и функции нейронов // Нейрофизиология. —1993. — Т.1, №6. — С.463—469.

15. Сутковой Д. А. Рівень активності перекисного окислення ліпідів у мозку та крові // Післярадіаційна енцефалопатія: Експериментальні дослідження та клінічні спостереження / За ред. акад. А. П. Ромоданова. — К.: 1993. — C. 46—57.

16. Носов А. Т., Сутковой Д. А, Барабой В. А., Шамаев М. И. Влияние малых доз длительного внутреннего радиационного воздействия на ультраструктуру и интенсивность перекисного окисления липидов в головном мозге и крови крыс // Радиобиология. Радиоэкология. — 1994. — Т. 34, Вып. 4—5. — С. 631—638.

17. Ромоданов А. П., Барабой В. А., Сутковой Д. А. Вплив іонізуючої радіації на центральну нервову систему // Фізіол. журн. — 1994. — Т.40, №2. — С.107—117.

18. Сутковой Д. А, Степаненко І. В., Слесаренко Н. І. Вплив комплексного лікування хворих з пострадіаційною енцефалопатією (з використанням нормобаричної переривчастої гіпоксії) на активність перекисного окислення ліпідів // Врачеб. дело. — 1995. — №7—8. — С.62—64.

19. О.Г. Рєзніков, Д. А. Сутковой, І.В.Степаненко. Вплив релаксаційної музичної терапії на деякі інтегральні показники окислювальних обмінних реакцій у хворих із пострадіаційним діенцефальним синдромом // Доп. НАН України.—1995.—№8.– С. 139-140.

20. Барабой В. А., Олейник С. А., Сутковой Д. А. Влияние длительного радиационного воздействия в низких дозах на головной мозг крыс: показатели окислительного метаболизма // Нейрофизиология. — 1995. —Т. 27, №4. — С.243—252.

21. Барабой В. А., Сутковой Д. А. Показатели окислительного метаболизма в тканях головного мозга крыс: влияние острого радиационного воздействия в низких дозах // Нейрофизиология. —1995 — Т. 27, №2. — С.93—99.

22. Барабой В. А., Сутковой Д. А. Порівняння впливу тотального та локального (голови) опромінення у низьких дозах на інтенсивність перекисного окисленння в головному мозку та крові щурів // Укр. радіол. журн. —1995. — Т.3, №2. — С.132—136.

23. Носов А. Т., Шамаєв М. І., Барабой В. А., Сутковой Д. А. Влияние малых доз длительного внутреннего радиационного воздействия на ультраструктуру и интенсивность перекисного окисления липидов в головном мозге и крови крыс // Радиационная биология. Радиоэкология. 1996. — Т.34, вып. 4—5. — С. 631—638.

24. Зозуля Ю. П., Винницький О. Р., Сутковой Д. А., Степаненко І. В. Головний мозок // Чернобыльская катастрофа / Гл. ред. В.Г. Барьяхтар. — К.: Наук. думка, 1996. — С. 478—480.

25. Ромоданов А. П., Зозуля Ю. П., Сутковой Д. А., Шамаєв М. І., Лісяний М. І., Носов А. Т., Семенова В. М., Черченко А. П., Олійник Г. М., Васильєва І. Г. Морфофункціональний стан головного мозку // Чернобыльская катастрофа / Гл. ред. В.Г. Барьяхтар.— К.: Наук. думка, 1996. — С. 304—306

26. Барабой В. А., Сутковой Д. А., Чижов А. Я., Белых А. Г. Имитация высокогорной гипоксии как фактора повышения неспецифической резистентности организма // Валеология: Диагностика, средства и практика обеспечения здоровья: Сб. науч. тр. — Владивосток: Дальнаука, 1996. — С. 189—195.

