Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии
На правах рукописи
СНИГИРЕВА ГАЛИНА ПЕТРОВНА
Последствия воздействий ионизирующих излучений: цитогенетические изменения в лимфоцитах крови человека
03.00.01-03 - радиобиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора биологических наук
Москва-2009
Работа выполнена в Российском научном центре рентгенорадиологии Росмедтехнологий
Научный консультант:
доктор биологических наук, профессор
Шевченко Владимир Андреевич |
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, профессор
Пелевина Ирина Ивановна
доктор биологических наук, профессор
Севанькаев Александр Васильевич
доктор биологических наук
Нугис Владимир Юрьевич
Ведущая организация - Российский научный центр радиологии и хирургических технологий Росмедтехнологий, г. Санкт-Петербург
Защита состоится л______________2009 г. в _____ часов на заседании диссертационного совета Д.501.00.65 при Московском Государственном Университете им. М.В.Ломоносова по адресу: 119991, Москва, Ленинские горы, дом 1, МГУ, корп. 12, Биологический факультет, ауд. 557.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова. Отзывы просим присылать по адресу: 119991, Москва, Ленинские горы, МГУ, биологический факультет. Факс (495) 939-11-15
Автореферат разослан л____________2009 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
доктор биологических наук Веселова Т.В.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Человеку приходится сталкиваться с источниками ионизирующего излучения при самых разных обстоятельствах. Наряду с медицинским облучением населения в диагностических и терапевтических целях, использование радиоактивных источников в различных областях науки, промышленности и медицины не исключает возможности профессионального облучения специалистов. В условиях постоянного повышенного радиационного фона работают космонавты, которые совершают длительные полеты на околоземной орбите.
Применение ядерных технологий с использованием источников ионизирующего излучения в военных и мирных целях могут создавать опасность радиационных аварий, когда в результате радиоактивного загрязнения местности облучению могут подвергаться многочисленные группы людей, а внештатные ситуации на предприятиях атомного комплекса могут приводить к переоблучению персонала. Примерами таких ситуаций являются аварии на ядерном реакторе в Селлафильде в Англии в 1957г., на производственном объединении Маяк на Урале в 1957г., на атомной станции Три Майл Айленд в США в 1979г. и Чернобыльской атомной станции в 1986г.
Для того чтобы предсказать тяжесть радиационного поражения организма, вовремя оказать эффективную помощь, а также оценить возможные последствия облучения, необходимо иметь достоверную информацию о полученной дозе ионизирующего излучения. При радиационных авариях, в случаях неконтролируемого облучения данные физической дозиметрии часто бывают ограничены, нуждаются в уточнении или могут полностью отсутствовать. Подобные ситуации имели место при облучении населения в результате ядерных взрывов на Семипалатинском полигоне, сброса радиоактивных отходов в р.Теча в Челябинской области, аварии на Чернобыльской АЭС. В таких случаях особое значение приобретают биологические маркеры радиационного воздействия. На сегодняшний день общепризнанно, что наиболее информативными и чувствительными являются цитогенетические показатели, а именно хромосомные аберрации в лимфоцитах периферической крови (Дубинина, 1977; Севанькаев, Насонов, 1979; Пяткин, Нугис, 1981; Bender et al, 1988; Tawn, Whitehouse, 2003; Terzoudi, Pantelias, 2006; Simon et al., 2007, Obe, 2007).
Принципы цитогенетического метода дозиметрии и индикации радиационного воздействия достаточно убедительно обоснованы во многих отечественных и зарубежных исследованиях, результаты которых послужили основой для выработки рекомендаций ВОЗ, МАГАТЭ и НКДАР ООН по практическому использованию анализа хромосомных аберраций в лимфоцитах крови в качестве тест-системы для количественной оценки мутагенных факторов радиационной природы (WHO, 1976; IAEA, 1986, 2001; UNSCEAR, 1986). Информация о биологической дозе, полученная с помощью цитогенетических методов, шире, чем ее физическое значение, т.к. она отражает не только результат радиационного воздействия, но и его индивидуальную радиочувствительность, что позволяет более корректно прогнозировать ранние и отдаленные последствия облучения.
Анализ хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови нашел широкое применение при молекулярно-эпидемиологическом обследовании людей, подвергшихся облучению (Brogger et al., Hagmar et al., 1990, 1994; Brooks, 1999;
Bonassi et al., 2000, 2001, 2002; Durante et al., 2001;). Известно, что повреждение генетического аппарата клетки, которое может проявляться на уровне структурных перестроек хромосом в виде симметричных транслокаций, в ряде случаев лежит в основе радиационного канцерогенеза (Rowley, 1998; Bonassi, 1999; Mitelman et al., 1997, 2006; Rossner et al., 2005). Однако к нерешенным вопросам относится роль соматических мутаций в развитии неопухолевой патологии. Повышенный уровень хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови может предшествовать развитию патологических процессов или просто быть индикатором неблагополучия в организме человека. Имеющиеся данные о взаимосвязи хромосомных аберраций с соматическими заболеваниями у лиц, подвергшихся облучению в процессе профессиональной деятельности или в результате проживания на радиационно-загрязненных территориях, не являются однозначными и свидетельствуют о необходимости проведения систематических исследований в этом направлении для получения более детальной информации.
В большинстве случаев, при которых люди подвергаются воздействию радиации, как от естественных, так и от техногенных источников, речь идет об облучении в небольших дозах. Поэтому главную озабоченность вызывают последствия радиационного воздействия в малых дозах, особенность биологического действия которых до сих пор является предметом активных дискуссий (Воробцова, 1974, 1991, 2006; Кузин, 1977, 1991, 1995; Шевченко, Померанцева, 1985; Спитковский, 1992; Бурлакова, 1994; Пелевина и др., 1996, 2003; Upton, 2001; Bonner, 2003; Morgan, 2003; Preston, 2003; Булдаков и Калистратова 2003, 2005; Enns et al., 2004; Mothersill, Seymour, 2004 и др.; Москалев и Зайнуллин, 2004). При этом количественная оценка малых доз, а также возможных последствий облучения остаются проблемами, сталкивающимися с серьезными научными и методическими трудностями. В связи с этим одной из актуальных задач радиационной биологии является разработка чувствительных критериев, с помощью которых можно объективно судить об опасности воздействия радиации, особенно в малых дозах, на организм человека. Естественно, что эта задача может быть успешно решена только на основе данных цитогенетического мониторинга людей, подвергшихся облучению при различных аварийных и чрезвычайных ситуациях.
Цель и задачи исследования
Основной целью работы было изучение цитогенетических эффектов облучения в лимфоцитах периферической крови человека и возможность их применения для количественной оценки воздействия ионизирующего излучения и прогноза неблагоприятных медицинских последствий.
Поставленная цель определила решение следующих задач:
1) исследовать спектр и частоту хромосомных аберраций стабильного и нестабильного типов в лимфоцитах периферической крови лиц, подвергшихся облучению при различных ситуациях:
- у профессионалов, подвергшихся радиационному воздействию в процессе производственной деятельности и при внештатных ситуациях;
- у жителей загрязненных радионуклидами территорий;
- у участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС;
2) изучить дозовую зависимость частоты хромосомных аберраций при воздействии гамма- и бета-излучения in vitro при разных мощностях дозы и построить калибровочные кривые доза-эффект;
3) изучить цитогенетические эффекты разных видов ионизирующего излучения (гамма-, бета- и космическое излучение) и определить их относительную биологическую эффективность;
4) оценить индивидуальные и среднегрупповые дозы радиационного воздействия по частоте хромосомных аберраций стабильного и нестабильного типов в обследованных группах;
5) установить взаимосвязь между заболеваемостью и уровнем цитогенетических повреждений в лимфоцитах периферической крови в группах профессионалов и участников ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС;
На защиту выносятся следующие положения:
1. Цитогенетические повреждения в лимфоцитах периферической крови лиц, подвергшихся облучению в результате аварийных и чрезвычайных ситуаций, являются объективным показателем радиационного воздействия и могут быть использованы для биологической оценки дозы.
2. Хромосомные аберрации нестабильного типа являются чувствительным биологическим маркером, который может быть использован для прогноза неблагоприятных медицинских последствий облучения и формирования групп риска в отношении развития соматической патологии.
Научная новизна работы. Впервые проведено масштабное цитогенетическое обследование людей, которые подвергались облучению преимущественно в низких дозах вследствие радиационных аварий (население, проживающее на загрязненных радионуклидами территориях) и при различных ситуациях (профессионалы, подвергшиеся радиационному воздействию в процессе производственной деятельности и участники ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС).
Впервые представлены результаты многолетнего цитогенетического мониторинга космонавтов, принимавших участие в полетах на станции Мир и Международной космической станции (МКС).
Впервые для профессионального облучения проведено сравнение цитогенетической эффективности разных видов ионизирующего излучения (гамма-, бета-, космическое излучение) и определены коэффициенты относительной биологической эффективности (ОБЭ).
Получены калибровочные кривые доза-эффект для хромосомных аберраций стабильного и нестабильного типов, позволившие оценить индивидуальные и среднегрупповые дозовые нагрузки в ранние и отдаленные периоды после радиационного воздействия.
Установлена взаимосвязь между цитогенетическими показателями крови и результатами медицинского обследования лиц, подвергшихся радиационному воздействию в процессе профессиональной деятельности и при аварийной ситуации.
Практическое значение работы. Результаты работы используются в практической деятельности Республиканского экспертного совета Российского научного центра рентгенорадиологии по установлению связи заболеваний с предшествовавшим радиационным воздействием (цитогенетическое обследование участников ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС, а также лиц, подвергшихся облучению в результате других аварийных и чрезвычайных ситуаций). По частоте стабильных хромосомных аберраций проводится оценка доз облучения, а результаты цитогенетического обследования являются одним из критериев при формировании групп риска в отношении развития соматической патологии. Полученная информация позволяет более эффективно применять профилактические и лечебные мероприятия, направленные на снижение и возможное предотвращение негативных последствий облучения.
Результаты работы использованы при подготовке методических указаний и методических рекомендаций МЗ РФ, а также пособий для врачей.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на: Международном рабочем совещании Методы в радиационной цитогенетике, 1991 (Мюнхен, Германия); Международном совещании Определение доз у населения после аварии на Чернобыльской АЭС, 1994 (Мюнхен, Германия); III Международном рабочем совещании Методология реконструкции доз, 1995 (Брюссель, Бельгия); Международной конференции Радиация и здоровье, 1996 (Беэр Шева, Израиль); Рабочем совещании НАТО, 1997 (Киев); XII Международном симпозиуме Человек в космосе, 1997 (Вашингтон, США); III и V съездах по радиационным исследованиям, 1997, 2006 (Москва); IV Международной конференции по экологическому образованию, 1998 (Пущино); XI конференции по космической биологии и авиакосмической медицине, 1998 (Москва); Международной научной конференции в рамках года России на Украине, 2003 (Одесса); Международном симпозиуме Хроническое радиационное воздействие: возможности биологической индикации, 2000 (Челябинск); Международной конференции Радиоактивность при ядерных взрывах и авариях, 2000 (Москва); Международной конференции Проблемы радиационной генетики на рубеже веков, 2000 (Москва); II Международном рабочем совещании Радиационная безопасность пилотируемых полетов на Марс, 2003 (Дубна); Международных конференциях Генетические последствия чрезвычайных и радиационных ситуаций, 2002, 2005 (Москва, Дубна); I и II Международном совещании Человек и электромагнитные поля, 2003, 2007 (Саров); II Международной конференции Современные проблемы генетики, радиобиологии, экологии и эволюции, 2005 (Ереван); VI Международной научной конференции Экология человека и природа, 2004 (Плес); XVII рабочем совещании NASA, 2006 (Санкт-Петербург); VII Международной конференции по применению источников радиации в промышленности, 2008 (Прага, Чехия); XXXVI Международной конференции Европейского общества по радиационным исследованиям, 2008 (Тур, Франция); Международной научно-практической конференции Чернобыльские чтения - 2008. 2008 (Гомель); Международной конференции Системы жизнеобеспечения как средство освоения человеком дальнего космоса, 2008 (Москва); научно-практической конференции РНЦРР, 2009 (Москва); V съезде радиобиологического общества Украины, 2009 (Ужгород).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 137 печатных работ, в том числе: 25 статей в российских и зарубежных журналах из списка ВАК, 29 статей в сборниках и журналах, 5 методических указаний и рекомендаций МЗ РФ и 54 тезиса международных конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на стр. машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы (глава I), описания объектов и методов исследования (глава II), изложения полученных результатов и их обсуждения (главы III, IV, V), выводов и списка литературы. Текст иллюстрирован таблицами и рисунками. Список литературы включает отечественных и зарубежных работ.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении дано обоснование актуальности выбранной темы в связи с имеющимися на сегодняшний день исследованиями, посвященными оценке и прогнозу последствий радиационного воздействия в малых дозах на человека. Сформулированы цели и задачи исследования.
В I главе представлен обзор данных литературы по цитогенетическим показателям крови и их применению для оценки мутагенных факторов окружающей среды, с акцентом на воздействие радиационных факторов. Обсуждается возможность использования анализа хромосомных аберраций в лимфоцитах крови для индикации и количественной оценки радиационного воздействия. Представлен обзор цитогенетических методов, которые применяются в биологической дозиметрии.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Характеристика групп обследования. По отношению к облучению все обследованные в рамках представленной работы люди разделены на две группы. Первая группа объединяет профессионалов, т.е. лиц, которые постоянно или временно контактируют с источниками ионизирующего излучения в процессе производственной и научной деятельности. Вторая группа включает население, которое подверглось радиационному воздействию в результате различных аварийных ситуаций. В отдельную группу выделены участники ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС (ликвидаторы). Характеристика групп (включая и группы сравнения) представлена в таблице 1.
Цитогенетическое обследование включало анализ нестабильных хромосомных аберраций с применением классического цитогенетического метода и стабильных хромосомных аберраций с применением метода флуоресцентной гибридизации in situ с ДНК-пробами (FISH метод). С помощью классического цитогенетического метода обследовано 2084 человека, с применением FISH метода -191человек.
Методика проведения цитогенетического анализа. Культивирование лимфоцитов периферической крови и приготовление хромосомных препаратов проводили с использованием стандартного протокола (Moorhead et al., 1960, Bauchinger et al., 1998). Культуральная среда RPMI 1640 содержала 15% эмбриональной телячьей сыворотки, 2,5% фитогемагглютинина, 10 мМ 5-бромдезоксиуридина и антибиотики. Инкубацию клеточной культуры проводили при 370С в течение 48 часов.
