Различия резистентности (радиочувствительности), связанные с полом

 

 

В предыдущих главах было показано, что экстрагенитальные циклы у самок полициклических видов, суммируясь, определяют динамику их общей реактивности по фазам полового цикла. Для проверки и уточнения этого положения в качестве объекта изучения были выбраны различия радиочувствительности, т. е. реакции организма на действие ионизирую­щей радиации. Известно, что радиочувствительность отражает общую реактивность и может служить мерой резистентности организма (Русин, 1971).

В радиобиологии вопрос о половых различиях радиочувствитель­ности остается неясным. На экспериментальном материале одни авто­ры делают заключение о более высокой радиочувствительности жен­ских особей, другие считают более радиочувствительным мужской орга­низм.

Есть работы, в которых показано отсутствие различий радиочувст­вительности в связи с полом.

Что касается различий в радиочувствительности у самок по фазам полового цикла - в радиобиологию вошло представление о большей ус­тойчивости к радиации, т. е. радиорезистентности самок, особенно самок в течке (Бак, Александер, 1963; и др.), хотя, как было выяснено нами, это утверждение не имело под собою экспериментального обоснования. Только в двух работах были предприняты попытки изучить радиочув­ствительность самок в разных фазах цикла. Rugh и Clugst'on (1955) в одной серии опытов получили большую устойчивость самок в фазе течки, но допустили методическую ошибку и не воспроизвели результата. Одну серию опытов с облучением самок по всем фазам цикла (в диэструсе, проэструсе, эструсе и метаэструсе) выполнили Н. И. Шапиро с соавтора­ми (1958) и сделали вывод об отсутствии различий в радиочувствитель­ности по фазам цикла, посчитав случайным небольшое увеличение про­цента гибели самок, облученных в течке. Поскольку ясной картины не сложилось, мы для проверки, изменяется ли и как именно радиочувстви­тельность самок в связи со сменой фаз половых циклов, облучали мы­шей в дозах вызывавших гибель от 12 до 100%. В 10 сериях облучалось по 100 белых беспородных мышей (по 20 самок в четырех фазах цикла и по 20 самцов). Данные сведены в рис. 23. Различия в радиочувствитель­ности выступили совершенно отчетливо и в пределах доз ЛД12-88/30 были статистически достоверными. Радиочувствительность самок была высо­кой в проэструсе и эструсе и почти вдвое снижалась в метаэструсе и диэструсе т е самки оказались значительно и достоверно более устой­чивыми к действию ионизирующих излучений в метаэструсе и диэструсе. Самцы по чувствительности к радиации заняли промежуточное положение - были более радиочувствительными, чем самки, в устойчивых фа­зах цикла но несколько более радиорезистентны, чем самки в фазах проэструса и эструса, в фазах высокой радиочувствительности.

Эти различия отчётливо выступили и при сравнении распределения гибели мышей в течение первого месяца после облучения (рис. 24). Как видно из рисунка, доза в 800 р (серия 5), при которой общий процент гибели для всех 100 облученных мышей составил 55, привела к гибели половины самцов, 73 – в проэструсе, 85 – в эструсе, но только 35 – в диэструсе и 40 – в эструсе. При этом раньше всего гибель начиналась среди самцов и в группах самок, облученных в радиочувствительных фазах – проэструсе и эструсе.

89

 

 

 

Дополнительно были поставлены эксперименты для оценки различий в общей резистентности мышей в разных фазах эстрального цикла по их выносливости к экстремальной нагрузке. Как и в опытах с действием ионизирующего излучения, лабораторных белых мышей собирали в группы по 10 голов в каждой фазе эстрального цикла, партиями пускали плавать в ванну до полного изнеможения и отмечали для каждой мыши время, когда она переставала плавать и опускалась на дно. Результаты объединены в рис. 25, из которого видно, что менее выносливыми оказы-

90

вались мыши-самки в фазах проэструса и эструса. Они первыми отка­зывались от борьбы за жизнь и прекращали плавать. Несколько более выносливыми были самцы, и еще длительнее держались на воде мыши в фазах диэструса и метаэструса.

Этими опытами еще раз было подкреплено представление о положи­тельной корреляции между радиочувствительностью и общей реактив­ностью (Русин, 1971; и др.).

С достаточной степенью достоверности было показано, что по фазам полового цикла общая резистентность и радиочувствительность изменя­ются почти вдвое в пределах полулетальных доз и при экстремальных нагрузках.

Полученные нами достоверные данные противоречат представлениям радиобиологов. Они убедительно показывают, что самки более резистен­тны в фазах метаэструса и диэструса, а не в фазах активной секреции эстрогенов, п что самцы по радиочувствительности сближаются с самками в менее резистентных состояниях. В последнее время это положение находит подтверждение в радиологической клинической практике (Гусь­кова, Байсаголов, 1971). Что касается механизма формирования фазо­вых различий реактивности и радиорезистентности самок, можно думать, что он сводится к интеграции периодических, синхронных смене фаз по­ловых циклов изменений в направленности, скорости, интенсивности энергетических, обменных, функциональных и морфологических процес­сов жизнедеятельности организма самок - к экстрагенитальной цикличности.

