Радиопротектор, снижающий накопление радионуклидов в организме Советский патент 1993 года по МПК A61K35/55 

Изобретение относится к области радиобиологии и медицины и может быть использовано для защиты лиц и популяций, подвергающихся длительному облучению в малых дозах, для выведения радионуклидов из организма человека, а также с/х животных.

Целью изобретения является защита отдельных лиц и больших групп людей (популяций), подвергающихся длительному воздействию внешнего или внутреннего облучения.

Цель достигается с помощью использования в качестве биорадиопротектора и биоадсорбента природного пигмента меланина, обладающего необходимыми для этой цели качествами - эффективностью при дл и- тельном использовании на протяжении многих поколений, способностью сорбировать ионы тяжелых металлов и радионуклидов, отсутствием токсичности, стабильной химической структурой, дешевым способом производства.

Таким образом, меланин может быть использован для снижения генетических последствий острого облучения, для защиты лиц и популяций, подвергающихся длительному облучению в малых дозах, для предотвращения внутреннего облучения при употреблении продуктов питания, загрязненных радионуклидами.

Предлагаемый способ использования был осуществлен следующим образом.

На протяжении 125 поколений исследовали 4 типа популяций дрозофилы: 1) интак- тные; 2) облучаемые в каждом поколении рентгеновскими лучами в дозе 0,25 Кл/кг на поколение; 3) питающиеся питательной средой с добавлением меланина из расчета 0,5 мг/мл среды; 4) облучаемые и питающиеся меланином. Меланин получали путем аутоо- кисления его предшественника диоксифе- нилаланина (ДОФА). Анализ мутационного груза, накопленного в генофонде популяций, осуществляли через 115и 125 поколений.

ел

С

XI 00

XI о со ю

со

Проанализированы следующие типы мутаций: летальные, полулетальные, субви- тальные и супервитальные в 111 хромосоме после облучения на протяжении 115 поколений и во II хромосоме после облучения на протяжении 125 поколений. Оказалось, что данные, полученные при анализе по II и III хромосомам, идентичны (табл, 1, 2). Популяций, подвергающиеся длительному облучению, несут наибольшее количество изменений, снижающих приспособленность (летальные и полулетальные мутации) -27,8 % ± 4,3 в III хромосоме и 23,6 % ± ± 2,7 во II хромосоме по сравнению с 15,4 ± 3,5 и 11,4 % ± 2,0 в контроле.

Меланин проявляет антимутагенные свойства, снижая процент летальных и полулетальных мутаций в облучаемых популяциях с 27,8 % ± 4,5 в III хромосоме, 23,6 % ± 2,7 во I хромосоме до 17,3 % ± 3,1 и 19,5 % ±2,2 соответственно. При этом процент особей ссупервитальными и нормальными хромосомами наименьший в облучаемых популяциях (59,3 % ± 4,5 в III хромосоме и 56,8 % ± 3,1 и наибольшей в популяциях, обрабатываемых меланином - 77,4 % ± 3,1 и 72,8 % ±2,1 соответственно по III и II хромосомам.

Таким образом меланин существенно снижает величину накопленного мутацион- ного груза в длительно облучаемых экспери- ментальных популяциях дрозофилы.

Аналогичные данные получены при генетическом мониторинге мышей, облучавшихся на протяжении 5 поколений. Исследования проводили на мышах линии СЗН. Самцов в возрасте 2-2,5 месяца облучали рентгеновскими лучами в дозе 0,08 Кл/ кг. За 30 мин. до облучения животным опытной группы внутрибрюшинно инъецировали раствор меланина в дозе 50 мг/кг веса. Затем облученных самцов скрещивали с интактными самками той же линии в отношении 3$ . Получали потомство первого поколения, у которого иссле- довали наличие реципрокных транслокаций в половых клетках на стадии сперматоци- тое. Данные приведены в табл. 3, 4.

Обнаружено, что в первом поколении у потомков облученных мышей имеется до- вольно высокий процент клеток с транслокациями, возникающими de novo(0,70 %). У потомков мышей, облученных и защищенных меланином, уровень мутирования в половых клетках самцов оказался значительно ниже (0,25 %).