Препараты метафазных хромосом, предназначенные для анализа нестабильных хромосомных аберраций, окрашивали с использованием технологии флюоресценция плюс краситель Гимза (FPG-метод), позволяющей определять долю клеток, находящихся на стадии первого митотического цикла (Apelt et al., 1981). При микроскопировании учитывали все типы хромосомных аберраций, распознаваемые без кариотипирования.
Таблица 1
Характеристика обследованных групп
Группы | Число обследованных | Возраст, лет | Период обследования, гг. | |
ица, профессионально контактирующие с ионизирующим излучением | ||||
Сотрудники РФЯЦ-ВНИИЭФ (г.Саров) | гамма группа* | 108 | 45 - 85 | 1998 - 2000 |
бета группа** | 79 | 45 - 84 | 2003 - 2005 | |
Космонавты | 48 | 29 - 61 | 1992 - 2008 | |
Участники ликвидации последствий аварии на ЧАЭС | ||||
иквидаторы аварии на ЧАЭС 1986-89гг. | 1044 | 29 - 73 | 1990 - 2007 | |
иквидаторы-профессионалы*** | 60 | 36 - 72 | 1995 - 2003 | |
Жители территорий, загрязненных радионуклидами вследствие радиационных аварий | ||||
Жители Брянской области | 80 | 27 - 68 | 1992 - 1994 | |
Жители Алтайского края | 226 | 25 - 75 | 1992 - 1994 | |
Жители Павлодарской обл. Казахстана | 18 | 55 - 59 | 2007 | |
Жители с. Муслюмово, Челябинской обл. | 116 | 5 - 78 | 1993 - 1994 | |
Жители окрестности АЭС Три Майл Айленд, США | 29 | 25 - 75 | 1994 - 1995 | |
Группы сравнения (контрольные группы) | ||||
Жители Московского региона | 114 | 15 - 69 | 1990 - 2006 | |
Жители г.Сарова | 49 | 45 - 79 | 1998 - 2000 | |
Жители с. Тюменцево (Алтайский край) | 30 | 45 - 79 | 1992 - 1994 | |
Жители Павлодарского района Казахстана | 47 | 50 - 56 | 2004 - 2007 | |
Космонавты до I-го полета | 51 | 26 - 60 | 1992 - 2008 | |
*сотрудники, подвергавшиеся гамма-излучению в процессе профессиональной деятельности; **сотрудники, контактировавшие с бета-излучением трития и его окиси; ***ликвидаторы, работающие на предприятиях атомной промышленности.
Анализ стабильных хромосомных аберраций проводили с помощью метода окрашивания, основанного на молекулярной гибридизации ДНК зонда с ДНК метафазных хромосом, фиксированными на предметном стекле (in situ) и с последующим использованием флуоресцентной микроскопии для детекции результатов гибридизации (FISH метод). Для анализа использовали коктейль проб: меченые биотином ДНК-пробы для 1, 4 и 12 хромосом в комбинации с меченой дигоксигенином панцентромерной пробой. Процедуру окрашивания проводили по методу (Pinkel et al.,1986) в модификации (Bauchinger et al., 1993). Для выявления гибридных молекул ДНК применяли иммунохимическое окрашивание препаратов
хромосом с использованием FITC-меченого стрептавидина и конъюгированного с биотином антистрептавидина для хромосомных проб и АМСА - меченых антител для панцентромерных проб. Часть препаратов обрабатывали с помощью коммерческих наборов фирмы MetaSystems GmbH, которые включают ДНК зонды, специфичные к 1, 4 и 12 хромосомам человека. При проведении цитогенетического анализа учитывали полные (реципрокные, tc) и неполные (нереципрокные, ti) транслокации, инсерции и комплексные хромосомные обмены. Пересчет частоты обменных аберраций с участием окрашенных хромосом на геномную частоту этих событий проводили по формуле (Lucas et al., 1992).
Статистический анализ результатов исследования проводили с применением параметрических и непараметрических методов, который включал анализ различий и связей (Гланц, 1999; Савилов и др., 2004; Реброва, 2006). Для расчетов использовали пакет программ STATISTICA (StatSoft. USA-Russia, версия 6.1). Достоверность статистических гипотез оценивал при пороговом уровне значимости р<0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
- Спонтанный уровень хромосомных повреждений в лимфоцитах крови
Для корректной оценки результатов цитогенетического обследования у лиц, подвергшихся радиационному воздействию при различных ситуациях, проведен анализ уровня хромосомных повреждений в группах сравнения, в которые вошли люди, предположительно никогда ранее не подвергавшиеся воздействию ионизирующего излучения (кроме медицинских диагностических исследований).
Нестабильные хромосомные аберрации. Средняя частота хромосомных аберраций в группе жителей Московского региона в 1,5 - 2 раза достоверно ниже аналогичного показателя в других группах сравнения (табл. 2). Повышенный уровень хромосомных аберраций обусловлен, главным образом, аберрациями хроматидного типа и ацентрическими фрагментами. Одной из причин повышенного уровня ацентрических фрагментов может быть хроническое воздействие малых доз ионизирующего излучения с низкой ЛПЭ (Balakrischan, Rao, 1999; Севанькаев и др., 2005). Аберрации хроматидного типа являются в основном показателем влияния на организм мутагенных факторов химической природы. Повышенный уровень хроматидных аберраций может свидетельствовать о загрязнении окружающей среды мутагенами нерадиационной природы, в том числе различными химическими веществами и пестицидами.
Особого внимания заслуживает частота дицентриков и центрических колец - маркеров радиационного воздействия. По полученным данным, этот показатель имеет наибольшее значение в группе космонавтов, обследованных до первого полета (в 5 раз достоверно выше аналогичного показателя в группе жителей Московского региона). По-видимому, уровень дицентриков и центрических колец в крови космонавтов до полета отражает радиационную нагрузку, полученную за счет рентгенодиагностических исследований, которые неоднократно проводят космонавтам в процессе подготовки к полету. Одной из причин более высокой частоты дицентриков и центрических колец в группе жителей г. Сарова является влияние повышенного радиационного фона в городе, обусловленного деятельностью предприятия атомного комплекса.
Стабильные хромосомные аберрации. Средняя частота транслокаций (FISH метод) с участием окрашенных хромосом, в группе жителей Павлодарского района Казахстана в 2 раза выше аналогичного показателя в группе жителей Московского региона (табл. 2). Такие различия нельзя объяснить только с позиции возраста - средний возраст в контрольной группе из Москвы составляет 44 года, а у жителей Казахстана - 55 лет. Скорее всего, повышенный уровень стабильных хромосомных аберраций может быть результатом воздействия на организм мутагенных факторов радиационной и химической природы. Подтверждением данного предположения является наблюдаемый повышенный уровень аберраций хромосомного и хроматидного типов при анализе с помощью классического цитогенетического метода.
В группе космонавтов средняя частота транслокаций также почти в 2 раза выше по сравнению с группой жителей из Московы. Результаты, полученные с помощью FISH метода при обследовании космонавтов, подтверждают возможное влияние радиационного воздействия за счет рентгенодиагностических процедур.
Таким образом, цитогенетическое обследование групп сравнения, показало, что хромосомные аберрации с небольшой частотой встречаются у большинства абсолютно здоровых людей, не подвергавшихся техногенному облучению. Спонтанный уровень хромосомных аберраций зависит в первую очередь от места проживания, т.е. определяется экологическими условиями. Существенное влияние на уровень хромосомных аберраций могут оказывать рентгенодиагностические исследования, а также производственные и бытовые факторы генотоксического характера, с которыми человеку приходится сталкиваться на протяжении всей жизни. Достоверных различий по частоте нестабильных хромосомных аберраций в зависимости от пола, возраста и курения не выявлено. В целом, все обследованные группы лиц характеризуются достаточно низкими значениями частот стабильных и нестабильных хромосомных аберраций, которые близки с данными других исследователей.
2. Цитогенетические повреждения в лимфоцитах крови лиц, подвергшихся радиационному воздействию при различных ситуациях
2.1 Профессиональное облучение
2.1.1. Космонавты. Во время космических полетов (КП) космонавты, находясь в экстремальных условиях, постоянно подвергаются воздействию комплекса неблагоприятных для функционирования организма факторов (невесомость, перегрузки, измененный газовый состав, стресс и др.), среди которых следует особо выделить ионизирующее излучение. Контроль уровня облучения во время КП, осуществляемый с помощью физических методов дозиметрии, не всегда позволяет получить полную и объективную информацию о степени опасности космического излучения для организма космонавтов. Это связано с особенностями космического излучения, а также с пролонгированным характером облучения в течение длительного времени.
Пребывание человека в космосе приводит к увеличению частоты хромосомных аберраций - четко прослеживается рост общей частоты хромосомных аберраций, а
Таблица 2
Результаты цитогенетического обследования групп сравнения (контрольные группы)
Группы | Классический цитогенетический метод | FISH метод | |||||
Число обследованных (число клеток) | Частота хромосомных аберраций на 100 кл m | Число обследованных (число клеток) | Частота транслокаций Fp на 100 кл m | ||||
ХА | диц+ц.к | ф″ | хрмт | ||||
Московский регион | 114 (51430) | 0,66±0,04 | 0,02±0,01 | 0,23±0.02 | 0,41±0,03 | 16 (29043) | 0,170,03 |
г. Саров | 49 (51893) | 0,920,04* | 0,080,01* | 0,320,02 | 0,510,03 | Нет данных | Нет данных |
с. Тюменцево | 36 (9377) | 1,070,12* | 0,030,02 | 0,570,09* | 0,47±0,08 | Нет данных | Нет данных |
Павлодарский р-он, Казахстан | 47 (34940) | 1,490,06* | 0,160,02* | 0,88±0,04* | 0,88±0,04* | 46 (50562) | 0,340,03* |
Космонавты до 1-го полета | 51 (44716) | 1,200,05* | 0,100,01* | 0,430,03* | 0,62±0,04* | 5 (9710) | 0,300,02* |
* - значения, достоверно отличающиеся от аналогичных показателей в группе из Московского региона, p<0,05, t-критерий Стьюдента. ХА Цвсе хромосомные аберрации; диц+ц.к- дицентрики и центрические кольца; ф″ - ацентрические фрагменты; хрмт - хроматидные аберрации, Fp - частота транслокаций с участием только окрашенных хромосом.
также ацентрических фрагментов и маркеров радиационного воздействияЦдицентриков и центрических колец с увеличением продолжительности КП.
Если в лимфоцитах крови космонавтов, принимавших участие в краткосрочных полетах (экспедиции посещения, ЭП), частота дицентриков и центрических колец в 2 раза превышает дополетный уровень, то после длительных полетов (основные экспедиции, ЭО) этот показатель выше почти в 4 раза (табл. 3).
Таблица 3
Результаты цитогенетического обследования космонавтов после первого КП
Группы | Число обследованных (число клеток) | Частота хромосомных аберраций на 100 кл m | |||
ХА | диц + ц.к | ф″ | хрмт | ||
До 1-го полета | 51 (44716) | 1,20 ± 0,05 | 0,10 ± 0,01 | 0,43 ± 0.03 | 0,62 ± 0,043 |
После ЭП | 17 (17373) | 1,41 0,09 | 0,19 0,03* | 0,54 0,06 | 0,60 0,06 |
После ЭО | 20 | 1,920,10* | 0,380,05* | 0,63 0,06* | 0,80 ± 0,06 |
*- значения, достоверно отличающиеся от дополетного уровня, p<0,05, t-критерий Стьюдента.
При смене космической станции в 2001 году (переход космонавтов со станции Мир на МКС) радиационная нагрузка на космонавтов по данным физической дозиметрии снизилась примерно в 2,5 раза для ЭО и в 3 раза для ЭП. Данные цитогенетического анализа также свидетельствуют о снижении радиационной нагрузки - частота маркеров радиационного воздействия уменьшилась в 1,6 раза как у космонавтов, участвовавших в ЭП, так и у участников ЭО (рис. 1).
| Рис. 1. Средняя частота дицентриков и центрических колец в лимфоцитах крови космонавтов после первого полета на станции Мир и МКС. |
Одним из дополнительных факторов, оказывающих влияние на уровень хромосомных аберраций, является внекорабельная деятельность космонавтов (ВКД). Анализ связи частоты хромосомных аберраций с длительностью работы в открытом космосе показал, что у космонавтов, которые находились в открытом космосе 18 и более часов, наблюдается статистически достоверное увеличение частоты дицентриков и центрических колец в лимфоцитах крови (рис. 2).
| Рис. 2. Влияние продолжительности работы в открытом космосе на частоту хромосомных аберраций в лимфоцитах крови космонавтов. |
Большинство обследованных космонавтов участвовали в полетах неоднократно. Длительность межполетных периодов у космонавтов, участвовавших в нескольких полетах, варьировала от 200 до 2000 дней. Это позволило проследить динамику частоты нестабильных аберраций хромосом (дицентриков и центрических колец) в группе космонавтов в послеполетном периоде (рис. 3). Видно, что уже в течение первого года после завершения полета происходит существенное снижение частоты клеток с дицентриками и центрическими кольцами. При этом частота хромосомных аберраций остается повышенной по сравнению с дополетным значением и сохраняется такой на протяжении всего периода наблюдения.
Рис. 3. Послеполетная динамика средней частоты дицентриков и центрических колец в лимфоцитах крови космонавтов (I - до первого КП; II- после первого КП: III - через 0,6-1,8 лет, IV - через 1,9-3,1 лет, V - через 3,4-5,9 лет). |
Стабильные хромосомные аберрации. Индивидуальная частота транслокаций для большинства из 12 космонавтов, обследованных FISH методом, превышает контрольный уровень как в дополетном, так и послеполетном периоде. Причем следует отметить, что только у 3-х космонавтов были отмечены достоверные различия с контролем. Более высокий дополетный уровень транслокаций наблюдался у космонавтов, которые в период обследования участвовали в одном и более КП. Основываясь на данных физической дозиметрии во время КП, были выделены 3 группы космонавтов. Первую из них составили космонавты, обследованные до первого КП. Во вторую группу вошли космонавты, обследованные после первого и перед вторым КП. Третья группа объединила космонавтов, обследованных после второго и третьего КП. Следует отметить, что во всех трех группах средняя частота транслокаций достоверно превышает контрольный уровень (рис. 4). Для космонавтов, обследованных после второго и третьего КП, наблюдается достоверное, по сравнению с дополетным периодом, увеличение в 1,5 раза средней частоты транслокаций.
