О действии полного длительного алиментарного голодания на хромосомный аппарат лимфоцитов периферической крови К. Н. ГРИНБЕРГ, Ю, Л. ШАПИРО, Е. А. КИРИЛОВА, Р. С. КУШНИР (Москва)
О действии полного длительного алиментарного голодания на хромосомный аппарат лимфоцитов периферической крови
К. Н. ГРИНБЕРГ, Ю, Л. ШАПИРО, Е. А. КИРИЛОВА, Р. С. КУШНИР (Москва)
Полное алиментарное голодание успешно применяется при лечении некоторых психических и соматических заболеваний как у нас в стране, так и за рубежом (2, 4, 8, 9, 18, 19, 23—25).
Помимо этого, голодание широко используют в экспериментальной медицине и биологии в качестве одного из методов воздействия на организм при изучении обмена веществ и энергии, реактивности, адаптации (например, регенерации и компенсации функций), выживаемости и многих других проблем (5, 6, 12).
Все вместе взятое делает необходимым детальное изучение сдвигов и нарушений, возникающих при полном длительном алиментарном голодании. Особый интерес при этом может представить исследование различных информационных систем организма и, в частности, хромосомного аппарата клеток тканей, «судьба» которых в голодающем организме во многом зависит от степени их участия в поддержании гомеостаза.
Можно отметить, что работ подобного рода в доступной нам литературе мы не обнаружили, несмотря на актуальность вопроса о причинах, вызывающих хромосомные аномалии у человека.
Последняя проблема, несмотря на ее интенсивное изучение, еще чрезвычайно далека от окончательного решения. В качестве общих соображений, базирующихся большей частью на исследованиях, проведенных на других организмах, в настоящее время высказывается точка зрения, что хромосомные аномалии человека (имеются в виду повреждения хромосом соматических клеток в эксперименте in vitro и при исследовании больных) происходят в результате воздействия ионизирующих радиаций, химических агентов, вирусов, а также некоторых расстройств метаболизма.
Что касается внутренних факторов, то, например, известно, что при В12 — дефицитной анемии в клетках костного мозга наблюдаются разрывы хромосом примерно в 60% всех клеток изученных случаев (26). Кроме того, известно, что частота нерасхождения хромосом группы G увеличивается с возрастом матери (17, 27, 28). По некоторым данным возможна прямая связь между аутоантителами (в частности, к щитовидной железе) и хромосомными аберрациями (16, 20, 22). Есть сообщения, что женщины, перенесшие сильные стрессорные воздействия (например, пребывание в концентрационных лагерях) чаще рождали детей с синдромом Дауна (15).
В целом же вопрос о влиянии сдвигов метаболизма при различных состояниях организма на хромосомный аппарат остается малоизученным.
Настоящее исследование посвящено изучению влияния полного голодания, применяемого с лечебной целью (по методу проф. Ю. С. Николаева) (8) на хромосомы лейкоцитов (лимфоцитов) периферической крови людей. Цитогенетически было обследовано 15 больных. Были -исследованы лимфоциты периферической крови, взятые от 9 больных в возрасте от 19 до 50 лет. Сроки голодания варьировали от 9 до 30 дней. Были также исследованы хромосомные наборы от 6 больных в различные сроки после окончания голодания.
МЕТОДИКА
Лейкоциты (лимфоциты) культивировались in vitro по методике Хангерфорда (21). Согласно этой методике 6 капель крови добавляется в питательную среду (6 мл среды Игла, 1 мл сыворотки АВ IV, 1 капля гепарина, 0,1 мл фитогемагглютиннна (фирмы Уилкон). Культуры инкубируются 72 часа. За 3 часа до окончания культивирования вводится колхицин до конечной концентрации 0,5 гамма на 1 мл культуральной среды. Гипотоническая обработка 0,075 М хлористым калием 10 мин. Фиксация метанолом с ледяной уксусной кислотой (3: 1). Суспензия фиксированных клеток накапывается на влажные предметные стекла, смоченные дистилированной водой с детергентом (препарат «агепон» из ФРГ илн 0,5% раствор моющего средства «Новость»). Окраска производится красителем Романовского-Гимза.
Окрашенные препараты исследуются под микроскопом. Для анализа отбираются метафазные пластинки с хромосомами умеренной спирализации и с минимальным числом наложений. Учитываются хроматидные и хромосомные разрывы, полиплоидные клетки, частота анеуплодиных клеток и частота клеток с ассоциациями акроцентрическнх хромосом.
Результаты анализа представлены на таблицах 1—4.
Таблица 1
Количество клеток с разрывами хромосом и полиплоидные клетки в различные сроки голодания
Таблица 2
Количество клеток с разрывами хромосом и полиплоидные клетки в различные сроки восстановительного периода
Как видно из таблиц 1—2, количество клеток с разрывами хромосом не превышает 3%. Следует подчеркнуть, что по мнению большинства исследователей в норме частота клеток с разрывами хромосом колеблется от 0 до 5%. Что касается частоты анеуплоидных клеток, то она, согласно полученным нами данным, имеет некоторую тенденцию к увеличению только у больных, голодавших продолжительное время (см. таблицу 3, больные Дз-в, По-в, Гр-ч — 25—28—30 дней голодания). Однако частота анеуплоидных клеток увеличивается лишь за счет гипоплоидных клеток.
Таблица 3
Количество анеуплоидиых клеток в различные сроки голодания
Таблица 4
Количество клеток с ассоциациями акроцентрических хромосом в различные сроки голодания
Наиболее вероятно, что этот феномен представляет собой так называемую «артефактную анеуплоидию», связанную с особенностями технических процедур.