Динамика реактивности и жизненных функций женских особей с ее волнообразной ритмичностью резко отличает их от особей мужского по­ла, для организма которых пока еще не установлено сколько-нибудь по­хожих периодических колебаний жизнедеятельности, хотя имеются ука­зания на 10-дневные колебания в секреции тестотерона и на 4-недельную периодичность в проявлении эпилепсии у мужчин.

Поскольку половая функция у всех млекопитающих носит циклич­ный характер (репродуктивный цикл, половые циклы и пр.), постольку для самок, в отличие от самцов, характерна фазовая волнообразная ди­намика жизнедеятельности н реактивности организма (экстрагенитальный ритм), которая особенно ярко выражена у полициклических видов грызунов и у приматов, включая человека.

Исследуя изменения радиочувствительности у лабораторных живот­ных, мы встретились с достаточно неожиданным явлением, которое по­требовало специального изучения.

Как оказалось, для выявления различий радиочувствительности по фазам астрального цикла необходимо было не только соблюдать одина­ковые условия обследования и облучения животных, но и отбирать са­мок по фазам цикла в возможно более короткие сроки. Если же самки ожидали своей очереди 2-3 часа или облучались через 2-3 часа после отбора по фазам, различия в радиочувствительности элиминировались. Так, неудачей закончился опыт с облучением большой партии крыс-самок, которых сортировали по фазам на протяжении более чем 2-х часов до облучения.

Проверка показала, что уже через 1 час (а в отдельных случаях че­рез 15-30 мин.!) самки мышей, крыс и морских свинок из проэструса и эструса переходят в метаэструс и диэструс. Для этого достаточно было извлечь их из клетки, взвесить, взять у них вагинальный мазок и снова посадить на место.

Повторное обследование проводилось через 1-3 часа после отбора по фазам, после мнимого облучения и облучения в полулетальных дозах (табл. 5).

Полученные в наших опытах данные труднообъяснимы с точки зре­ния традиционных представлений о последовательности фаз астральных

91

 

циклов. Известно, что половые циклы представляют собой цепь морфо­физиологических изменений, индуцируемых половыми гормонами - эс­трогенами и прогестероном, которые секретируются в яичниках созрева­ющими фолликулами и развивающимся после овуляции желтым телом. Изменения в продолжительности и структуре циклов должны иметь в своей основе изменения функций гормонопродуцирующих образований яичников. Каждая фаза цикла в норме характеризуется продолжитель­ностью, определяемой временем секреции основных половых гормонов. В норме для самок мышей проэструс продолжается 18 час эструс - око­ло суток. Метаэструс и диэструс весьма варьируют по продолжительности, но длятся не меньше суток, а чаще они значительно более продол­жительны. Для того, чтобы метаэструс или диэструс могли наступить у самок за 15-30 мин. вместо десятков часов, секреция фолликулов, по-видимому, должна в кратчайший срок пли прекращаться или заменяться секрецией прогестерона. «Выключение» циклов в ответ на измене­ния в содержании, па обстановку опытов можно отнести к проявлениям ориентировочно-оборонительной реакции. Более сильные воздействия вы­ключают половые циклы па более длительные сроки (рис 26 На графиках отчетливо видны изменения астральных циклов у самок мышеи в ответ на различные воздействия - в дни привыкания к обстановке (ориентировочно-оборонительная реакция), в ответ на мнимое об­лучение (стрессовая реакция) и, наконец, на разные дозы ионизирующе-

92

го излучения (500 и 700 р). Отчетливо видно, чем сильнее воздействие, тем длительнее задержки выключенных циклов в фазах диэструса и метаэструса - в состояниях повышенной резистентности. Вероятно, прекра­щение секреции фолликулина, что приводит к выключению циклов, яв­ляется следствием повышенной секреции тропных гормонов гипофиза — гормонов адаптации в ответ на стрессирующие и повреждающие воздействия при одновременном торможении секреции гонадотропинов.

С этой точки зрения становится понятным противоречивое действие одного из радиобиологических законов - закона Бергонье-Трибондо (1906), согласно которому быстрее и легче повреждаются молодые и пролиферирующие клетки. Это верно по отношению к семенникам, в ко­торых радиация повреждает в первую очередь созревающие и делящие­ся семенные клетки-сперматогонии, тогда как зрелые сперматозоиды сохраняют жизнеспособность и могут в течение некоторого времени пос­ле облучения обеспечить оплодотворение самок. При достаточно высо­ких дозах наступает частичная или полная стерильность, что находит практическое применение, например, в сельском хозяйстве в борьбе с насекомыми-вредителями.

Чтобы прекратить размножение вредителей, в места заражения вы­пускают стерилизованных в инсектариях самцов.