Таким образом, результаты цитогенетического обследования космонавтов показали, что КП приводят к увеличению частоты стабильных и нестабильных аберраций хромосом в лимфоцитах периферической крови. Частота дицентриков и
| Рис. 4. Средняя частота транслокаций в лимфоцитах крови космонавтов до и после КП (I-контроль, II - до 1-го КП, III - после 1-го КП, IV - после 2-3-го КП). |
центрических колец, являющихся маркерами радиационного воздействия, зависит от продолжительности КП и, соответственно, величины накопленной дозы космического излучения. Работа в открытом космосе приводит к дополнительному увеличению частоты цитогенетических нарушений и, следовательно, к увеличению радиационного риска для космонавтов. В межполетном периоде отмечается снижение частоты аберраций хромосом, однако даже через несколько лет после окончания полета в лимфоцитах крови космонавтов сохраняется повышенный уровень хромосомных аберраций.
2.1.2. Цитогенетическое обследование профессионалов г. Сарова. Гамма группа объединяет участников полигонных испытаний ядерных боеприпасов, а также сотрудников Всесоюзного научно-исследовательского института экспериментальной физики (ВНИИЭФ), работавших на исследовательских реакторах. Примерно у половины профессионалов (52%) суммарная доза, накопленная за период работы, не превышала 200 мЗв, остальные имели дозы более 500 мЗв, при этом у 7 из них доза превышала 1000 мЗв. Бета группа объединяет сотрудников ВНИИЭФ, которые подвергались воздействию бета-излучения трития и его окиси в процессе производственной деятельности. Суммарные дозы, накопленные за период работы, составили от 20 до 990 мЗв, при этом около 85% специалистов имели суммарные дозы менее 200 мЗв. Стаж работы в радиационно-опасных условиях производства для профессионалов обеих групп составляет в среднем 30 - 40 лет.
Нестабильные хромосомные аберрации. Общая частота хромосомных аберраций, частота ацентрических фрагментов, а также аберраций хроматидного типа в гамма и бета группах профессионалов примерно в 2 раза достоверно превышает аналогичные показатели в группе сравнения из г. Сарова и в 2,5 раза - в группе сравнения из Московского региона (табл. 4). Что касается маркеров радиационного воздействия - дицентриков и центрических колец, то их частота в гамма группе почти в 3 раза выше, а в бета группе в 2 раза выше контрольного уровня. Частота ацентрических фрагментов в обеих группах профессионалов превышает в 2 раза аналогичный показатель в группе сравнения из г. Сарова. Повышенная частота ацентрических фрагментов является результатом хронического воздействия малых доз радиации с низкой ЛПЭ и свидетельствует о пролонгированном характере облучения. Статистический анализ зависимости частоты дицентриков и центрических колец от суммарной дозы радиационного воздействия в гамма группе (были исключены курящие члены группы) выявил наличие достоверной корреляции - коэффициент корреляции 0,49 (р=0,003).
Исследование зависимости частоты хромосомных аберраций от накопленной за период работы дозы в бета группе показал, что подгруппы с наименьшими (< 36 мЗв) и наибольшими (>100 мЗв) значениями доз достоверно отличаются по частоте дицентриков и центрических колец. Частота этих обменных аберраций составила 0,14 ± 0,02 в первой подгруппе и 0,24 ± 0,04 на 100 клеток во второй подгруппе.
Таблица 4
Результаты цитогенетического обследования профессионалов г. Сарова
Группы | Число обследованных (число клеток) | Частота хромосомных аберраций на 100 клеток m | |||
ХА | диц+ц.к | ф" | хрмт | ||
гамма | 108 (104536) | 1.82 ± 0.04* | 0.21 ± 0.01* | 0.61 ± 0.02* | 0.92 ± 0.03* |
бета | 79 (65557) | 1,79 0,05* | 0,17 0,02* | 0,63 0,03* | 0,94 0,04* |
Контроль (Саров) | 49 (51893) | 0,92 0,04 | 0,08 0,01 | 0,32 0,02 | 0,51 0,03 |
Контроль (Москва) | 114 (51430) | 0.66 ± 0.04 | 0.02 ± 0.01 | 0.23 ± 0.02 | 0.41 ± 0.03 |
*- значения, достоверно отличающиеся от аналогичных показателей в группах сравнения, p<0,05, t-критерий Стьюдента.
Стабильные хромосомные аберрации. С помощью FISH метода обследовано17 человек из гамма группы и 20 человек из бета группы (табл. 5). Средняя частота транслокаций для трех пар хромосом (Fp ) в гамма группе превысила аналогичный показатель в группе сравнения в 3,5 раза, а в бета группе - в 4 раза.
Интересным фактом является обнаружение инсерций у 12 человек из бета группы. При этом не выявлено зависимости уровня инсерций от поглощенной дозы, оцененной физическими методами дозиметрии. При цитогенетическом обследовании профессионалов гамма группы было обнаружено только две инсерции у одного пациента, который подвергся смешанному гамма-нейтронному облучению в дозе 408 мЗв. Предполагают (Brenner, Sachs, 1994), что при воздействии плотноионизирующего излучения с высокой ЛПЭ может возникать больше внутрихромосомных аберраций по сравнению с редкоионизирующим излучением с низкой ЛПЭ. Особенность излучений с высокой ЛПЭ индуцировать внутрихромосомные обмены (инсерции) легла в основу метода биоиндикации плотноионизирующих излучений (Griffin et al., 1995; Anderson et al., 2000, 2003; Barquinero et al., 2004). По мнению авторов, способность инсерций беспрепятственно переходить в последующее поколение клеток позволяет использовать этот тип хромосомных нарушений в качестве маркера хронического воздействия альфа-излучения. В этом свете факт обнаружения инсерций в лимфоцитах крови профессионалов, подвергавшихся длительному воздействию бета-излучения трития, заслуживает особого внимания. Учитывая, что средняя плотность ионизации бета-частиц трития, равная 4,7 КэВ/мкм, значительно превосходит соответствующие значения для рентгеновского излучения с энергией 200 КэВ (1,7 КэВ/мкм) и гамма-излучения 60Со (0,22 КэВ/мкм) (ICRU Report 16, 1970; Кеирим-Маркус, 1980), нет оснований считать выявленный факт случайным. Дополнительным свидетельством, подтверждающим образование большого числа внутрихромосомных обменов при воздействии излучения с высокой ЛПЭ, является обнаружение в крови профессионалов из бета группы клеток с комплексными хромосомными перестройками, частота которых составляет 0,08 на 100 клеток. Как известно, такие клетки с большей вероятностью и частотой встречаются при воздействии плотноионизирующих излучений (Tawn et al., 2006).
Таблица 5
Результаты цитогенетического анализа в группах профессионалов
г. Сарова (FISH метод)
Группы | Число обследованных(число клеток) | Частота транслокаций Fpна 100 кл.m | Частота инсерций Fр на 100 кл.m | Частота клеток с комплексными аберрациям Fр на 100 кл.m |
гамма | 17 (15561) | 0,590,06* | 0,010,01 | 0,010,01 |
бета | 20 (46549) | 0,670,09* | 0,030,01 | 0,080,04 |
Контроль | 16 (29043) | 0,170,03 | - | - |
*- значения, достоверно отличающиеся от аналогичных показателей в группах сравнения, p<0,05, t-критерий Стьюдента.
Транслокации, являясь стабильными хромосомными аберрациями, обладают способностью беспрепятственно проходить клеточное деление, и, естественно, накапливаться в течение жизни, отражая влияние генотоксических факторов на организм человека, т.е. они должны коррелировать с накопленной за период профессиональной деятельности дозой ионизирующего излучения. Статистический анализ выявил достоверную связь частоты транслокаций у профессионалов гамма группы и накопленной за период работы дозы ионизирующего излучения - коэффициент корреляции составил 0,50 (р=0,04). В тоже время каких-либо значимых закономерностей вплоть до дозы 500 мЗв в гамма группе не выявлено. Заметное, более чем пятикратное, превышение контрольного уровня наблюдалось только у двух профессионалов с накопленными дозами бета-излучения 645 и 994 мЗв. Учитывая, что нижний предел чувствительности FISH метода составляет около 250 мЗв (IAEA, 2001), полученные данные вполне объяснимы, т.к. большинство профессионалов данной группы (85%) имели накопленные дозы, не превышающие 200 мЗв.
Таким образом, представленные результаты цитогенетического обследования профессионалов г. Сарова, подвергавшихся длительному воздействию гамма- и бета-излучения, позволяют заключить, что в отдаленные сроки, через 50 и более лет после начала работы в радиационно-опасных условиях производства, средняя частота хромосомных аберраций стабильного и нестабильного типов достоверно превышает контрольный уровень. При этом частота маркеров радиационного воздействия - дицентриков и центрических колец - в 2-3 раза превышает аналогичный показатель в группе сравнения и коррелирует с величиной дозы ионизирующего излучения, накопленной за период профессиональной деятельности. Частота стабильных хромосомных аберраций - транслокаций превышает уровень дицентриков и центрических колец и также коррелирует с величиной накопленной дозы. В группе профессионалов, подвергшихся воздействию бета-излучения трития, выявлен повышенный уровень инсерций, что может служить индикатором хронического воздействия ионизирующего излучения с высокой ЛПЭ.
2.2. Население, подвергшееся радиационному воздействию в результате аварийных и чрезвычайных ситуаций и проживающее на территориях, загрязненных радионуклидами
Радиоактивное загрязнение окружающей среды в результате испытания ядерного оружия, а также аварий на атомных станциях и предприятиях атомной промышленности обусловило облучение значительных контингентов населения как в малых, так и, в отдельных случаях, в относительно высоких дозах. Для людей, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях, характерно длительное комбинированное воздействие внешнего и внутреннего излучения в сочетании с нерадиационными факторами. Следует подчеркнуть, что из-за неоднородности загрязнения и разного радионуклидного состава выпавших осадков, а также широкого диапазона биогеохимических характеристик местности, цитогенетическое обследование населения с целью оценки повреждающего действия радиации имеет особую актуальность.
2.2.1. Жители Алтайского края и Казахстана, подвергшиеся облучению в результате ядерных взрывов на Семипалатинском полигоне.
Нестабильные хромосомные аберрации. Спустя 40-45 лет после первого ядерного взрыва на Семипалатинском полигоне в 1949г. у жителей всех обследованных населенных пунктов Алтайского края (Угловское, Лаптев Лог, Топольное, Зеленая Дубрава, Беленькое и Наумовка), за исключением с. Озерное-Кузнецово, выявлена повышенная частота нестабильных аберраций хромосом, в первую очередь, дицентриков и центрических колец (рис. 5).
Установлена достоверная связь (коэффициент корреляции 0,70, р<0,05) частоты клеток с дицентриками и центрическими кольцами в группе жителей Алтайского края с величиной средней эффективной дозы.
| Рис. 5. Средняя частота дицентриков и центрических колец в лимфоцитах крови жителей Алтайского края (1 - Тюменцево, 2 - Озерное-Кузнецово; 3 - Зеленая Дубрава; 4 - Беленькое; 5 - Топольное; 6 - Наумовка; 7 - Лаптев Лог; 8 - Угловское). |
Стабильные хромосомные аберрации. Средние значения частоты транслокаций, измеренные FISH методом, для жителей трех наиболее пострадавших
населенных пунктов Алтайского края достоверно превышают контрольный уровень (р<0,05) - в 2,4 раза для жителей с.Лаптев Лог и с.Топольное и в 3,3 раза для жителей с.Беленькое (рис. 6).
| Рис. 6. Средняя частота транслокаций (FISH метод). у жителей населенных пунктов Алтайского края (I-контроль, II- Лаптев Лог, III - Беленькое, IV - Топольное).
|
Примерно 80% дозы внешнего облучения пришлось на взрыв 1949 года, поэтому люди, родившиеся до 1949 года, получили наибольшую дозовую нагрузку. Так, в группу обследованных жителей с.Лаптев Лог вошли люди, родившиеся до 1949 г. и позже. Средняя частота транслокаций для людей, родившихся до 1949 года, более чем в 5 раз превышает аналогичный показатель в группе сравнения (р<0,05, t- критерий Стьюдента). Показано также, что для жителей, родившихся после 1949 г., частота стабильных хромосомных аберраций не отличается от контрольного уровня (рис. 7).
| Рис.7. Средняя частота транслокаций (FISH метод) у жителей с. Лаптев Лог Алтайского края (I - рожденные до 1949 г.; II - рожденные после 1949 г.) |
Цитогенетическое обследование, проведенное в четырех населенных пунктах Казахстана (Долонь, Знаменка, Караул, Кайнар) FISH методом показало, что средняя частота транслокаций у жителей всех населенных пунктов достоверно превышает контрольный уровень (группа сравнения из Павлодарского района).
Наибольшая частота стабильных хромосомных аберраций зарегистрирована у жителей пос. Долонь (в 2,2 раза выше, чем в группе сравнения), для которых была определена с помощью расчетных методов дозиметрии и наибольшая средняя эффективная доза - 670 мЗв (рис. 8).
Рис. 8. Средняя частота транслокаций (FISH метод) у жителей населенных пунктов Казахстана (I - контрольная группа из Павлодарского района; II - Долонь;. III - Знаменка; IV - Караул; V - Кайнар; VI - вся обследованная группа) |
2.2.2. Жители с. Муслюмово, расположенного на берегах реки Теча в Челябинской области. В конце сороковых годов на Южном Урале создано производственное объединение (ПО) Маяк, задачей которого было получение оружейного плутония и переработка радиоактивных продуктов. Процесс интенсификации производства плутония на предприятии в 1948-55 гг., а также отсутствие надежных технологий переработки и хранения радиоактивных отходов привели к тому, что с 1949 г. часть сточных вод, содержащих радиоактивные вещества, сбрасывалась в открытые водоемы бассейна реки Теча. Это привело к значительному радиоактивному загрязнению речной системы Теча-Исеть-Тобол и облучению жителей прибрежных населенных пунктов. Среди не выселенных сел наиболее серьезная радиационная обстановка в период проведения цитогенетического обследования (1993-1994 гг.) сохранялась в с. Муслюмово, находящемся в 78 км от ПО Маяк.
| Рис. 9. Средняя частота дицентриков и центрических колец у жителей с. Муслюмово (I Цконтрольная группа; II - жители, родившиеся до 1949 г. (начало загрязнения реки Теча) и проживающие в с.Муслюмово постоянно; III - жители, родившиеся в период с 1949 по 1956 гг.(период, характеризующийся наиболее высоким уровнем загрязнения реки Теча); IV - жители, родившиеся после 1957 г; V- мигранты, т.е. люди, приехавшие в с.Муслюмово в разное время, в том числе эвакуированные из деревень, подвергшихся радиоактивному загрязнению) |
Нестабильные хромосомные аберрации. В соответствии с задачами исследования все жители были разделены на группы (рис. 9). Средняя частота маркеров радиационного воздействия во всех группах значительно превышает контрольный показатель (в 5-10 раз), что может свидетельствовать о продолжающемся облучении. Наиболее высокая частота дицентриков и центрических колец отмечена в первой и второй группах, т.е. у жителей, подвергшихся облучению в первые годы функционирования ПО Маяк.