27. Сутковой Д. А., Горбань Є. М., Топольникова Н. В., Іванова О. М. Особливості вільнорадикальних процесів у крові та мозку щурів з різною локомоторною активністю — потомків опромінених тварин // Укр. радіол. журн. — 1998.— №3.— С. 303—305.

28. Сутковой Д. А. Зміни прооксидантного та антиоксидантного гомеостазу в мозку та крові ссавців при дії малих доз радіації // Хронічний вплив малих доз опромінення на нервову систему: Експериментальні дослідження та клінічні спостереження / За ред. акад. Ю.П.Зозулі. К., 1998. — С.37—79.

29. Носов А. Т., Шамаєв М. І., Сутковой Д. А. Ультраструктурні та морфофункціональні зміни головного мозку при хронічному впливі малих доз радіації // Хронічний вплив малих доз опромінення на нервову систему: Експериментальні дослідження та клінічні спостереження / За ред. акад. Ю. П. Зозулі. — К., 1998. — С.225—277.

30. Сутковой Д. А. Про- и антиоксидантный статус мозга и крови потомства крыс с различной локомоторной активностью, родившихся от животных, облученных нелетальной дозой ионизирующей радиации // Доп. НАН України. — 1999. — №4. — С. 158—162.

31. Сутковой Д. А. Перекисне окислення ліпідів та антиоксидантна активність головного мозку та крові нащадків щурів, отриманих від тварин, опромінених нелетальними дозами іонізуючої радіації до запліднення та в період вагітності // Доп. НАН України. — 1999. — №5.— С. 178 —182.

32. Сутковой Д. А., Горбань Е. Н. Особенности свободнорадикальных процессов в крови и мозге у первого поколения потомства крыс, подвергнутых воздействию ионизирующего излучения // Вестн. гигиены и эпидемиологии. —2001. — Т.5, №1. — С. 92—95.

33. Сутковой Д. А. Про- та антиоксидантний статус хворих на пострадіаційну енцефалопатію та її корекція // Фізіол. журн. —2003.— Т. 49, №3 — С. 156—160.

34. Сутковой Д. А., Носов А. Т. Про-антиоксидантний, окисно-фосфорилувальний та морфофункціональний стан мозку за умов внутрішнього опромінення ¹³⁷Cs та впливу нормобаричної гіпокситерапії // Досягнення біології і медицини. – 2004. — №1 (3). – С. 84-89.

35. Сутковой Д. А., Носов А. Т. Корекція змін окисно-антиоксидантного гомеостазу та морфо-функціонального стану головного мозку опромінених щурів при застосуванні екстрактів гарбуза або морської капусти // Одеський мед. журн. – 2004. — №1 (81). – С. 24-29.

36. Сутковой Д. А Вплив нормобаричної гіпокситерапії на про-антиоксидантний стан крові та рівень перекисного окиснення і окисного фосфорилування у тканині мозку при зовнішньому фракціонованому рентгенівському опроміненні // Таврический медико-биологический вестн. – 2003 – Т. 6, №2. – С. 173-177.

37. Сутковой Д. А. Активність перекисно-окисних вільнорадикальних процесів у мозку та крові й окисного фосфорилування у тканині мозку під впливом внутрішнього опромінення ¹³⁷Cs та їх корекція диметилсульфоксидом і карнозином // Медицина сьогодні та завтра. — 2004. — №1. — С. 60-65.

38. Сутковой Д. А. Диметилсульфоксид і карнозин як засоби корекції порушень про-антиоксидантного статусу в крові та мозку щурів під впливом зовнішнього рентгенівського опромінення // Вестн. гигиены и эпидемиологии. — 2004. — Т. 8, №1. — С. 144—149.

39. Е. Н. Горбань, Н. В. Топольникова, Д. А. Сутковой, А. Д. Сутковой «Коррекция радиационных изменений системы перекисного окисления липидов и глюкокортикоидной функции надпочечников крыс методом нормобарической гипоксической тренировки» //Экологическая антропология – Минск, 2004 -- С.457—461.