способ снижения риска развития лучевого катарактогенеза при хроническом воздействии низких доз ионизирующего излучения

Формула изобретения

1. Способ снижения риска развития лучевого катарактогенеза при хроническом воздействии низких доз ионизирующего излучения у млекопитающих, включающий введение фармакологических препаратов - радиопротекторов в организм, отличающийся тем, что в качестве фармакологического препарата - радиопротектора используют воду с измененным изотопным составом, а именно с пониженными концентрациями тяжелого стабильного изотопа водорода - дейтерия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрации тяжелого стабильного изотопа водорода - дейтерия составляют от 1 до 140 млн^-1 .

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что питьевую воду с пониженными концентрациями тяжелого стабильного изотопа водорода - дейтерия вводят в организм орально, парэнтерально или инстилляцией в глаз самостоятельно или в качестве растворителя для физиологически активных веществ и фармакологических препаратов.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что питьевую воду с пониженными концентрациями тяжелого стабильного изотопа водорода - дейтерия вводят в организм до хронического воздействия низких доз ионизирующего излучения, а также во время и после воздействия ионизирующей радиации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, более точно к радиологии и офтальмологии, и может быть использовано для снижения риска развития лучевого катарактогенеза при хроническом воздействии низких доз ионизирующего излучения.

Одним из актуальных вопросов радиобиологии является поиск методов снижения риска развития отдаленной лучевой патологии. Известно, что радиопротекторы, оказывающие защитное действие в остром периоде лучевых поражений, как правило, не оказывают существенного влияния на частоту отдаленных последствий. Из этих соображений естественно предположить, что в наибольшей степени поставленной задаче могли бы соответствовать вещества, действующие по типу адаптогенов, повышающих неспецифическую сопротивляемость организма.

Учитывая высокую радиочувствительность хрусталика, его незащищенность и отсутствие в нем процессов восстановления от лучевых нарушений, понятна озабоченность специалистов и внимание исследователей к вопросам лучевого катарактогенеза в отдаленные сроки после воздействия ионизирующих излучений. Показана связь между риском возникновения катаракты и дозой ионизирующих излучений различного качества [А.Н.Кабаченко, 1974], а также возможность образования помутнений хрусталика при низких дозах космического излучения у космонавтов как в активном периоде их деятельности, так и закончивших свою профессиональную карьеру. Кроме того, ускорению развития помутнения хрусталика способствует воздействие ультрафиолетового излучения, влиянию которого могут подвергаться космонавты [Rastergar, Eckart, Frocmel et al., 2000; Cucinota, Feiveson, Manuel et al., 2006; А.Д.Стржижовский, 1995].

При космических полетах, осуществляемых до настоящего времени, дозы ионизирующих излучений не превышают предельно допустимого уровня, при длительных межпланетных полетах дозы космического излучения могут значительно увеличиваться, в том числе и в результате возникновения внештатных ситуаций, связанных с выходом космонавтов в открытый космос. Космические полеты, осуществляемые в настоящее время, выявили у американских астронавтов значительное число помутнений хрусталика начальной степени [Rastegar, Eckart, Frocmel et al., 2006; Cucinotta, Feiveson, Manuel et al., 2006].

С увеличением дальности и длительности космических полетов риск радиационного воздействия на зрительный анализатор будет возрастать. Это приводит к необходимости искать дополнительные способы как физической защиты глаз космонавтов, так и биологические методы повышения общей резистентности организма, которые на протяжении длительного времени не вызывали бы побочных эффектов и обеспечили надежную защиту от космического излучения.

В качестве наиболее близкого способа-прототипа заявляемого изобретения нами выбран метод, описанный в книге М.Д.Машковский «Лекарственные средства» в разделе «Препараты, применяемые для задержки развития катаракты», 2006 г., ООО «Издательство Новая Волна», 1200 с., 15-е издание.

Для задержки развития катаракты используют фармакологический препарат «КАТАЛИН» - натриевую соль 1-окси-5-оксо 5Н-пиридо-(3,2- )-феноксазин-3-карбоновой кислоты. Препарат применяется в виде глазных капель.

Недостатком известного способа является:

возможен поверхностный кератит, блефарит, зуд; при выраженных побочных явлениях применение препарата прекращают.

Техническим результатом заявленного изобретения является устранение вышеуказанного недостатка, т.е. исключение при профилактике поверхностного кератита, блефарита, зуда.

Технический результат достигается тем, что в известном способе снижения риска развития лучевого катарактогенеза при хроническом воздействии низких доз ионизирующего излучения у млекопитающих, включающем введение фармакологических препаратов, в качестве препарата используют воду с измененным изотопным составом, а именно с пониженными концентрациями тяжелого стабильного изотопа водорода - дейтерия.

Такая вода может быть получена методами электролиза, ректификации и другими методами фракционирования изотопов.

Концентрации тяжелого стабильного изотопа водорода - дейтерия может составлять от 0 ppm до 140 ppm.

Питьевую воду с пониженными концентрациями тяжелого стабильного изотопа водорода - дейтерия можно вводить в организм орально, парэнтерально или инстилляцией в глаз самостоятельно или в качестве растворителя для физиологически активных веществ и фармакологических препаратов.