Стабильные хромосомные аберрации. Статистически достоверное превышение в 4 раза средней частоты транслокаций по сравнению с группой сравнения (2,24 и 0,54 на 100 клеток соответственно) было зарегистрировано при цитогенетическом обследовании с помощью FISH метода у 6 жителей с. Муслюмово.
2.2.3. Жители Брянской области, проживающие на территории, загрязненной радионуклидами в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Среди радиационных аварий, приведших к загрязнению окружающей среды, самой значительной по количеству выброшенных радионуклидов, по площади загрязненных территорий, а также по числу пострадавших является авария на Чернобыльской АЭС. Нестабильные хромосомные аберрации. Цитогенетическое обследование жителей Брянской области, проживающих в районах, загрязненных радионуклидами, выявило повышенный уровень хромосомных аберраций - общая частота хромосомных аберраций в 2 раза превышает аналогичный показатель в группе сравнения, а частота дицентриков и центрических колец в 5 раз выше по сравнению с контрольным уровнем.
2.2.4. Население, проживающее в окрестности атомной электростанции Три Майл Айленд (США). 28 марта 1979 г. на атомной станции Три Майл Айланд (ТМА), (Пенсильвания, США), на блоке N2 произошла авария. Согласно официальным данным, изложенным в докладе Комиссии по ядерному регулированию США в 1980 г. (Nakao, 1980) никаких последствий от этой аварии на население, флору и фауну не ожидается. Однако, расчеты специалистов о масштабах возможных выбросов радиоактивных инертных газов, обнаружение в окружающей среде радиоактивного йода, а также научные публикации о наблюдаемых радиационных эффектах при обследовании деревьев и животных до сих пор не позволяют однозначно оценить масштабы и последствия этой аварии (NUREG-0738 EPA 600/4-80-049, 1980)
Нестабильные хромосомные аберрации. Цитогенетическое обследование жителей окрестности АЭС ТМА показало, что на фоне относительно нормального общего уровня хромосомных аберраций наблюдается значительное увеличение частоты маркеров радиационного воздействия - дицентриков и центрических колец (рис. 10). Этот показатель в 10 раз превышает аналогичный показатель в группе сравнения из Московского региона. Так как не представлялось возможным получить данные по спонтанному уровню хромосомных аберраций для жителей того же региона, где проводилось обследование, то данные цитогенетического анализа сравнивали с контрольными значениями, полученными при обследовании жителей с. Тюменцево, г. Сарова и Павлодарского района Казахстана. В этом случае также наблюдали достоверное превышение частоты дицентриков и центрических колец в группе жителей окрестности атомной станции ТМА (соответственно в 3, 2,5 и 1,25 раз).
Рис. 10. Средняя частота дицентриков и центрических колец в группе жителей окрестности АЭС ТМА и группах сравнения (I - Московский регион, II - с. Тюменцево; III - г. Саров; IV - Павлодарский район; V - окрестности АЭС ТМА, США) |
Стабильные хромосомные аберраций. Для 6 жителей из обследованной группы был проведен анализ частоты стабильных хромосомных аберраций, который показал, что средняя частота транслокаций в пересчете на весь геном достоверно превышает аналогичный показатель для группы сравнения из Московского региона почти в 3 раза (1,49 и 0,54 на 100 клеток соответственно).
Таким образом, анализ результатов цитогенетического обследования населения, пострадавшего вследствие радиационных аварий, позволяет заключить, что повышенный уровень хромосомных аберраций стабильного и нестабильного типов, выявленный спустя десятилетия после облучения, свидетельствует о продолжающемся мутагенном воздействии на организм человека факторов радиационной природы.
2.3. Участники ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС
иквидаторы являются наиболее облученной и многочисленной категорией населения, пострадавшего в результате аварии на Чернобыльской АЭС. При выполнении работ в зоне аварии они подвергались, в основном, воздействию внешнего гамма-излучения с разной мощностью дозы, в меньшей степени - воздействию внешнего бета-излучения на кожные покровы, а также внутреннему облучению за счет ингаляции изотопов йода. Дозы радиационного воздействия, полученные ликвидаторами, особенно в первые месяцы после аварии, были определены с высокой степенью неопределенности. Погрешность в оценке доз, по данным специалистов, могла составлять в зависимости от использованного метода от 50 до 500 % (Иванов В.К., Цыб, Иванов С.И., 1992).
Нестабильные хромосомные аберрации. При анализе результатов цитогенетического обследования из всей базы ликвидаторов были сформированы 4 группы - в зависимости от времени первого въезда в зону аварии - с 1986 по 1989 гг. (табл. 6). Такое разделение соответствовало радиационной обстановке, которая существенно изменялась в Чернобыле в указанные периоды. Наиболее сложной и опасной радиационная обстановка была в 1986 г. в период сооружения Саркофага.
По всем цитогенетическим показателям (исключение составляет частота дицентриков и центрических колец в группе ликвидаторов 1989 г.) были выявлены статистически значимые различия между группой сравнения и всеми группами ликвидаторов, независимо от времени первого въезда в зону аварии. Общая частота хромосомных аберраций, а также частота ацентрических фрагментов и аберраций
Таблица 6
Результаты цитогенетического обследования ликвидаторов, принимавших участие в восстановительных работах в разные годы после аварии.
Время работы, год | Число обследованных (число клеток) | Частота хромосомных аберраций на 100 клеток ± m | |||
ХА | диц.+ц.к | ф" | хрмт | ||
1986 | 788 (304883) | 1,81±0,02* | 0,11±0,01* | 0,62±0,01* | 1,00±0,02* |
из них: | |||||
однократно | 692 (269015) | 1,77±0,03 | 0,11±0,01 | 0,60±0,01 | 0,98±0,02 |
многократно | 96 (35868) | 2,10±0,08 | 0,14±0,02 | 0,73±0,05 | 1,17±0,06 |
1987 | 205 (70107) | 1,63±0,05* | 0,09±0,01* | 0,54±0,03* | 0,93±0,04* |
1988 | 41 (13657) | 1,35±0,10* | 0,07±0,02* | 0,44±0,06* | 0,80±0,08* |
1989 | 10 (2935) | 2,35±0,28* | 0,07±0,05 | 0,48±0,13* | 1,70±0,24* |
Контроль (Москва) | 114 (51430) | 0,66±0,04 | 0,02±0,01 | 0,23±0,02 | 0,41±0,03 |
*- значения, достоверно отличающиеся от аналогичных показателей в группе сравнения, p<0,05, t-критерий Стьюдента.
хроматидного типа примерно в 2Ц3 раза превышает аналогичные показатели в контрольной группе. Частота дицентриков и центрических колец имеет наибольшие значения в группе ликвидаторов, работавших в 1986 году - примерно в 5 раз выше по сравнению с контролем. В группах ликвидаторов, работавших в последующие годы, наблюдается постепенное снижение уровня цитогенетических показателей.
В обследованной группе только у 60% ликвидаторов имелись официальные данные о дозе облучения. Статистический анализ не выявил достоверных различий по частоте дицентриков и центрических колец между группами с разными значениями средних доз (рис. 11).
| Рисунок 11. Средняя частота дицентриков и центрических колец в группах ликвидаторов с разными значениями доз по документам. |
Среди ликвидаторов 1986 г. 692 человека работали в зоне аварии однократно, а 96 человек приезжали на работу несколько раз в течение 3Ц4 лет (табл. 6). В группе ликвидаторов, работавших в Чернобыле многократно, частота всех цитогенетических показателей была выше. Получены статистически значимые различия между группами по общей частоте хромосомных аберраций, частоте ацентрических фрагментов и частоте хроматидных аберраций.
В отдельную группу выделены 60 ликвидаторов, которые работали на предприятиях атомной промышленности, являясь специалистами в области радиационной физики, радиохимии, дозиметрии, и которые подвергались радиационному воздействию в процессе профессиональной деятельности. Средняя частота дицентриков и центрических колец в этой группе в 1,5 раза достоверно выше аналогичного показателя в группе ликвидаторов, работавших в зоне аварии в наиболее опасное время - в 1986 году.
При анализе результатов цитогенетического мониторинга ликвидаторов, работавших в 1986 г., полученные данные были объединены в 4 группы - по времени проведения цитогенетического анализа - через 4Ц5 лет (I группа) после аварии, 6Ц10 лет (II группа), 11Ц15 лет (III группа) и 15Ц20 лет (IV группа) (рис. 12).
а | б |
в | 12. Средняя частота хромосомных аберраций в группе ликвидаторов 1986 года в разные сроки обследования (аЦчастота дицентриков и центрических колец на 100 клеток; б - частота ацентрических фрагментов на 100 клеток; в - частота хроматидных аберраций на 100 клеток) |
На протяжении всего периода обследования, начиная с1990 года и вплоть до 2007 года, частота всех типов хромосомных аберраций оставалась достоверно более высокой по сравнению с контрольными значениями.
Необходимо подчеркнуть, что не было выявлено достоверных различий по частоте клеток с дицентриками и центрическими кольцами в зависимости от сроков проведения цитогенетического обследования. При этом частота ацентрических фрагментов и аберраций хроматидного типа снизилась со временем. В группах ликвидаторов, обследованных через 11Ц15 лет и 16Ц20 лет (III и IV группы), средняя частота этих показателей примерно в 2 раза ниже по сравнению с группами ликвидаторов, обследованных в более ранние периоды (I и II группы).
Стабильные хромосомные аберрации. Цитогенетический анализ, проведенный с помощью FISH метода, показал, что средняя частота транслокаций в группе ликвидаторов превышает контрольный уровень в 2,2 раза (табл. 7). 17 ликвидаторов работали в Чернобыле периодически в течение 1986-1995 гг., т.е. подвергались длительному фракционированному облучению. Частота транслокаций в этой группе в 3,3 раза выше, чем в контрольной группе и в 2 раза превышает аналогичный показатель для группы ликвидаторов, которые работали в Чернобыле только в 1986 г.
Среди обследованных FISH методом ликвидаторов у 34 человек имелись официальные сведения о дозе облучения. Статистический анализ не выявил значимой корреляции частоты транслокаций с накопленной (по документам) за время работы в Чернобыле дозой ионизирующего излучения (коэффициент корреляции составил 0,08 при p=0,65).
Таблица 7
Средняя частота транслокаций у ликвидаторов Чернобыльской аварии
(FISH метод)
Группы | Число обследованных (число клеток) | Доза по документам m, мЗв | Частота транслокаций FG ± m на100 кл |
Все ликвидаторы | 52 (44283) | 25142 | 1,21±0,16* |
иквидаторы 1986г. | 35 (27767) | 20020 | 0,86±0,13*а |
иквидаторы 1986-1995гг. | 17 (15516) | 38046 | 1,81±0,34* |
Контроль (Москва) | 16 (29043) | - | 0,17 ± 0,03 |
* - значения, достоверно отличающиеся от аналогичных показателей в группе сравнения, p<0,05, t-критерий Стьюдента;
a - значения, достоверно отличающиеся от аналогичных показателей в группе ликвидаторов, работавших в Чернобыле в 1986-1995 гг., р<0,05, t- критерий Стьюдента.
Таким образом, подводя итоги многолетнего изучения цитогенетических эффектов у участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС, необходимо отметить, что на протяжении всего периода наблюдения средняя частота хромосомных аберраций в группах ликвидаторов, работавших в зоне аварии в 1986 - 1989 гг., превышает контрольный уровень. Со временем после облучения наблюдается постепенное снижение частоты ацентрических фрагментов и аберраций хроматидного типа. При этом частота дицентриков и центрических колец - маркеров радиационного воздействия - фактически не изменяется и превышает аналогичный показатель в контрольной группе в 3,5 - 5 раз в зависимости от сроков работы и длительности нахождения в зоне аварии. Частота транслокаций, исследованная с помощью FISH метода, также превышает контрольный уровень (в 1,5 - 3 раза) и зависит от продолжительности работы в зоне аварии.
Не обнаружено связи частоты дицентриков и центрических колец, а также частоты транслокаций с величиной дозы, официально зарегистрированной в документах ликвидаторов.
Результаты цитогенетического обследования свидетельствуют, что более надежными показателями при анализе последствий облучения ликвидаторов являются дата въезда в зону радиоактивного загрязнения или, иными словами, год работы в Чернобыле и продолжительность проведения восстановительных работ.
3. Применение цитогенетических показателей крови для биологической индикации и дозиметрии ионизирующего излучения
3.1. Анализ зависимостей доза-эффект при воздействии гамма- и бета-излучения и построение калибровочных кривых для частоты дицентриков и транслокаций
3.1.1. Гамма-излучение. Зависимость доза-эффект для гамма-излучения 60Co исследована при двух режимах облучения образцов крови - при мощности дозы 0,1 Гр/мин и 0,47 Гр/мин. Для построения калибровочной кривой выбраны дозы в диапазоне от 0 до 4 Гр.
С целью построения максимально адекватной калибровочной кривой доза-эффект проанализированы результаты цитогенетического исследования для пяти (облучение с мощностью дозы 0,1 Гр/мин) и трех (облучение с мощностью дозы 0,47 Гр/мин) доноров. При обоих режимах облучения данные, полученные для разных доноров, после предварительной проверки на однородность были объединены. Всего проанализировано 55007 метафаз, т.е. около 5000 клеток на каждую точку кривой при облучении образцов крови с мощностью дозы 0,1 Гр/мин и 10510 метафаз, т.е. около 1500 клеток на каждую точку кривой при облучении образцов крови с мощностью дозы 0,47 Гр/мин.
Регрессионные уравнения, описывающие дозовую зависимость, вычислены с помощью метода наименьших квадратов с весами, величины которых обратно пропорциональны дисперсиям частот хромосомных аберраций. Установлено, что наиболее значимым для оценки дозы показателем является частота дицентриков и центрических колец (р=6 × 10-14 при облучении с мощностью дозы 0,1 Гр/мин и р=3 × 10-11 при облучении с мощность дозы 0,47 Гр/мин). Дозовые зависимости для этого показателя лучше всего описываются линейно-квадратичным уравнением. Сравнение двух дозовых зависимостей, полученных при разных режимах облучения образцов крови, не выявило существенных различий (рис. 13). Значения линейных и линейно-квадратичных коэффициентов практически не отличаются или отличаются в пределах ошибки (р>0,05).
Таким образом, результаты экспериментального исследования позволяют констатировать, что мощность дозы в исследуемом диапазоне не оказывает влияния на частоту хромосомных аберраций.
