КАЧЕСТВЕННЫЙ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ МИКРОФЛОРЫ ТОЛСТОГО КИШЕЧНИКА КРЫС ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ВНУТРЕННЕГО И ВНЕШНЕГО ОБЛУЧЕНИЯ
Authors: Ы.О. Кайрханова , О.А. Заворохина , А.Ж. Саимова , Д.Е. Узбеков , Н.Ж. Чайжунусова , В.Ф. Степаненко , Т.К. Рахыпбеков , М. Хоши 
Published: November 2024

Введение: Эффекты облучения остаточной радиоактивностью, образовавшейся в результате ядерных взрывов, являются предметом обсуждения и исследований последствий ядерных испытаний и атомных бомбардировок. 56MnO2 (T1/2=2,58 ч) – один из основных нейтронно-активированных бета-излучателей в течение первых часов после нейтронной активации частиц почвенной пыли, поднявшийся в момент ядерного взрыва. Цель: Исследовать количественный и качественный состав микрофлоры толстого кишечника крыс при воздействии внутреннего и внешнего облучения. Материалы и методы: Дизайн исследования: экспериментальный. Эксперимент проводили на 39 пятимесячных самцах крыс породы «Wistar», масса которых составляла 220 – 330 г. Крысы были разделены на 4 группы: 56MnO2, MnO2, 60Co и контроль. 3 крысы 56Mn группы было использовано для дозиметрических исследований уровней внутреннего облучения. Органы и ткани извлекали через 3 часа после начала облучения – после умерщвления животных путем внутрибрюшинного введения большой дозы кетамина. По 3 крысы каждой группы было умерщвлено и исследовано на 3, 14 и 60 сутки после воздействия (Таблица 1). Нейтронная активация порошкообразного MnO2проведена на ядерном реакторе ИВГ.1М (экспериментальная установка «Байкал-1», Курчатов, Казахстан). Полученный активированный порошок с 56MnO2был распылён пневматической системой над экспериментальными животными (крысы породы Wistar). Третья группа крыс подвергалась гамма-облучению 60Coв дозе 2 Гр с мощностью 2,6 Гр/мин с использованием чешскогорадиотерапевтического устройства«Teragam K–2 unit» (UJP Praha, Praha-Zbraslav, Чехия). Для микробиологического исследования были взяты образцы фекалий, в которых определяли содержание основных представителей кишечной микрофлоры: бифидобактерий, лактобацилл, эшерихий, условно-патогенных энтеробактерий. Полученные результаты анализировали с использованием непараметрической статистики по Манна-Уитни (программа SPSS 20) [6]. Статистически значимыми считали различия между контрольной и опытной группами при значениях р<0,05. Результаты: Проведенное исследование свидетельствуют о выраженном влиянии облученного 56MnO2 в сравнении с внешним 60Со облучением на состав пристеночной микрофлоры толстого кишечника. На 3-и сутки после облучения 56MnO2, количество основных представителей микрофлоры толстого кишечника бифидо- и лактобактерий уменьшается, а количество условно патогенных бактерии увеличивалось. Данные изменения были стойкими до 60 суток. Внешнее гамма-облучение от 60Co в дозе 2 Гр также изменяет микрофлору кишечника, хотя вышеуказанные изменения явилисьнестойкими и постепенно возвращались к контрольному уровню. Выводы: Внутреннее, а также внешнее облучение приводят к развитию дисбиоза, который характеризуется количественным и качественным изменением кишечной микрофлоры.

Introduction: When nuclear testing and nuclear bombing in the lower atmosphere as a result of neutron activation of chemical elements in the soil and other materials produced beta and gamma emitting radionuclides. Manganese 56 (T1 / 2 = 2.58 hours) - is one of the dominant beta- and gamma-emitters within few hours after the neutron irradiation of soil dust following nuclear explosion in atmosphere. The effects of exposure to residual radioactivity from nuclear explosions are the subject of discussions and research of the consequences of nuclear tests and the atomic bombing. Aim: to investigate the quantitative and qualitative composition of large intestinal microflora of internal and external exposure of rats. Materials and methods: to achieve this aim an experiment was conducted on 39 white laboratory «Wistars» rats. MnO2powder was activated by a neutron beam to obtain radioactive 56Mn. Rats were divided into four groups: 56MnO2, non radioactive MnO2, 60Co- γ ray (2 Gy, whole body), and control. 56MnO2 was obtained by neutron activation of 100 mg of MnO2 powder using a Baikal-1 nuclear reactor (Kurchatov, Kazakhstan) and then sprayed into a sealed box containing the rats. Whole-body γ-ray irradiation of 2 Gy was performed at a dose rate of 2.6 Gy/min using a Teragam K-2 unit (UJP Praha, Praha-Zbraslav. Czech Republic). On days 3, 14, and 60 after exposure, the microbiological examination of faeces samples were taken, in which the content of the main representatives of the intestinal flora: Bifidobacterium, Lactobacillus, Escherichia, opportunistic enterobacteria. The results were analyzed using non-parametric Mann-Whitney statistics (SPSS 20 program) [6]. Statistically significant differences were considered between the control and experimental groups at p <0.05. Results: The study shows the pronounced effect of irradiated 56MnO2in comparison with the external 60Co irradiation on the composition of the microflora of the large intestine. On the third day after irradiation with 56MnO2, the number of the main representatives of the microflora of the large intestine of bifido- and lactobacilli decreased, and the number of conditionally pathogenic bacteria increased. These changes were resistant up to 60 days. External gamma irradiation from 60Co in a dose of 2 Gy also changes the intestinal microflora, although the above changes were unstable and gradually returned to the control level. Conclusion: Internal and external irradiation leads to the development of dysbiosis, characterized by quantitative and qualitative changes in the intestinal microflora.