Частота полиплоидных клеток во всех-наших исследованиях оказалась также не увеличенной. Равным образом количество клеток с ассоциациями (табл. 4) при голодании и последующем питании оставалось в пределах нормы (10). В качестве иллюстраций приводим кариотипы больных в различные сроки голодания и питания (рис. 1—3). (9 и 30 дни голодания — №№ 1, 2 и 25 день питания — № 3).
Рисунок 1
Рисунок 2
Рисунок 3
Настоящее исследование показало, что полное алиментарное голодание продолжительностью до 30 дней не вызывает нарушений хромосомного аппарата в лимфоцитах периферической крови людей. Отмеченная небольшая тенденция к увеличению частоты клеток с гиподиплоидными наборами у больных в отдаленные сроки голодания, можно думать, связана с уменьшением осмотической резистентности лимфоцитов в эти периоды голода, хотя прямые указания подобного рода, видимо, отсутствуют.
В связи с тем, что при голодании отмечается изменение соотношения узкоплазменных и широкоплазменных лимфоцитов в пользу узкоплазменных клеток (1, 11, 13), представлялось интересным исследовать количество клеток с ассоциациями акроцентрических хромосом. Не лишено вероятности, что клетки с ассоциациями и без них относятся к различным формам или клонам лимфоцитов (под воздействием ФГА в культуре крови, как уже указывалось, размножаются преимущественно лимфоциты).
Однако мы не обнаружили ни снижения количества клеток с ассоциациями, ни их повышения.
Следует подчеркнуть, что лимфоциты оказываются наиболее резистентными элементами белой крови при голодании по сравнению с другими видами лейкоцитов (1, 3, 7, 11, 13, 14). Поскольку в наших исследованиях нам были доступны лишь лимфоциты крови голодающих людей, остается открытым вопрос о влиянии голода на другие клеточные элементы организма человека. Этот вопрос требует самостоятельного изучения.
Выводы
1. Полное длительное алиментарное голодание в течение 9—30 дней, применяемое с лечебной целью, не вызвало повышения частоты клеток с разрывами хромосом.
2. При полном голодании в условиях и в сроки наших наблюдений не изменялось количество клеток с ассоциациями акроцентрических хромосом.
3. При длительных сроках голодания (25—28—30 дней) отмечалась тенденция к увеличению количества гиподиплоидных клеток, что, вероятно, может быть связано с уменьшением осмотической резистентности лимфоцитов в отдаленные сроки голодания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Агамова К. А. Костномозговое кроветворение при голодании и влияние на него внутривенных вливаний видонеспецифической сыворотки. Дисс. канд., М., 1954.
2. Бакулев А. Н., Колесникова Р. С. Клин, медицина, 1962, 2, 14.
3. Беели С. С. Об атрофических изменениях при остром голодании, СПб, 1908.
4. Бурштейн М. Д. Невропатология и психиатрия, 1947, 16, 6, 73.
5. Веселкин П. Н. Голодание, БМЭ, 1998, изд. 2, 7, 950.
6. Гронская Н. Ф. Зависимость лучевых реакций тканей от их регенерационной активности (опыты с облучением и голоданием животных). Дисс. канд. Л., 1963.
7. Лазарев Н. С. К изучению об изменении веса и клеточных элементов органов и тканей при разных периодах полного голодания. Дисс., Варшава, 1895.
8. Николаев Ю. С. Голодание с клинической точки зрения, БМЭ, изд. 2, 1958, 7, 957.
9. Оппель В. А. Архив клинической и экспериментальной медицины, 1922, 1, 5.
10. Прокофьева-Бельговская А. А., Гиндилис В. М., Гринберг К. Н. и др. Цитология, 1966, 8, 2, 169.
11. Поберий И. А. Процессы регенерации в селезенке н лимфатических узлах при парентеральном введении белка в условиях голодания. Дисс. канд., М., 1956.
12. Селье Г. Бюлл. эксп. биол. и мед., 1939, 8, 5, 11, 339.
13. Шапиро Ю. Л. Состояние систем крови при полном длительном алиментарном голодании и последующем питании людей. Дисс. канд. М., 1964.
14. Уиндриц В. Научная медицина, 1922, 10, 86.
15. Эфроимсон В. П. Введение в медицинскую генетику, М., 1964.
16. Atkin N.. Baker М. Zancet, 1956, 1,20.
17. Вleyеr N. Am. I. dis. child., 1932, 44, 503.
18. Вenedict F. A study of prolonged fasting. Wash., 1915.
19. Buchinger O. Das Heilfasten. Stut.-Leipz., 1941.
20. Day R, Wright S. Zancet, 1964, i, 667.
21. Hungerford D. A. Stain technology, 1965, 4, 333.
22. Fialkow Ph. Am. I. Hum. genet., 1966, 48, 93.
23. Hollingsworth D. R., Bond у P. K. Vale I. Biol. a. Med., 1967, 39, 5, 312.
24. Кraub H. U. Hartmann K. Archiv f. physik. Thergrie, 1964, Marz/Oril, H. Z, 109.
25. Zinquette M., Fessadi P., Lefebvre I., Fourlinnie I. C., Decoulx M. Diabete, 1967, 15,2, 103.
26. Menzis R., Crosse n P., Fitzgerald P., Gunz F. Blood, 1966, 28, 4, 581.
27. Oster I. Mongolism. Copenh., 1953.
28. Penrose L. I. Merit. Sci., 1951, 97, 738.