В дальнейшем для реконструкции доз по частоте дицентриков применяли калибровочные кривые доза-эффект, полученные при облучении образцов крови гамма-излучением с мощностью дозы 0,1 Гр/мин. Соответствующая регрессионная зависимость, имеет вид:
y = 0,1 + 1,5 D +6,3 D2 , где
y - частота аберраций на 100 клеток, D - доза облучения. Значимость модели: р=6×10-14.
Рис. 13. Зависимость доза-эффект для частоты дицентриков и центрических колец при двух режимах облучения.
Дозовая зависимость для частоты стабильных хромосомных аберраций - транслокаций при облучении образцов крови гамма-излучением с мощностью дозы 0,1 Гр/мин получена с помощью FISH метода. Всего проанализировано 21087 метафаз, т.е. в среднем 2636 метафаз на каждую точку кривой. При построении калибровочной кривой учитывали суммарное значение реципрокных и нереципрокных транслокаций. Соответствующая регрессионная зависимость имеет вид:
y = 0,24 + 0,70 D +0,14 D2, где
y - частота транслокаций с участием хромосом 1, 4 и 12 на 100 клеток, D - доза облучения. Значимость модели: р=6,3х10-4.
Известно, что клетки с нестабильными хромосомными аберрациями (дицентриками и центрическими кольцами) постепенно элиминируют из циркулирующей крови в силу особенностей структурной организации, что и является основной причиной, не позволяющей использовать их для ретроспективной дозиметрии. При анализе стабильных хромосомных аберраций - транслокаций, с увеличением дозы радиационного воздействия повышается вероятность появления клеток, содержащих как стабильные, так и нестабильные хромосомные аберрации. Элиминация таких клеток в пострадиационном периоде может привести к тому, что доза, рассчитанная по частоте транслокаций, будет недооценена. Поэтому очень важно иметь достоверную информацию том, в каком диапазоне доз можно применять анализ стабильных хромосомных аберраций для ретроспективной дозиметрии, не вводя поправку на снижение частоты нестабильных клеток, в которых могут содержаться транслокации. Анализ частоты клеток только со стабильными хромосомными аберрациями показал, что только в диапазоне доз до 2 Гр можно проводить ретроспективную оценку уровня облучения по частоте транслокаций, не учитывая процессы элиминации (рис. 14).
Рис. 14. Зависимость доза-эффект для частоты транслокаций.
Анализ частоты дицентриков и центрических колец, проведенный с помощью FISH метода после облучения образцов крови гамма-излучением (мощность дозы 0,1 Гр/мин) показал, что зависимость доза-эффект очень близка к полученной при применении классического цитогенетического метода (рис. 15). Различия между показателями статистически недостоверны. Этот, несомненно, важный результат является подтверждением корректности формулы, предложенной (Lucas et al., 1993) для пересчета частоты транслокаций с участием окрашенных хромосом на весь геном.
| Рис. 15. Дозовая зависимость для частоты дицентриков и центрических колец (FISH метод). Сплошной линией обозначена калибровочная кривая для частоты дицентриков и центрических колец, полученная с помощью классического метода. |
3.1.2. Бета-излучение оксида трития (НТО). Зависимость доза-эффект после воздействия бета-излучения НТО изучена при двух режимах облучения - при постоянном времени облучения - 24 ч (мощность дозы изменялась от 0,042 до 1,03 мГр/мин) и при постоянной мощности дозы бета-излучения НТО - 0,522 мГр/мин (время облучения варьировало от 1,6 до 48 ч) в диапазоне доз от 0,05 до 1,5 Гр.
На основании результатов цитогенетического анализа (посчитано 15329 клеток, в среднем по 2000 клеток на точку) с помощью метода наименьших квадратов с весами получены уравнения регрессии, описывающие дозовую зависимость при двух режимах облучения. Результаты экспериментального исследования показали, что при пролонгированном радиационном воздействии в течение 24 ч с низкой мощностью доз, варьирующей от 0,042 до 1,03 мГр/мин, дозовая зависимость частоты дицентриков и центрических колец лучше всего соответствует линейной модели регрессии (у=0,21+10,76D, р=4х10-6). При облучении с постоянной мощностью дозы 0,522 мГр/мин при разном времени радиационного воздействия (от 1,6 до 48 ч) дозовая зависимость имеет линейно-квадратичный вид (у=0,07+4,47D+9,03D2 , р=2x10-6).
Анализ экспериментальных данных показал, что дозовые зависимости для обоих режимов облучения в диапазоне до 1 Гр практически одинаковые. И только при дальнейшем увеличении дозы наблюдаются различия. При облучении образцов крови с постоянной мощностью дозы - 0,522 мГр/мин в течение 48 ч резко возрастает частота хромосомных аберраций. По-видимому, в исследуемом диапазоне мощностей доз (0,522 - 1,03 мГр/мин) определяющим фактором могло быть время радиационного воздействия, отличающееся в 2 раза (48 и 24 ч, соответственно), и которое в совокупности с особенностями биологического действия бета-излучения трития, привело к наблюдаемому эффекту.
3.2. Относительная биологическая эффективность излучений разного качества.
Для количественной оценки биологического действия разных по качеству ионизирующих излучений определяют коэффициенты относительной биологической эффективности (ОБЭ). Численные значения ОБЭ не только представляют самостоятельный интерес для радиобиологии, определяя степень опасности излучения, но и служат основанием для оценки весового множителя излучений (Wr), который является поправочным коэффициентом при определении качества излучения и необходим для преобразования поглощенной дозы (Гр) в эквивалентную (Зв) (МКРЗ, публикация 60, 1990).
3.2.1. Оценка относительной биологической эффективности бета-излучения НТО in vitro. Определение коэффициента ОБЭ бета-излучения НТО проводили, сравнивая частоту дицентриков и центрических колец с данными, полученными при облучении in vitro гамма-излучением 60Co с мощностью дозы 0,1 Гр/мин:
.
Отсюда:
Максимальное значение коэффициента ОБЭ трития, равное 2,2 , было получено при дозе 0,03 Гр. При увеличении дозы значение коэффициента ОБЭ плавно снижается, приближаясь к величине 1,2 при дозе в 1 Гр.
Причины более высокой эффективности бета-излучения трития обусловлены в первую очередь особенностями его биологического действия. Известно, что из-за низкой энергии и малого пробега бета-частиц трития средняя плотность ионизации значительно возрастает, что может приводить к повышению дозы на порядок (Pinson et al., 1980). Важным фактором является включение тритиевой воды в гидратированные оболочки ДНК, что приводит к дополнительным повреждениям молекул ДНК и, соответственно, увеличению реальной поглощенной дозы (Mathur-de Vre, Binet, 1984; Baumgartner, 2002). Также важно учитывать, что при радиационном распаде трития проявляется трансмутационный эффект - превращение атома трития в атом гелия, что реализуется в более выраженной деструкции генетических структур (например, замена пар оснований) и может проявляться в виде точечных мутаций. Возникновение таких точечных повреждений в молекуле ДНК трудно обнаруживается системой репарации, что постепенно приводит к накоплению дефектов молекулярной структуре и, как следствие, потери генетической информации. Показано, что эффект трансмутации может значительно превосходить эффект ионизации (Грачева, Королев, 1977; Commerford, 1984 Balonov et al., 1984).
Наиболее важная с практической точки зрения информация о значениях ОБЭ бета-излучения трития касается области малых доз. Увеличение ОБЭ при действии низких доз может быть связано как с нарушением взаимоотношений между основными системами клетки, ответственными за реализацию радиационных повреждений, так и с повышением продукции активных форм кислорода, губительно влияющих на структуры клеток (Федоренко, 2006). При малых дозах излучения степень повреждения клеток за счет образования свободных радикалов на единицу поглощенной дозы значительно возрастает по сравнению с областью высоких доз.
3.2.2. Оценка ОБЭ бета-излучения трития и космического излучения in vivo. Для определения ОБЭ бета-излучения трития и космического излучения был проведен сравнительный анализ результатов цитогенетического обследования профессионалов г. Сарова и космонавтов, имевших близкие значения частот стабильных хромосомных аберраций (транслокаций). У этих людей, подвергавшихся радиационному воздействию в процессе профессиональной деятельности, имеется достаточно надежная информация о дозе, полученная с помощью физических и расчетных методов дозиметрии.
Значение коэффициента, характеризующего ОБЭ бета-излучения трития и космического излучения по сравнению с гамма-излучением, определяли как отношение средних равноэффективных доз, индуцирующих одинаковую частоту транслокаций (табл. 8). Значение коэффициента ОБЭ для бета-излучения трития составило 2,5 при средней дозе бета-излучения НТО 157 мЗв. Эта величина несколько превышает значение ОБЭ трития, полученное в экспериментальной части работы. Однако представленные результаты позволяют с уверенностью говорить о большей эффективности бета-излучения трития по сравнению с гамма-излучением, особенно в области малых доз.
В группе космонавтов дозы, вызывающие эффект, близкий наблюдаемому в группе профессионалов, подвергавшихся действию гамма-излучения, в 1,9 раз ниже. Это значение вполне реально и не противоречит данным, представленным в работ по экспериментальной оценке ОБЭ космического излучения (Методические указания, 1991; Ballarin, Ottolenghi, 2005; Петров и др., 2007). Полученные данные являются наглядным подтверждением более высокой ОБЭ космического излучения, обусловленной входящими в его состав тяжелыми ионами высокой энергии.
Таблица 8
Средние значения коэффициентов ОБЭ бета-излучения трития и космического излучения, рассчитанные по частоте транслокаций in vivo
Группы | Доза, мЗв | Частота транслокаций на 100 кл. m | Коэффициент ОБЭ |
Профессионалы, бета-излучение | 157 | 1,94 0,50 | 2,5 |
Космонавты | 203 | 1,840,61 | 1,9 |
Профессионалы, гамма-излучение | 386 | 1,770,71 | - |
Оценка ОБЭ космического излучения и бета-излучения трития проведена непосредственно по реакции организма, с учетом его индивидуальных особенностей. Естественно, эти результаты нельзя считать бесспорными. Однако такой подход, на наш взгляд, позволяет реально оценить степень опасности разных видов ионизирующего излучения и может быть полезен при разработке рекомендаций по обеспечению радиационной безопасности лиц, профессионально контактирующих с источниками облучения.
3.3. Реконструкция доз ионизирующего излучения по частоте хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови (биологическая дозиметрия)
Для оценки и прогноза последствий облучения в первую очередь важно иметь достоверную информацию о дозе радиационного воздействия. Одним из возможных подходов в случае отсутствия или ограничения данных физической дозиметрии является оценка доз с помощью цитогенетических методов (WHO, 1976; IAEA, 1986, 2001; UNSCEAR, 1986). Располагая результатами цитогенетического обследования людей, подвергшихся облучению в результате аварийных и чрезвычайных ситуаций, нам представлялось вполне обоснованным применить их для оценки доз, используя калибровочные кривые, полученные в настоящей работе. Принимая во внимание, что все обследованные лица подвергались пролонгированному или хроническому облучению в течение длительного времени, для определения доз использовали только линейную компоненту уравнения регрессии: у= с+D (Obe, 2007).
3.3.1. Космонавты. Только для космонавтов была возможность оценить дозы по частоте нестабильных хромосомных аберраций, т.к. цитогенетический анализ проводился сразу после окончания КП. По частоте дицентриков были рассчитаны дозы, полученные космонавтами за время первого КП (табл. 9).
Необходимо отметить, что полученные значения доз рассчитаны без учета реальных условий облучения в космосе, а именно, без учета ОБЭ космического излучения, а также величины мощности дозы. Несмотря на это, данные биологической дозиметрии свидетельствуют о более значительном воздействии космического излучения на организм космонавтов, чем это следует из данных физической дозиметрии. Причем в случае краткосрочных полетов различия между биологическими и физическими дозами достигают значений 17 - 26, в то время как в случае длительных полетов эта величина составляет всего 3 - 4. Одним из объяснений данного факта может быть длительное (около полугода) пролонгированное облучение, во время которого в циркулирующей крови космонавтов во время КП протекают одновременно два противоположных процесса - образование хромосомных аберраций под воздействием радиации и элиминация клеток с нестабильными хромосомными аберрациями. Оценка дозы проводилась после окончания КП, т.е. по остаточной частоте дицентриков, что, естественно, могло привести к недооценке радиационного эффекта у космонавтов, участвующих в ЭО. Также нельзя не учитывать и возможность влияния на уровень хромосомных аберраций дополнительных факторов КП, таких как стресс, невесомость, перегрузки, измененный состав газовой среды. Сочетанное воздействие факторов радиационной и нерадиационной природы может приводить к аддитивному или даже синергетическому эффекту. Непропорционально высокий уровень хромосомных аберраций, наблюдаемый у космонавтов после краткосрочных полетов, может быть связан и с особенностями космического излучения, характеризующегося высокой плотностью ионизации, при действии которого в поврежденных клеточных структурах отсутствуют или крайне слабо выражены восстановительные процессы. Именно вследствие этого ОБЭ излучений с высокой ЛПЭ возрастает по мере снижения суммарной дозы и достигает максимальных значений при хроническом воздействии в малых дозах (Москалев, 1983).
Таблица 9
Биологическая оценка доз у космонавтов по частоте дицентриков и центрических колец
Экспедиция | Станция | Среднее значение физической дозы (диапазон), мГр | Число обследованных | Частота диц+ц.к на 100 кл.m | Биологическая доза (диапазон), мЗв |
ЭП | Мир | 6 (2-11) | 4 | 0,260,09 | 107 (47 - 167) |
МКС | 2 (1-3) | 13 | 0,180,04 | 53 (27Ц80) | |
ЭО | Мир | 71 (7-109) | 14 | 0,440,06 | 227 (187Ц267) |
МКС | 29 (18-46) | 6 | 0,270,07 | 113 (67Ц160) |
Биологическая оценка доз у космонавтов проведена также по частоте стабильных хромосомных аберраций - транслокаций, которые были проанализированы с помощью FISH метода (табл. 10). Среднее значение дозы, рассчитанное по частоте транслокаций в группе космонавтов после первого КП, оказалось близким к дозе, которая была определена по частоте дицентриков. Несколько сниженное значение последней, возможно, обусловлено процессом элиминации клеток с дицентриками из циркулирующей крови космонавтов во время длительного КП. Как и в случае оценки доз по частоте дицентриков, доза после первого КП, рассчитанная по частоте транслокаций, 4 раза превышает значение дозы, полученной на основании данных физической дозиметрии.