Кіріспе: Ядролық жарылыстар нәтижесінде пайда болған қалдықтық радиобелсендіргішпен сәулелену әсері ядролық сынақтардың және атомдық бомбалаулардың зардаптарын талқылаудың және зерттеудің негізіі болып табылады. Марганец 56 (T1/2=2,58 ч) – ядролық жарылыстар кезінде көтерілген топырақ шаңы бөлшектерінің нейтрондық белсендендірілуінен кейінгі алғашқы сағаттардағы негізгі нейтронды –белсендендірілген бета-сәулелендіргіштердің бірі. Мақсаты: Егеуқұйрықтарының ішкі және сыртқы сәулеленудің әсерінен кейінгі тоқ ішек микрофлорасының сандық және сапалық құрамын зерттеу. Материалдар мен әдістер: Зерттеу дизаины: экспериментальды. Қойылған мақсатқа жету үшін салмағы 220-230 г болатын, ақ зертханалық «Wistar» тұқымының39 егеуқұйрықтарына эксперимент жүргізілді. Егеуқұйрықтар 4 топқа бөлінді: 56MnO2, MnO2, 60Co және бақылау. 56Mn тобының 3 егеуқұйрығы ішкі сәулелену деңгейін дозиметриялық зерттеу үшін қолданылды. MnO2 ұнтағын радиобелсенді 56Mn алу үшін нейтронды сәулелену көмегімен белсендендірдік. Егеуқұйрықтар төрт топқа бөлінді: 56MnO2, радиобелсенді емес MnO2, 60Co- γ сәуле (2 Гр, бүкіл денесе), және бақылау тобы. Әсер етуден кейінгі3, 14 және 60-шы тәулікте микробиологиялық зерттеуге нәжіс сынамалары алынды. Ұнтақ тәрізді MnO2 нейтронды белсендендірілуі ИВГ.1М ядролық реакторда (экспериментальды құрылғы «Байкал-1», Курчатов, Казахстан). Алынған белсендендірілген ұнтақ 56MnO2пневматикалық жүйемен жануарларға тозаңдандырылды. Егеуқұйрықтардың 3 тобы чех мемлекетінің радиотерапевтикалық құрылғысын «Teragam K–2 unit» (UJP Praha, Praha-Zbraslav, Чехия) қолданумен 2 Грей дозада 60Co гамма – сәулеленуге ұшырады. Микробиологиялық зерттеу үшін тоқ ішек құрамы алынды. Онда ішек микрофлорасының негізгі өкілдері анықталды: бифидобактериялар, лактобациллалар, эшерихиялар, шартты - патогенді энтеробактериялар. Алынған нәтижелер Манна-Уитни бойынша параметрлік емес статистканы қолданумен талданды (программа SPSS 20) [6]. Бақылау және тәжірибелік топтар арасындағы айырмашылық р<0,05 болған жағдайда статистикалық мәнді деп саналды. Нәтижелер: Жүргізілген зерттеу сәулеленген 56MnO2-дің сыртқы 60Со сәулеленумен салыстырғандатоқ ішектің микрофлорасының құрамына айқын әсер көрсететіні анықталды. 56MnO2 –мен сәулеленгеннен кейін 3 тәулікте тоқ ішек микрофлорасының негізгі өкілдерінің бифидо- және лактобактериялардың саны азаяды. Ал шартты – патогенді бактериялар саны жоғарлады. Бұл өзгерістер60 күнге дейін сақталды. 60Co сыртқы гамма – сәулелену де ішек микрофлорасын өзгертеді, бірақ бұл өзгерістер тұрақсыз болып біртіндеп қалпына келді. Қорытынды: Ішкі және сыртқы сәулелену ішек микрофлорасының сандық және сапалық өзгерісімен сипатталатын дисбиоздың дамуына әкеледі.