Исследовали две сублинии мышей: от облученных родителей О и от облученных с предварительным введением меланина

МО. Из потомков каждого поколения 6 самцов использовали для анализа частоты мутаций в сперматоцитах и сперматогони- ях. Остальных самцов делили на две равные группы. Одну из них облучали, а затем обе группы самцов скрещивали с самками для получения следующего поколения, Самцам сублинии О перед облучением инъецировали физраствор, а самцам сублинии МО - раствор меланина.

У потомков облученных животных выявлена повышенная мутабильность клеток, несущих индуцирование мутации в гетерозиготном состоянии, Повышенная по сравнению со спонтанной частота вновь возникающих хромосомных нарушений в потомстве облученных мышей, по нашим данным, сохраняется на протяжении всех пяти исследованных поколений и выявляется как в сперматоцитах, так и в сперма- тогониях животных. Однако уровень мутирования в сублинии О с первого по пятое поколение значительно падает.

Дополнительное облучение родителей (отцов) каждого последующего поколения несколько увеличивает индукцию транслокаций в сперматоцитах их сыновей. В сперматогониях аналогичное явление наблюдается лишь в четвертом и пятом поколении.

В сублинии :МО частота мутаций как в сперматоцитах, так и в сперматогониях потомков облученных самцов значительно ниже, чем в сублинии О. В сперматогониях животных этой сублинии, начиная с третьего поколения, транслокации, уже не обнаруживаются, что соответствует спонтанному уровню мутирования.

В среднем за пять поколений частота реципрокных транслокаций в сперматоцитах сублинии О составила 0,45 %, а в сублинии МО - 0,10 %. Аналогично в сперматогониях сублинии О обнаружено 0,50 % хромосомных перестроек, а в сублинии ,03 %.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что меланин снижает мутагенное действие ионизирующей радиации не только у непосредственно облученных животных, но и у их потомков.

В условиях модельных опытов нами показана способность биомассы гриба Cladosporium Cladosporioides и ряда других меланинсодержащих видов аккумулировать ионы стронция-90 и цезия-137 из питательной среды, содержащей эти радионуклиды. Так, коэффициенты накопления стронция- 90 у разных темно-окрашенных видов в зависимости от условий эксперимента составили от 150 до 2000. На чертеже представлен график радиоактивности мышечной ткани крыс, в контроле (1) и при кормлении радиоактивным кормом с добавлением грибной массы (2) или меламинового пигмента (3). В лабораторных опытах продолжительностью 3 месяца при введении в радиоактивный корм (1,,10 Кл/кг) индивидуального меланина в количестве 0,025 г/кг массы тела или биомассы указанного гриба наблюдали снижение почти на два порядка содержания цезия-134 и цезия- 137 в мышечной ткани подопытных крыс. Установлено, что препараты не токсичны, не вызывают аллергических реакций и хорошо выводятся из организма.

0

Наряду со снижением накопления этих радионуклидов, у подопытных крыс при добавлении к радиоактивному корму меланина или грибной биомассы отмечали стабилизацию количества макро (кальций, калий)- и микро (медь) элементов, поглотительной и переваривающей активности ней- трофилов, а также активацию фагоцитоза пс сравнению с контрольными животными.

Формула изобретен.ия

Применение меланина в качестве радиопротектора, снижающего накопление 15 радионуклидов в организме.

Изобретение относится к медицине, а именно к радиобиологии. Цель изобретения - расширение спектра радиопротекторного действия за счет одновременного проявления антимутагенной активности и способности сорбировать радионуклиды. Для этого в облученный организм вводят меланин в качестве вещества, снижающего накопление радионуклидов. 4 табл., 1 ил.

Таблица 1

Влияние меланина на структуру генетического груза в популяциях дрозофилы после 115-ти.поколений облучения по тесту РЛМ в 111 хромосоме

Влияние меланина на структуру генетического груза в экспериментальных популяциях дрозофилы после 125-ти поколений облучения по тесту 11 хромосоме

Таблица 2

Влияние меланина и ионизирующей радиации на уровень мутаций в сперматоцитах мышей последовательных поколений

Величина, отличающаяся от облученного контроля с вероятностью Р 0,93.

Таблица

Влияние меланина и ионизирующей радиации на уровень мутаций в сперматогониях мышей последовательных поколений

Величина, отличающаяся от облученного контроля с вероятностью Р 0,33

10

I

i

I

1Т&;кй 134

ue:-nJ- - 137