Таблица 10
Биологическая оценка доз у космонавтов по частоте стабильных хромосомных аберраций - транслокаций (FISH метод)
Группа | Число обследованных | Данные физической дозиметрии (суммарная доза), мГр | Частота транслокаций FP на 100 кл. m | Биологическая доза (диапазон), мЗв |
До 1-го КП | 5 | - | 0.30 ± 0.06 | - |
После 1-го КП | 10 | 45 ± 4 | 0.43 ± 0.09 | 186 (0 Ц314), |
После 2-го и 3-го КП | 8 | 18118 | 0,46 ± 0.06 | 229 (143 Ц314) |
3.3.2. Профессионалы г. Сарова. Индивидуальная оценка доз проведена спустя несколько десятилетия с начала работы в радиационно-опасных условия производства только для тех профессионалов, у которых частота транслокаций достоверно отличалась от контрольного уровня.
В гамма группе значения доз составили от 243 до 1757 мЗв. Несмотря на наблюдаемую тенденцию связи между дозами, полученными с помощью физических методов дозиметрии и биологическими дозами, статистический анализ не выявил достоверной корреляции (коэффициент корреляции 0,64, р=0,06).
Оценка доз у профессионалов бета группы проведена с использованием двух подходов:
- по частоте транслокаций с помощью калибровочной кривой доза-эффект, для бета-излучения трития, представленной в работе (Deng et.al., 1998);
- по частоте транслокаций с помощью собственной калибровочной кривой доза-эффект для гамма-излучения 60Со с учетом коэффициента ОБЭ бета-излучения трития, полученного в настоящей работе.
Значения индивидуальных доз при использовании первого подхода составили от 94 до 1280 мЗв, второго - от 115 до 2530 мЗв, т.е. в 1,5 - 2 раза в среднем выше. Установлена достоверная корреляция между дозами, полученными расчетными методами дозиметрии и дозами, реконструированными по частоте транслокаций. Коэффициенты корреляции составили 0,68 (p=0,004) для доз, рассчитанных по калибровочной кривой для бета-излучения трития и 0,80 (p=0,0002) для доз, рассчитанных по калибровочной кривой для гамма-излучения 60Со с учетом коэффициента ОБЭ трития.
Наибольшие различия между расчетными и биологическими дозами наблюдаются в области малых доз - до 100 мЗв (табл. 11). При низких уровнях облучения (по данным физической дозиметрии) значения биологических доз превышают расчетные как минимум в 6 раз. В области более высоких доз (>100 мЗв) данные физической и биологической дозиметрии очень близки, особенно при оценке доз по калибровочной кривой для бета- излучения трития. При определении доз по калибровочной кривой для гамма-излучения 60Со с учетом ОБЭ трития данные физической и биологической дозиметрии отличаются в 2 раза.
Таблица 11
Соотношения биологических доз и доз, полученных расчетными методами дозиметрии у профессионалов бета группы.
Группы, диапазон доз, мЗв | Число обследованных | Расчетная доза, мЗв | Биологическая доза, мЗв | Соотношение доз |
< 100 | 8 | 35 | 212а (238)в | 6,1 (6,8) |
> 100 | 8 | 386 | 407 (820) | 1,1 (2,1) |
а - доза, рассчитанная по калибровочной кривой для бета-излучения НТО;
в - доза, рассчитанная по калибровочной кривой для гамма-излучения с учетом коэффициента ОБЭ.
Полученные результаты наглядно свидетельствуют о более высокой биологической эффективности воздействия бета-излучения трития в области малых дозах. К сожалению, данный факт не учитывается при реконструкции доз с использованием расчетных и физических методов дозиметрии, что приводит, в конечном итоге, к недооценке опасности воздействия бета-излучения трития на организм человека
3.3.3. Участники ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС. Определение доз облучения у ликвидаторов проводили спустя 7 - 10 лет после окончания работы в Чернобыле с помощью калибровочной кривой доза-эффект для транслокаций (Bauchinger et al., 1993). Средняя доза для всей группы (52 человека) составила 270 мЗв, для группы ликвидаторов, которые неоднократно работали в Чернобыле в период с 1986 по 1995 г. - 390 мЗв, а для ликвидаторов, работавших только в 1986 г. - 190 мЗв. Следует отметить, что средние значения доз, рассчитанные по частоте транслокаций для ликвидаторов 1986 г. не противоречат данным, полученным с помощью физических методов дозиметрии (Иванов и др., 1992).
Для 18 ликвидаторов, у которых частота транслокаций достоверно отличалась от контрольного уровня, определены индивидуальные дозы облучения, значения которых составили от 270 до 1000 мЗв
3.3.4. Жители территорий, загрязненных радионуклидами вследствие радиационных аварий. Оценка средних доз по частоте транслокаций у жителей загрязненных радионуклидами территорий показала, что наиболее пострадавшее население - это жители Казахстана и Алтайского края, подвергшиеся облучению в результате ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне, и жители с.Муслюмово, расположенного на берегу р.Теча (табл. 12). Следует отметить, что значения доз были рассчитаны с помощью калибровочной кривой для гамма-излучения, полученной при конкретной мощности дозы. При этом не были учтены такие важные факторы, как реальная мощность дозы, характер радиационного воздействия (внутреннее ли внешнее облучение), распределение дозы во времени и ОБЭ излучения, так как такие данные отсутствуют. Естественно, что существует также большая доля неопределенности, связанная с влиянием на уровень транслокаций факторов нерадиационной природы, таких как возраст, условия проживания, производственные факторы. Однако, несмотря на это, полученные результаты позволяют ретроспективно оценить степень радиационного воздействия на население пострадавших регионов в условиях отсутствия точных данных физической дозиметрии.
Попытка сравнения доз, рассчитанных с помощью физических и расчетных методов дозиметрии, с данными цитогенетического анализа, на наш взгляд, не всегда корректна. Отсутствие четкой зависимости между уровнем хромосомных аберраций и физическими дозами может быть связано и с неточностями оценки последних. Как известно, ретроспективная оценка доз населения часто проводится с учетом усредненных данных (условия облучения, время радиационного воздействия, время наблюдения и др.).
Следует отметить, что на основании полученных результатов представляется преждевременным говорить о невозможности применения цитогенетических показателей крови для оценки доз в отдаленные сроки после радиационного воздействия. Учитывая, что одной из основных целей ретроспективной дозиметрии является прогноз возможных отдаленных последствий облучения, любой метод, с помощью которого можно получить информацию о дозовых нагрузках, имеет право на существование. Преимущество биологических методов, в данном случае цитогенетических, состоит в том, что оценивается непосредственная реакция организма на радиационное воздействие, которая учитывает специфические особенности организма, в первую очередь индивидуальную радиочувствительность, а также его состояние в момент облучения. Иными словами, биологическая доза - это интегральный показатель повреждающего действия радиации, условно выраженный в единицах эффективной дозы.
Таблица 12
Биологическая оценка доз у жителей, пострадавших в результате радиационных аварий.
Группы | Число обследованных жителей | Частота транслокаций Fр, на 100 клеток | Биологи-ческая доза, мЗв |
аптев Лог (Алтайский край) | 8 | 0,580,12 | 490 |
Беленькое (Алтайский край) | 6 | 0,560,153 | 460 |
Топольное (Алтайский край) | 4 | 0,400,12 | 230 |
Долонь (Казахстан) | 5 | 0.75 0.10 | 730 |
Кайнар (Казахстан) | 3 | 0,42 0,09 | 250 |
Карааул (Казахстан) | 5 | 0.64 0.09 | 570 |
Знаменка (Казахстан) | 5 | 0.41 0.06 | 240 |
Муслюмово (Ю.Урал) | 6 | 0,710,15 | 670 |
Окрестности АЭС ТМА | 6 | 0,490,07 | 360 |
4. Применение цитогенетических показателей для прогноза последствий облучения
К настоящему времени накоплены данные, свидетельствующие о взаимосвязи мутагенеза в соматических клетках с канцерогенезом, что позволяет вполне правомерно использовать цитогенетические показатели в качестве прогностических тестов развития онкопатологии (Sorsa et al., 1992; Hagmar et al., 1998; Wild et al., 2002; Rossner et al., 2005). Существует мнение, что дестабилизация генома является основным патогенетическим механизмом развития соматических заболеваний. Появляется все больше сведений о вкладе соматических мутаций в развитие неопухолевой патологии (Пелевина и др., 2005; Воробцова, Семенов, 2006; Михайлова, 2006, Неронова и др., 2008).
Принимая во внимание, что хромосомные аберрации являются чувствительным показателем радиационного воздействия на организм человека, а также, учитывая негативную роль радиационного фактора в развитии соматической патологии, была проанализирована связь уровня заболеваемости с частотой хромосомных аберраций в лимфоцитах крови облученных лиц. В анализ включены две группы - сотрудники ВНИИЭФ г. Сарова и участники ликвидации последствий аварии на ЧАЭС, проходившие медицинское обследование в Российском научном центре рентгенорадиологии.
4.1 Анализ взаимосвязи цитогенетических повреждений и заболеваемости в группе профессионалов г. Сарова
Структура заболеваемости, классифицированная в соответствии с международной классификацией болезней - МКБ 10, проанализирована в группах, для которых проведен цитогенетический анализ, т.е. 108 человек основной группы и 49 человек контрольной группы. В группе профессионалов преобладала патология сердечно-сосудистой системы (67%), нервной системы и органов чувств (63%), а также костно-мышечной системы и соединительной ткани (58%). Приблизительно у половины профессионалов выявлены заболевания желудочно-кишечного тракта, у трети - болезни органов дыхания.
Для анализа связи показателей заболеваемости с уровнем хромосомных повреждений в лимфоцитах периферической крови были выделены две однородные группы - со значениями цитогенетических показателей выше (лверхняя группа) и ниже крайних квартилей (лнижняя группа). В качестве критериев выбраны два цитогенетических показателя - общая частота хромосомных аберраций и частота дицентриков и центрических колец. Каждая группа включала 27 человек. В нижнюю группу вошли профессионалы, у которых частота цитогенетических показателей не отличалась от контрольного уровня. Верхняя группа объединяла профессионалов, цитогенетические показатели которых достоверно превышают контрольные значения (рис. 16).
При сравнительном анализе установлено, что среднее количество диагностированных на момент цитогенетического обследования заболеваний сердечно-сосудистой системы и нервной системы достоверно выше в группах профессионалов с высоким уровнем общей частоты хромосомных аберраций и частоты дицентриков и центрических колец. При этом общее число профессионалов, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, практически не отличалось в сравниваемых группах.
Рис. 16. Структура заболеваемости в группах профессионалов, выделенных по критерию лобщая частота хромосомных аберраций и частота дицентриков и центрических колец 1 - сердечно-сосудистые заболевания; 2 - заболевания костно-мышечной системы и соединительной ткани; 3 - заболевания нервной системы и органов чувств; 4 - желудочно-кишечные заболевания; 5 - заболевания органов дыхания. Выделены значения, достоверно различающиеся в группах сравнения (p<0,05, точный критерий Фишера). |
В группе профессионалов с высоким уровнем хромосомных аберраций и, соответственно, с высокой частотой заболеваний нервной системы и органов чувств отмечено достоверное увеличение случаев заболеваний катарактой. При этом большинство профессионалов, для которых был установлен диагноз катаракта, имеют высокий уровень общей частоты хромосомных аберраций и клеток с дицентриками и центрическими кольцами. У одного профессионала катаракта является лучевой, возникшей в возрасте 33 лет после аварийного облучения в дозе 5100 мЗв. Важно отметить, что при анализе заболеваемости в контрольной группе не выявлено ни одного случая катаракты. Так как нет данных, подтверждающих радиационную природу катаракты у остальных профессионалов, можно только предполагать, что одной из причин повышенного уровня заболеваемости является радиационно-индуцированное ускорение процессов старения у лиц, подвергавшихся длительному воздействию ионизирующего излучения. Нельзя также отрицать и роль индивидуальной радиочувствительности в развитии данной патологии.
По остальным классам заболеваний достоверных различий между группами с разным уровнем хромосомных аберраций выявлено не было, за исключением патологии желудочно-кишечного тракта, которая чаще встречалась в группе обследованных профессионалов с низким уровнем дицентриков и центрических колец.
4.2. Анализ взаимосвязи цитогенетических повреждений и заболеваемости в группе участников ликвидации аварии на ЧАЭС.
Для анализа связи заболеваемости с уровнем хромосомных аберраций в лимфоцитах крови была сформирована группа ликвидаторов, участвовавших в восстановительных работах в Чернобыле в 1986 году (324 человека). Установлено, что в этой группе преобладала патология сердечно-сосудистой системы (81,5%), нервной системы и органов чувств (95%), а также костно-мышечной системы и соединительной ткани (89,5%). Приблизительно у половины всех обследованных ликвидаторов выявлены болезни эндокринной системы (52%), у 44% - болезни органов дыхания. Анализ связи цитогенетических повреждений с заболеваемостью проведен по двум классам болезней - сердечно-сосудистые заболевания и заболевания нервной системы и органов чувств. Этот выбор обусловлен с одной стороны, имеющимися в настоящее время данными о наиболее частой патологии этих систем организма среди ликвидаторов, а с другой стороны, результатами, полученными при обследовании профессионалов г. Сарова. В качестве цитогенетических критериев были выбраны: общая частота хромосомных аберраций, частота дицентриков и центрических колец, частота ацентрических фрагментов и частота аберраций хроматидного типа.
Для определения возможной связи цитогенетических показателей с заболеваемостью применяли корреляционный анализ, который предполагал последовательное вычисление парных и частных коэффициентов корреляции, и регрессионный анализ.
Принимая во внимание значительное влияние возраста на уровень заболеваемость, группа ликвидаторов была ранжирована по этому признаку и разделена на 10 возрастных групп в диапазоне от 26 до 78 лет. Для каждой группы вычислялись значения средних частот хромосомных аберраций, среднее количество диагнозов на момент цитогенетического обследования и средний возраст. При парном сравнении двух варьирующих признаков (диагноз - возраст, диагноз - хромосомные аберрации, хромосомные аберрации - возраст) получена достоверная корреляция сердечно-сосудистых заболеваний с частотой хромосомных аберраций (табл. 13). Связь заболеваний нервной системы с уровнем хромосомных нарушений достоверна, но носит отрицательный характер - наблюдается снижение заболеваемости при увеличении частоты хромосомных нарушений. Реально существует достоверная связь сердечно-сосудистых заболеваний с возрастом. Коэффициент корреляции r= 0,94 (р=0,01).
Заболевания нервной системы, как показал анализ, не зависят от возраста, хотя и наблюдается тенденция к снижению уровня данной патологии с возрастом.
Было получено также, что общая частота хромосомных аберраций и частота дицентриков и центрических колец с возрастом растут (r=0,788 и r=0,836, соответственно, при р=0,01).