Питьевую воду с пониженными концентрациями тяжелого стабильного изотопа водорода - дейтерия можно вводить в организм до хронического воздействия низких доз ионизирующего излучения, а также во время и после воздействия ионизирующей радиации.

Для объективизации действительного решения поставленной задачи и достижения указанного технического результата ниже представлены результаты экспериментов по влиянию воды с пониженным содержанием дейтерия на отдаленные последствия действия ионизирующего излучения, в которых изучали частоту постлучевых помутнений хрусталика у мелких лабораторных животных.

Мышей-самцов линии F1 (CBAXC57B16) облучали ежедневно в дозе 12,5 сГр до получения суммарных доз 0,25; 0,5 и 1,0 Гр (таблица 1). После облучения хрусталики животных исследовали 1 раз в месяц. В каждой группе было по 20 животных. Группу животных, облученных суммарной дозой 1,0 Гр, поили водой с пониженным содержанием дейтерия в течение 2-х месяцев до облучения и на протяжении периода наблюдения. Контрольные животные содержались на обычной водопроводной воде в течение всего эксперимента. Перед облучением и регулярно после облучения животных обследовали с помощью электроофтальмоскопа и лупы +15,0 Д. Зрачки расширяли 1% раствором гоматропина. Учитывали частоту и сроки помутнений хрусталика начальной стадии, а также динамику их созревания в зависимости от дозы гамма-излучения и длительности постлучевого периода. Частоту помутнений хрусталика определяли как процентное отношение числа глаз с помутнениями хрусталика к числу обследованных глаз в каждой группе экспериментальных животных. Полученные данные сравнивали с результатами аналогичных наблюдений в группе необлученных мышей. Оценку помутнений хрусталика производили по 4-х бальной шкале, предложенной для мелких лабораторных животных [K.W.Christenberry and Y. Furth, 1951]. С небольшими модификациями эта методика применяется до настоящего времени. Согласно этой методике ранние признаки катаракты, 1-я стадия помутнения хрусталика, проявляются в виде отдельных вакуолек под задней капсулой хрусталика, а при высоких дозах - и под передней капсулой. Вовлечение в патологический процесс обеих (передних и задних) субкапсулярных кортикальных областей оценивали как II стадию помутнений хрусталика. Помутнение хрусталика на этой стадии выглядит как небольшой непрозрачный диск на задней или передней и задней капсуле хрусталика. III стадия характеризуется образованием более плотного, звездчатого помутнения хрусталика, когда глазное дно плохо просматривается. IV стадия - полное помутнение хрусталика [А.Н.Кабаченко, 1974, Brenner, Medvedovsky С., Huang, 1991].

Результаты проведенных исследований показали, что первые начальные помутнения хрусталика были обнаружены под задней капсулой хрусталика через 18 недель после облучения мышей в дозе 1,0 Гр (таблица 2). У животных, принимавших воду с пониженным содержанием дейтерия и облученных в той же дозе, первые помутнения хрусталика были обнаружены только спустя 40 недель после облучения. С увеличением постлучевого периода частота помутнений хрусталика возрастала во всех группах облученных животных, однако, как видно из таблицы, у мышей, принимавших воду с пониженным содержанием дейтерия, частота помутнений хрусталика была в 1,5 раза ниже, чем у животных, облученных в той же дозе и содержащихся на обычной водопроводной воде. Можно отметить также, что созревание катаракты у мышей, принимавших воду с пониженным содержанием дейтерия, происходило в замедленном темпе, о чем свидетельствуют показатели частоты помутнений хрусталика II стадии (3,6% против 5,8% через 61 неделю и 3,3% против 12,5% через 72 недели).

Через 85 недель после облучения у мышей в дозе 1,0 Гр и принимавших водопроводную воду (интактные животные) в 3,1% случаев была отмечена III стадия катаракты, тогда как у животных, принимавших воду с пониженным содержанием дейтерия, развитие катаракты задерживалось на II стадии до естественной гибели животных, а общая относительная частота помутнений хрусталика не превышала ее у интактных животных. У животных, облученных в дозе 0,25 Гр, частота помутнений хрусталика начальной стадии практически не превышала контрольный уровень (р 0,05).

После облучения животных в дозе 0,5 Гр развитие катаракты также было замедленным. Лишь в единичных случаях (2,6%) отмечались помутнения хрусталика II стадии через 33 недели после облучения. К 72 неделе наблюдения частота помутнений хрусталика возрастала до 13,5%. Общая частота помутнений хрусталика у животных этой группы через 72 недели превышала контрольный уровень приблизительно в 3 раза.

Тенденция положительного эффекта при использовании воды с пониженным содержанием дейтерия прослеживается достаточно четко, задерживая образование помутнений хрусталика и созревания катаракты.

Таблица 1
Схема опыта по изучению частоты помутнений хрусталика у мышей после гамма-облучения 60Со в низких дозах
Группа животных	Условия опыта	Количество мышей
1	Интактный контроль	20
2	Гамма-облучение 25 сГр	19
3	Гамма-облучение 50 сГр	19
4	Гамма-облучение 100 сГр	18
5	Гамма-облучение 100 сГр + протиевая вода	17