Но закон Бергонье-Трибондо оказывается недействительным по отно­шению к яичникам. Известно, что в ответ на повреждающие воздейст­вия в яичниках первыми повреждаются внутренние и зернистые оболочки зрелых фолликулов и прекращается секреция фолликулина (Varteresz, 1966; Карапетян, Варданян, 1967; и др.). Значительно более устой­чивыми оказываются растущие молодые фолликулы, примордиальные фолликулы и особенно желтые тела. Повреждение структуры и наруше­ние секреторной функции фолликулов непременно приводит к останов­ке, выключению половых циклов.

Это хорошо совпадает с данными ряда радиобиологов, которые отме­чали нарушения астральных циклов после облучения в разных дозах у самок-крыс, особенно после облучения их в течке (Drips, Ford, 1932), у самок морских свинок (Gehther, 1934), у самок обезьян (Алексеева,, 1959; Диковенко, 1959), с нашими наблюдениями за половыми циклами у самок мышей, крыс и морских свинок после облучения их в субле­тальных дозах.

Однако имеется несколько сообщений о том, что у самок животных,, подвергнутых облучению в дозах 400-500 р нарушения половых астраль­ных циклов наступали не сразу, а через 1,5-2,5 месяца после воздей­ствия (Geller, 1930; Kullender, 1953; Бетц, 1961). Наконец, Н. И. Шапиро с соавторами (1962) и другие исследователи отмечали отсутствие на­рушений астральных циклов у самок даже после полулетальных доз ионизирующей радиации. Эта часть публикаций противоречит данным большинства авторов и не соответствует тому, что установлено в отно­шении характера и порядка развития поражений в яичниках под дейст­вием радиации.

Запаздывание и тем более отсутствие нарушений в течение половых циклов у самок после облучения дозами в сотни рентгенов представля­ется совсем непонятным, так как при таких дозах радиации наблюдаются повреждения зрелых, продуцирующих эстрогены фолликулов. Трудно представить, чтобы половые циклы могли продолжаться у самок в обыч­ной для них последовательности фаз в отсутствии индуцирующего их фолликулина и при наличии структурных изменений в яичниках. Несом­ненно, половые циклы у самок должны нарушаться и прекращаться в самые короткие после облучения сроки.

В наших опытах было также установлено, что половые циклы у са­мок лабораторных животных изменяются по продолжительности и по структуре вплоть до полной остановки не только после облучения, но и

94

в ответ на перемены в условиях содержания, на незнакомую, непривыч­ную обстановку опыта, на обследование (взятие из клетки, взвешивание, вагинальные лаважи), при которых морфологических нарушений в яич­никах не происходит. В таких случаях изменения в течении половых циклов носят функциональный характер. По-видимому, они связаны с ориентировочно-оборонительной реакцией на обстановку и процедуру обследования, являются одним из компонентов ориентировочно-оборо­нительной реакции у самок.

Механизм изменений половой цикличности у самок в условиях, не вызывающих поражения фолликулов, можно представить себе как пе­реключение гипофиза на активную секрецию тройных гормонов адап­тации, что непременно сопровождается прекращением секреции тропных половых гормонов - гонадотропинов и влечет за собою торможение гормонообразующей функции яичников. Если в яичниках эстрогены не вы­рабатываются в нужных количествах для обеспечения созревания фол­ликула и яйцеклетки, то растущие фолликулы регрессируют и яичник возвращается к исходному состоянию относительного покоя. Соответст­венно и половые циклы приостанавливаются в фазе покоя - диэструсе. Если же прекращение секреции фолликулина произойдет в достаточно зрелом фолликуле, то может начать развиваться желтое тело и наступит в яичниках лютеиновая фаза, а в половом цикле установится метаэструс.

В обоих случаях организм самки перейдет на более резистентный уровень жизнедеятельности. В этом и заключен, по нашему мнению, био­логический смысл и ценность «защитного» переключения половой цик­личности.

Было показано, что переключение на более резистентные фазы поло­вого и экстрагенитального циклов зависит от силы воздействия и инди­видуальных особенностей реактивности самок.

Обобщая данные литературы и собственные, мы пришли к выводам, которые, как нам кажется, могут иметь более широкое биологическое значение. Это, прежде всего, то, что самки, в особенности на протяжении репродуктивного периода жизни, находятся в двух различных по реак­тивности состояниях: более и менее резистентном. У самцов фазовые ко­лебания реактивности пока не обнаружены. По своей чувствительности к воздействиям (и радиочувствительности) самцы сближаются с самка­ми в менее устойчивых (более радиочувствительных) состояниях. Устой­чивость и адаптивные возможности самок по сравнению с самцами по­вышены также за счет способности самок в короткие сроки (минуты) переходить на более резистентный уровень жизнедеятельности.

Установленные выше особенности реактивности связаны с половыми и экстрагенитальными циклами и наиболее ярко выражены у полицикли­ческих видов животных.