Таблица 13
Корреляция между заболеваемостью и частотой хромосомных аберраций в лимфоцитах крови ликвидаторов (парные коэффициенты корреляции)
Цитогенетический показатель | Парные коэффициенты корреляции, r m (уровень значимости, р) | |
Сердечно-сосудистая система | Нервная система и органы чувств | |
ХА | 0,8890,066 (р=0,01) | - 0,6420,186 (р=0,05) |
диц+ц.к | 0,9040,058 (р=0,01) | -0,4790,244 (н.д.) |
ф" | 0,2810,291 (н.д.) | -0,7000,161 (р=0,05) |
хрмт | 0,7850,121 (р=0,01) | -0,3660,274 (н.д.) |
Принимая во внимание, что корреляция между изучаемыми признаками может возникать в силу чисто случайных причин, связанных с малой выборкой, с некорректностью данных, либо когда один или оба признака является частью третьего, данные результаты нельзя рассматривать как окончательные. Дальнейший анализ предполагал определение частных коэффициентов корреляции, которые характеризуют связь только двух признаков (хромосомные аберрации - заболеваемость), при условии постоянного значения третьего учитываемого признака (возраст), который находится в корреляционной зависимости от первых двух. Значения частных коэффициентов корреляции представлены в таблице 14. Исходя из полученных значений частных коэффициентов корреляции, можно утверждать, что существует достоверная связь сердечно-сосудистых заболеваний с хромосомными аберрациями (общая частота хромосомных аберраций, частота дицентриков и центрических колец, частота хроматидных аберраций).
Таблица 14
Корреляция между заболеваемостью и частотой хромосомных аберраций в лимфоцитах крови ликвидаторов (частные коэффициенты корреляции)
Цитогенетический показатель | Частные коэффициенты корреляции, r m (уровень значимости, р) | |
Сердечно-сосудистая система | Нервная система и органы чувств | |
ХА | 0,699 (р=0,05) | - 0,359 (н.д.) |
диц+ц.к | 0,650 (р=0,05) | 0,028(н.д.) |
ф" | - 0,03 (н.д.) | -0,673 (р=0,06) |
хрмт | 0,779 (р=0,01) | 0,01 (н.д.) |
Статистический анализ позволил установить, что существует достоверная связь сердечно-сосудистых заболеваний с возрастом - частный коэффициент корреляции r=0,845 (р=0,01). И вполне закономерно, что связь между частотой хромосомных аберраций всех типов и возрастом при исключении влияния третьего признака - заболеваний сердечно-сосудистой и нервной системы, отсутствует.
Таким образом, частные коэффициенты корреляции подтвердили взаимосвязь уровня хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови ликвидаторов с сердечноЦсосудистыми заболеваниями и отсутствие связи с заболеваниями нервной системы и органов чувств.
Для того, чтобы получить представление насколько в среднем может измениться один из признаков (в нашем случае это сердечно-сосудистые заболевания) при изменении другого (частота хромосомных аберраций), связанного с ним, проведен анализ регрессионной зависимости и построена линейная регрессионная модель, имеющая следующий вид:
у = (1,480,44) х - 0,80, где
у - показатель, характеризующий уровень заболеваемости сердечно-сосудистой системы, отн.ед., х - частота хромосомных аберраций на 100 клеток. Уровень значимости коэффициента линейной регрессии p=0,02.
Естественно, что давать какую-либо количественную оценку на основании полученных данных представляется преждевременным, т.к. далеко не все факторы, влияющие на развитие сердечно-сосудистой патологии, были учтены при проведении анализа. Даже при достоверно установленной связи частоты хромосомных аберраций с уровнем заболеваемости еще остается невыясненным, какова доля участия анализируемого фактора среди прочих, в нашем случае, многочисленных факторов, систематически влияющих на состояние здоровья ликвидаторов. Однако полученные результаты, свидетельствующие о взаимосвязи уровня хромосомных нарушений с сердечно-сосудистыми заболеваниями, имеют, несомненно, большое значение, т.к. позволяют обоснованно прогнозировать развитие постлучевой патологии и целенаправленно подходить к вопросу о выборе критериев для формирования групп риска относительно развития неопухолевой патологии среди лиц, подвергавшихся низкодозовому радиационному воздействию.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Цитогенетическое обследование людей, подвергшихся радиационному воздействию при различных ситуациях, позволяет сделать следующее обобщение.
Цитогенетические повреждения в лимфоцитах периферической крови являются объективным, высокочувствительным критерием степени радиационного воздействия в раннем и отдаленном периодах после облучения и могут успешно использоваться для биологической индикации и оценки полученной дозы. При этом данные цитогенетического анализа позволяют судить о характере радиационного воздействия и виде ионизирующего излучения.
Корректная интерпретация результатов цитогенетического обследования облученных людей возможна только при наличии надежной информации о спонтанном уровне хромосомных аберраций, который зависит от места и условий проживания, а также влияния производственных и бытовых факторов генотоксического характера, с которыми человеку приходится сталкиваться на протяжении всей жизни.
Анализ нестабильных хромосомные аберрации позволяет провести количественную оценку радиационного воздействия только в ранние сроки после облучения. Однако, при ретроспективном исследовании, несмотря на значительный период времени, прошедший после облучения, в крови пострадавших людей наблюдается повышенная частота нестабильных хромосомных аберраций, в том числе маркеров радиационного воздействия - дицентриков и центрических колец, которая коррелирует с уровнем дозовых нагрузок.
Ретроспективная оценка доз в случае аварийных и чрезвычайных ситуаций возможна только по частоте стабильных хромосомных аберраций - транслокаций. При этом очень важно учитывать характер радиационного воздействия, тип излучения и диапазон доз.
В отличие от доз, полученных с помощью физических или расчетных методов дозиметрии биологическая доза, оцененная по частоте хромосомных аберраций, является интегральным показателем повреждающего действия радиации, который учитывает индивидуальную радиочувствительность и состояние организма в момент облучения. Информация о биологической дозе позволяет более точно прогнозировать возможные последствия радиационного воздействия.
Установленная достоверная связь заболеваний сердечно-сосудистой и нервной системы с частотой нестабильных хромосомных аберраций в лимфоцитах крови облученных людей имеет, несомненно, большое значение для обоснованного применения результатов цитогенетического анализа при формировании групп риска относительно развития неопухолевой патологии среди лиц, подвергшихся облучению в результате аварийных и чрезвычайных ситуаций.
ВЫВОДЫ
- В результате проведения масштабного цитогенетического обследования лиц, подвергшихся радиационному воздействию при различных ситуациях, убедительно продемонстрирована возможность применения цитогенетических показателей крови для количественной индикации облучения и прогноза его последствий для организма.
- Показано достоверное увеличение частоты стабильных и нестабильных хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови облученных людей независимо от времени, прошедшего после радиационного воздействия. При этом установлено, что:
а) частота нестабильных аберраций хромосом у космонавтов, принимавших участие в полетах на станции "Мир" и МКС, зависит от длительности полета, величины накопленной дозы и продолжительности работы в открытом космосе;
б) у профессионалов г.Сарова через 40 и более лет после начала работы в радиационно-опасных условиях производства увеличенная частота аберраций хромосом, обусловленная воздействием гамма- и бета-излучения, коррелирует с величиной дозы излучения, накопленной за период работы;
в) в группе ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС частота нестабильных хромосомных аберраций в лимфоцитах крови не связана с величиной дозы, официально зафиксированной в документах, а зависит от времени первого въезда в зону аварии и продолжительности выполнения восстановительных работ;
г) у жителей, подвергшихся облучению в результате радиационных аварий (жители Алтайского края и жителей с.Муслюмово Челябинской области) частота дицентриков и центрических колец в лимфоцитах периферической крови коррелирует с уровнем радиоактивного загрязнения и, соответственно, величиной накопленной эффективной дозы.
- Исследованы зависимости "доза-эффект" для хромосомных аберраций в лимфоцитах крови человека после облучения in vitro гамма- и бета-излучением при разных режимах и получены калибровочные кривые для определения доз радиационного воздействия по частоте дицентриков и транслокаций. Установлено, что при ретроспективной оценки доз по частоте транслокаций в диапазоне доз до 2 Гр можно не вводить поправку на снижение частоты нестабильных клеток, содержащих транслокации.
- На основании анализа частоты дицентриков и центрических колец в эксперименте in vitro определен коэффициент ОБЭ бета-излучения трития, максимальное значение которого составляет 2,2 при дозе 0,03 Гр, приближаясь к значению 1,2 при дозе 1Гр.
- Впервые при сравнительном анализе результатов цитогенетического обследования профессионалов г. Сарова и космонавтов установлена более высокая биологическая эффективность космического и бета-излучения излучения по сравнению с гамма-излучением в области малых доз. Коэффициент ОБЭ, рассчитанный по частоте транслокаций, для бета-излучения трития составляет 2,5, а для космического излучения - 1,9.
- Количественная оценка степени радиационного воздействия, проведенная по частоте стабильных хромосомных аберраций в группах профессионалов, участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС и жителей загрязненных радионуклидами территорий продемонстрировала преимущество биологических методов дозиметрии в условиях аварийного облучения и при чрезвычайных ситуациях. Доза, оцененная непосредственно по реакции организма на радиационное воздействие, позволяет учесть такой важный фактор как индивидуальная радиочувствительность, что очень важно для прогноза возможных последствия облучения.
- Установлена связь частоты нестабильных хромосомных аберраций в лимфоцитах крови с заболеваниями сердечно-сосудистой и нервной системы у профессионалов г.Сарова, отмечено их статистически значимое увеличение в группах с высоким уровнем цитогенетических повреждений. В группе участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС установлена достоверная корреляция цитогенетических показателей крови с сердечно-сосудистыми заболеваниями. При этом не выявлено взаимосвязи нестабильных хромосомных аберраций в лимфоцитах крови с заболеваниями нервной системы и органов чувств.
Список публикаций по теме диссертации
Статьи в реферируемых журналах
- Снигирева Г.П., Любченко П.Н., Шевченко В.A., Новицкая Н.Н., Борисова Н.M., Дубинина E.В., Mасленникова В.Г. Результаты цитогенетического обследования участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС через 5 лет. // Гематология и трансфузиология. -1994. - Т.39. - №3. - С.19-21.
- Хандогина Е.К., Агейкин В.А., Зверева С.В., Марченко Л.Ф., Мутовин Г.Р., Снигирева Г.П., Ленская Р.В., Буянкин В.М., Шахтарин В.В., Акифьев А.П. Цитогенетическое обследование различных групп детей, проживающих в районах Брянской области, загрязненных в результате Чернобыльской аварии. // Радиационная биология. Радиоэкология. - 1995. - Т.35. - Вып.5. - С.618-625.
- Шевченко В.A., Снигирева Г.П., Сусков И.И., Акаева Е.А., Елисова Т.В., Иофа Э.Л., Нилова И.Н., Костина Л.Н., Новицкая Н.Н., Сидорова В.Ф., Хазинс Е.Д. Цитогенетические эффекты у населения Алтайского края, подвергшегося воздействию ионизирующих излучений в результате ядерных взрывов на Семипалатинском полигоне. // Радиационная биология. Радиоэкология. - 1995. - Т.35. - Вып.5.- С. 588-596.
- Снигирева Г.П., Шевченко В.А., Новицкая Н.Н. Использование FISH метода для реконструкции поглощенных доз, полученных участниками ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС. // Радиационная биология. Радиоэкология. 1995. - Т.35.- Вып.5. - С.654-661.
- Snigiryova G., H.Braselmann, K.Salassidis Shevchenko V., Bauchinger M. Retrospective biodosimetry of Chernobyl clean-up workers using chromosome painting and conventional chromosome analysis. // International Journal Radiation Biology. - 1997. - V.71.- N.2. - P. 119-127.
- Bauchinger M., Salassidis K., Braselmann H., Vosilova A., Press S., Stephan G., Snigiryova G., Kozheurov V.P., Akleev A. FISH-based analysis of stable translocations in a Techa River population.// International Journal Radiation Biology. - 1998. - V. 73. - N.6. - P. 605-612.
- Salassidis K., Braselmann H., Okladnikova N.D., Pressl S., Stephan G., Snigiryova G., Baughinger M. Analysis of symmetrical translocations for retrospective biodosimetry in radiation workers of the Mayak nuclear-industrial complex (Southern Urals) using FISH-chromosome painting. // International Journal Radiation Biology. - 1998. - V.74. - N.4. - P.431-439.
- Федоренко Б.С., Ворожцова С.В., Герасименко В.Н., Дружинин С.В., Юдаева Л.А., Снигирева Г.П., Шевченко В.А. Цитогенетические нарушения в клетках экспериментальных животных и человека при действии ускоренных заряженных частиц и космического излучения. // Физика элементарных частиц и атомного ядра. - 1999. - Т.30. - Вып.2. - С.469-526.
- Новицкая Н.Н., Снигирева Г.П., Хазинс Е.Д., Шевченко В.А. Результаты цитогенетического обследования участников ликвидации последствий аварии на ЧАЭС. // Медицина труда и промышленная экология. - 2000. - №8. - С.16-20.
- Федоренко Б.С., Шевченко В.А., Снигирева Г.П., Дружинин С.В., Репина Л.А., Новицкая Н.Н., Акатов Ю.А.Цитогенетические исследования лимфоцитов крови космонавтов после длительных полетов. // Радиационная биология Радиоэкология. - 2000. - Т.40. - №5. - С.596-602.
- юбченко П.Н., Снигирева Г.П., Широкова Е.Б. Некоторые клинико-цитогенетические сопоставления у ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС в отдаленном периоде. // Медицинская радиология и радиационная безопасность. - 2001. - Т.46. - №3.- С.17-21.
- Fedorenko B., Druzhinin S., Yudaev L., Petrov V., Akatov Yu., Snigiryova G., Novitskaya N., Shevchenko V., Rubanovich A. Cytogenetic studies of blood lymphocytes from cosmonauts after long-term space flights on Mir station. // Advances in Space Research. - 2001. - V.27.- N.2.- P.355-359.
- Bauchinger M., Braselmann H. , Savage J. R. , Natarajan A. T. , Terzoudi G. I. , Pantelias G. E. , Darroud F., Figgitt M., Griffin C. S., Knehr S., Okladnikova N. D., Santos S. and Snigiryova G. Сollaborative exercise on the use of FISH chromosome painting for retrospective biodosimetry of Mayak nuclear-industrial personnel // International Journal Radiation Biology. - 2001.- V.77. - N3.- P.259-267.
- Fedorenko B.S., Druzhinin S.V., Snigiryova G.P., Shevchenko V.A., Novitskaya N.N., Bogomazova A.N., Rubanovich A.V. Radiation-induced chromosomal aberrations in cosmonautsТ blood lymphocytes. // Microgravity and Space Station Utilization. - 2002. - V.3. - N.2. - P. 5-9.
- Федоренко Б.С., Воронков Ю.И., Снигирева Г.П., Шевченко В.А., Дружинин С.В., Ю.А.Акатов, В.В.Цетлин. Изучение влияния факторов космического полета на здоровье космонавтов в ближайшие и отдаленные сроки после космических полетов. // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2002. - Т. 42. № 6. - С.765-768.
- Greco O., Durante M., Gialanella G., Grossi G., Pugliese M., Scampoli P., Snigiryova G., Obe G.. Biological dosimetry in Russian and Italian astronauts. // Advances in Space Research. - 2003. - V. 31. - N. 6. - P. 1495-1503.
- Durante M., Snigiryova G., Akaeva E., Bogomazova A., Druzhinin S., Fedorenko B., Greco O., Novitskaya N., Rubanovich A., Shevchenko V., Recklinhausen U. von and Obe G.. Chromosome aberration dosimetry in cosmonauts after single or multiple space flights. // Cytogenetic Genome Research. - 2003. - V.103.- P.40-46.
- Шевченко В.А., Снигирева Г.П. Значимость цитогенетического обследования для оценки последствий Чернобыльской катастрофы. // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2006. - Т.46.- №2. - С.133-139.
- Рубанович А.В., Снигирева Г.П., Шевченко В.А. Теория и практика построения калибровочных кривых в биодозиметрии. // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2006. - Т.46. - №4. - С.447-456.
- Шевченко В.А., Снигирева Г.П. УЗначимость цитогенетического обследования для оценки последствий Чернобыльской катастрофыФ. // Альманах клинической медицины, 2006. - Т.10. - С.165-176.
- Шайхаев Г.О., Кузьмина Н.С., Мязин А.Е., Панушкина О.Г., Рубанович А.В., Хаймович Т.И., Снигирева Г.П. Изучение частоты мутаций в мини - и микросателлитных локусах ДНК в семьях работников атомной промышленности, работавших с тритием и его окисью. // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2008. - Т.48. - №6. - С.690-697.
- Федоренко Б.С., Снигирева Г.П., Богомазова А.Н., Новицкая Н.Н., Шевченко В.А. Цитогенетическое эффекты малых доз космического излучения в лимфоцитах космонавтов // Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2008. - Т.42. - №3. - С.13-17.
- Снигирева Г.П., А.Н.Богомазова, Н.Н.Новицкая, Е.Д.Хазинс. Результаты многолетнего цитогенетического наблюдения за участниками ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС. // Медицинская радиология и радиационная безопасность. - 2008. - №4. - С.38-45.
- Рожкова Н.И., Меских Е.В., Снигирева Г.П., Пуртова Г.С., Шерстнева Т.В. Радиологические и цитогенетические технологии в оценке состояния молочной железы у женщин, проживающих в экологически неблагоприятных районах. // Вестник РАР. - 2009. - №1. - С.51-53.
- Асеева Е.А. , Снигирева Г.П., Неверова А.Л., Новицкая Н.Н., Хазинс Е.Д., Домрачева Е.В. Клетки с множественными хромосомными нарушениями в группах лиц, подвергшихся облучению при различных ситуациях, и их возможная биологическая роль. // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2009. - т.49. - №5. - С.552-562.
Статьи в сборниках
- Снигирева Г.П., Любченко П.Н., Шевченко В.A., Новицкая Н.Н., Борисова Н.M., Дубинина E.В., Mасленникова В.Г. Результаты обследования участников ликвидации последствий аварии на ЧАЭС спустя 5 лет. // Медицина труда и промэкология. - 1993. - №11-12. - С. 34-36.
- Шевченко В.А., Платонов E.С., Снигирева Г.П. Генетические последствия Чернобыльской аварии. // Чернобыльская авария / Минск. Тест, -1993.- 2.- С.85-137.
- Шевченко В.А., Сусков И.И., Снигирева Г.П., Елисова Т.В., Семов А.Б.. Генетический статус населения, подвергшегося воздействию ядерных испытаний. // Вестник научной программы Семипалатинский полигон - Алтай, - 1994. - №3. - С.2-33.
- Шевченко В.А., Снигирева Г.П. Цитогенетические последствия воздействия иони-зирующих излучений на популяции человека. // Последствия Чернобыльской катастрофы. /Под ред. Е.Б.Бурлаковой. / Москва. Центртэкологической политики России. Научный совет по радиобиологии РАН, - 1996. - C.24-49.
- Шевченко В.А, Снигирева Г.П. О возможности реконструкции поглощенных доз с использованием FISH-метода у жителей Алтайского края, пострадавших от ядерных взрывов на Семипалатинском полигоне. // Вестник научной программы Семипалатинский полигон - Алтай.- 1996.- №1(9).- С.40-49.
- Shevchenko V., Snigiryova G. Cytogenetic effects of the action of ionizing radiations on human populations. // Report of the 1995. Research Grant from the Toyota Foundation. / Kyoto University. December - 1996. - P.27-40.
- Шевченко В.А., Снигирева Г.П. Использование цитогенетических методов для оценки поглощенной дозы. // Проблемы биохимии, радиационной и и космической биологии. Труды Международного Симпозиума. / Дубна. - 1997. - С.57-93.
- Shevchenko V., Snigiryova G. Biological dosimetry in contaminated areas: Semipalatinsk nuclear test site, Techa river, Three Mile Island. // Radiation Exposure by Nuclear Facilities, Evidence of the Impact on Health. International workshop gesellschaft fur strahlenschutz e.v. (Germany society for radiation protection). / Munster, Bremen. - 1996. - P.216-226.
- Shevchenko V., Snigiryova G. Applicability of translocation in chromosomes of lymphocytes for retrospective assessment of absorbed doses (FISH-method). // International workshop gesellschaft fur strahlenshutz e.v. (Germany society for radiation protection). / Munster, Bremen. - 1996. - P.329-331.
- Новицкая Н.Н., Снигирева Г.П., Хазинс Е.Д., Шевченко В.А. Результаты цитогенетического обследования участников ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС. // Материалы научно-практической конференции Результаты и задачи медицинского наблюдения за состоянием здоровья участников ликвидации последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС в отдаленном периоде / Москва. - 1998. - С.80-89.
- Shevchenko V., Snigiryova G. Cytogenetic effects of the action of ionizing radiations on human populations. // Report of an International Collaborative Work under the Research Grant of the Toyota Foundation in 1995-1997. / Kyoto University, March 1998.- P.203-215.
- Shevchenko V., Snigiryova G., Rubanovich A. Estimation of absorbed doses on the basis of cytogenetic methods.// Report of an International Collaborative Work under the Research Grant of the Toyota Foundation in 1995-1997. / Kyoto University, - March 1998. - P.216-222.
- Попова Г.М., Дружинин Ю.О., Снигирева Г.П. Технологические средства автоматизации цитогенетического мониторинга. // Труды Четвертой Всероссийской научно-практической конференции с международным участием Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности. / Санкт-Петербург. - 1999. - Т.2. - С.219-222.
- Shevchenko V.A., Snigiryova G.P. Cytogenetic effects of the action of ionizing radiation on human populations. // Consequences of the Chernobyl catastrophe of human health. / E.B. Burlakova Editor / Nova Science Publishers, Inc. / New York., - 1999.- Р.39-64.
- Федоренко Б.С., Снигирева Г.П., Шевченко В.А., Дружинин С.В., Новицкая Н.Н. Влияние эмоционального стресса на частоту спонтанных аберраций хромосом в культуре лимфоцитов крови человека. // Сб. Основные результаты исследований психофизиологического состояния операторов в эксперименте с длительной изоляцией в гермообъекте. / Москва: Слово. - 2000. - С.87-88.
- Федоренко Б.С., Снигирева Г.П., Шевченко В.А., Дружинин С.В., Новицкая Н.Н., Богомазова А.Н. Влияние психологического стресса на частоту аберраций хромосом в лимфоцитах периферической крови человека. // Сб. Модельный эксперимент с длительной изоляцией: проблемы и достижения. / Москва: Слово. - 2001. - С.525-530.
- Gorbunova I.N., Ivanov K.Yu., Nagiba V.I., Nikanorova E.A., Profe O.S., Khaimovoch T.I., Akayeva E.A., Yelisova T.V., Iofa E.L., Nilova I.N., Kostina L.N., Rubanovich A.V., Shevchenko V.A., Bogomazova A.N., Vilkyina G.A., Novitskaya N.N., Kharchenko V.P., Khazins E.D., Snigiryova G.P. Reconstruction of absorbed dose by the frequency of stable and unstable chromosome aberrations in nuclear specialists at distant periods after exposure. // Proceedings of IV ISTC scientific advisory committee seminar on Basic science in ISTC activities. / Novosibirsk. - 2001. - P. 370-377.
- Fedorenko B.S., Voronkov Yu.I., Snigiryova G.P., Shevchenko V.A., Druzhinin S.V., Tsetlin V.V. Influence of space flight factors on cosmonautsТ health in short- and long-term periods after space fligts. // Proceedings of International Conference Genetic Consequences of Emergency Radiation Situations. / Moscow. - 2002. - P. 302-312.
- Snigiryova G.P., Bogomazova A.N., Novitskaya N.N., Khazins E.D., Vilkyina G.A., Gorbunova I.N., Ivanov K.Yu., Nagiba V.I., Nikanorova E.A., Profe O.S., Khaimovoch T.I., Akayeva E.A., Yelisova T.V., Iofa E.L., Nilova I.N., Kostina L.N., Rubanovich A.V., Shevchenko V.A. The study of cytogenetic effects in the nuclear specialists of Sarov. // Proceedings of International Conference Genetic Consequences of Emergency Radiation Situations. / Moscow. - 2002. - P. 313-328.
- Snigiryova G., Shevchenko V. Analysis of chromosome aberrations in human lymphocytes after accidental exposure to ionizing radiation. // Resent research activities about the Chernobyl NPP accident in Belarus, Ukraine and Russia. / Ed. By Imanaka T. / Research Reackror Institute. Kyoto University. - 2002. - P. 256-267.
- Горбунова И.Н., Иванов К.Ю., Нагиба В.Н., Никанорова Е.А., Профе О.С., Хаймович Т.И., Акаева Э.А., Елисова Т.В., Иофа Э.Л., Нилова И.Н., Костина Л.Н., Рубанович А.В.. Шевченко В.А., Богомазова А.Н., Вилкина Г.А., Новицкая Н.Н., Хазинс Е.Д., Снигирева Г.П. Реконструкция поглощенных доз у профессионалов-атомщиков в отдаленные сроки после облучения с помощью цитогенетических методов. // Сб. Охрана природы и экологическая безопасность на предприятиях Минатома России./ Москва. - 2002. - С.225-233.
- Snigiryova G.P., Shevchenko V.A. The use of cytogenetic methods in examining people exposed to ionizing radiation. // Proceedings of International Conference Unification and optimization of radiation monitoring on NPP location regions /Armenia, Yerevan, September 22-26, 2004, - P.234-242.
- Федоренко Б.С., Снигирева Г.П., Новицкая Н.Н., Богомазова А.Н., Шевченко В.А., Дружинин С.В. Изучение частоты хромосомных аберраций в культуре лимфоцитов крови человека при психоэмоциональном стрессе. // Сб. научных трудов под редакцией чл.кор. РАН и РАМН И.Б.Ушакова. / Москва. - 2004. - C.54-55.
- Shevchenko V.A., Snigiryova G.P., and Fedorenko B.S. Cytogenetic effects in human beings exposed to irradiation on the Earth and in space. // In: the Chernobyl Nuclear Disaster. / Edited by E.Burlakova and V.Naidich. / Boston. - 2004. - P. 30-49.
- Холодова Н.Б., Зубовский Г.А., Снигирева Г.П. Состояние соматического здоровья и цитогенетические изменения у пациентов в отдаленные сроки после облучения малыми дозами (участники ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС в 1986-1987 гг.). // Труды III научно-практической региональной конференции Состояние здоровья ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС в отдаленном периоде. / Москва. - 2004.- С.176-182.
- Shevchenko V.A., Snigiryova G.P. The significan of cytogenetic examination for assessment of the Chernobyl catastrophe consequences. // 20 Years After the Chernobyl Accident: Past, Present and Furure. / E.Burlakova and V.Naidich Editors./ Nova Science Publishers, Inc./New York. USA. - 2006. - P.1-10.
- Snigiryova G.P., Shevchenko V.A. Chromosome aberrations in the blood lymphocytes of people exposed as a result of the Chernobyl accident. // ECRR Chernobyl: 20 Years On. Health effects of the Chernobyl accident. European Committee on Radiation Risk. Documents of ECRR, N 1. / Edited by C.Busby, A. Yablokov. / European Committee on Radiation Risk. - 2006.- P.95-103.
- Снигирева Г.П., Богомазова А.Н., Новицкая А.Н., Хазинс Е.Д. Многолетний цитогенетический мониторинг участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС. // Материалы Международной научно-практической конференции Чернобыльские чтения-2008. / Гомель. Сож. - 2008. - С.269-273.
- Снигирева Г.П., Богомазова А.Н., Новицкая Н.Н., Федоренко Б.С., Хазинс Е.Д. Опыт применения цитогенетического метода в радиационных исследованиях. // Вестник Российской военно-медицинской академии. - 2008. Приложение 1. - №3(23). - С.184-185.
Методические указания и рекомендации
- Снигирева Г.П., Богомазова А.Н., Хазинс Е.Д., Методические указания № 99/134 Организация цитогенетического обследования лиц, пострадавших в результате радиационных аварий. / Москва. - 1999. - 33с.
- Снигирева Г.П., Богомазова А.Н., Хазинс Е.Д., Домрачева Е.В., Рубанович А.В. Методические рекомендации УЦитогенетические исследования участников ликвидации последствий радиационных аварийФ. / Москва. - 2001. - 15с.
- Снигирева Г.П., Богомазова А.Н., Новицкая Н.Н., Хазинс Е.Д., Шевченко В.А., Ануфрикова Е. Методы оценки клеточной радиочувствительности в лучевой терапии. // Пособие для врачей. / Москва. - 2002. - 18с.
- Снигирева Г.П., Хаймович Т.И., Шевченко В.А. Использование цитогенетических методов для биологической дозиметрии. Методические рекомендации. / Саров. - 2003. - 46с.
- Снигирева Г.П., Богомазова А.Н., Новицкая Н.Н., Хазинс Е.Д., Рубанович А.В. Биологическая индикация радиационного воздействия на организм человека с использованием цитогенетических методов. Медицинская технология. / Москва. - 2007.- Регистрационное удостоверение №ФС-2007/015-У. - 29с.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии