Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Оценка радиомодифицирующих эффектов низкоэнергетического микроволнового излучения

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Оценка радиомодифицирующих эффектов низкоэнергетического микроволнового излучения"

РГ6 0Д ВОЕННО-МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

^ _ На правах рукописи

СТАРЧЕНКО Дмитрий Анатольевич

ОЦЕНКА РАДИОМОДИФИЦИРУЮЩИХ ЭФФЕКТОВ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

03.00.01 — РАДИОБИОЛОГИЯ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1994

Работа выполнена в НИИ военной медицины.

Научные руководители: доктор медицинских наук профессор О. П. ЛОМОВ кандидат медицинских наук доцент Н. А. СМИРНОВ

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук Б. П. ЛУКАШИН доктор медицинских наук А. Е. АНТУШЕВИЧ

Ведущее учреждение: Институт гигиены труда и профессиональных заболеваний.

Защита диссертации состоится « » 1994 г.

в час. на заседании специализированного совета Д 106.03.08

Военно-медицинской академии (194175, С.-Петербург, ул. Лебедева, 6).

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке академии.

Автореферат разослан « » 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор медицинских паук профессор И. Г. ЧУРСИН

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Развитие средств связи, радиолокации, промышленной и бытовой электроники, ядерной физики и других отраслей науки неразрывно связано с широким использованием микроволновых излучений. Технические средства,- функционирующие с использованием электромагнитных излучений дециметрового диапазона (0,3-3 ГГц), широко представлены среди микроволновой аппаратуры. Однако биологические эффекты излучения данного диапазона еще недостаточно изучены. Относительно подробно исследован лишь пограничный участок - излучения частотой 2,4 ГГц. По-видимому, это связано с тем, что аппаратура для формирования электромагнитного поля данных параметров раньше других генераторов микроволн была освоена промышленностью, а также с тем, что основной интерес исследователей был устремлен в область более высокочастотных излучений, наиболее интенсивно внедряющихся в радиолокацию, связь, науку, производство (Давыдов Б.И. и соавт.1984 , В1егтап Н. 1990 )

Дециметровые волны имеют существенную медико-биологическую значимость в связи с тем, что обладают высокой проникающей способностью в биологические объекты и при этом большая часть энергии поглощается, соответственно вызывая и более выраженную ответную реакцию организма. По данным литературы, низкоэнергетические микроволновые излучения не вызывают ярко выраженных патологических изменений, а в ряде случаев оказывают и терапевтические эффекты. В связи с этим представляет интерес, могут ли такие излучения модифицировать патологический процесс, развивающийся в результате воздействия какого-либо мощного фактора, механизм поврежденного действия которого достаточно подробно изучен. В такой ситуации появляется возможность оценить не только степень модификации влияния сильнодействующего фактора, но и роль тех изменений, которые могут быть зарегистрированы в качестве эффекта микроволн, что может дать представление о механизмах биологического действия ЭМИ дециметрового диапазона.

Особый интерес в таком случае представляет ионизирующее излучение, обладающее выраженным неспецифическим повреждающим действием. Ионизирующее излучение в дозах, вызывающих развитие костно-мозговой формы острого радиационного поражения, - реаль-

- г -

ность, имеющая место при взрывах ядерных боеприпасов и инцидентах на АЭС. На повестку дня встает вопрос использования управляемой реакции термоядерного синтеза, где микроволны используются для формирования электромагнитного поля, удерживающего высокотемпературную плазму в реакторе. В этих условиях встречаются два обсуадаеадх фактора (Окресс Э.1971).

Необходимо заметить, что в немногочисленных работах, посвященных радиомодифицирующему действию микроволн, практически не рассматривается механизм изменения чувствительности к ионизирующему излучение. Знание этих закономерностей необходимо для прогнозирования биологических эффектов комбинированного воздействия микроволн и ионизирующих излучений.

Таким образом, совершенно очевидно, что помимо чисто научного, проблема радиомодифшдоующего действия излучений дециметрового диапазона имеет и большое прикладное значение.

В связи с этим цель настоящего исследования состояла в оценке радиомодифицирующих эффектов низкоэнергетического микроволнового излучения дециметрового диапазона. Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующиезадачи:

1. Исследовать влияние микроволнового излучения дециметрового диапазона на интегральные показатели метаболизма экспериментальных животных.

2. Изучить влияние микроволн на количественный состав периферической крови,.

3. Оценить влияние предварительного воздействия электромагнитного поля на течение костно-мозговой Форш острого радиационного поражения.

Научная но в 1 в в а исследования. Впервые установлено; что низкоэнергетическое микроволновое излучение дециметрового диапазона вызывает преходящее изменение в состоянии эритрона, проявляющееся эритро- и ретикулоцитозом. Обнаружено, что при воздействии ЭМИ изученных параметров происходит повреждение гемоглобина, проявляющееся в уменьшении количества сульфгидрильных групп в его молекуле и денатурации на фоне снижения восстановленного глутатиона в эритроцитах. Установлено значение выявленных изменений для устойчивости организма к действию ионизирующих излучений. Показано, что фазность радиомо-

дифицирующего действия микроволнового излучения совпадает с изменениями в состоянии эритрона. Доказано, что периоды повышения радиорезистентности организма приходится на фазы увеличения и уменьшения количества эритроцитов в периферической крови, а стадия возрастания радиочувствительности совпадает с развитием максимального эритро- и ретикулоцитоза.

Практическая значимость данных исследования . Наблюдаемые эффекты получены при воздействии на лабораторных животных микроволнового излучения плотности потока энергии, близкой к предельно допустимой для специалистов, работающих без средств зашиты. Полученные материалы могут служить основанием для постановки специальных исследований по изучению биологического действия микроволн, близких по параметрам к излучению, использованному в работе на добровольцах, а также для тщательного клинического обследования специалистов, профессионально связанных с электромагнитными излучениями.

Положения, выносимые на защиту.'

1. Воздействие микроволновым излучением дециметрового диапазона низкой плотности потока энергии вызывав* преходящее нарушение функционирования антиоксидантной системы эритроцитов.

2. Фракционированное воздействие электромагнитного излучения вызывает фазную модификацию лучевого поражения, обусловленного действием ионизирующего излучения.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на конференциях молодых ученых ВМедА им. С.М. Кирова (1992), конференции "Пути изменения радиочувствительности организма (Пущино, 1992), мелвдународной конференции "Электромагнитное загрязнение окружающей среды" (С.-Петербург, 1993), на 2-ом радиобиологическом съезде (Киев, 1993).

Всего по материалам диссертации опубликовано 4 печатных работы. Методические подходы по оценке состояния организма при воздействии ЭМИ разработаны, в ходе диссертационного исследо-ваания и выполнении НИР в Институте военной медицины.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 113 страницах машинописного текста. Состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы. Иллюстрирована 16 рисунками,. 23 таблицами.

Список литературы содержит 167 наименований, их них 93 отечественных и 74 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования.Цель и задачи работы потребовали разработки приемов изолированного воздействия ионизирующего и микроволнового излучений, а также использования методик которые бы позволяли комплексно у одного и того же животного оценивать на протяжении всего эксперимента состояние организма. Общая организация исследования представлена в таб.1.

Моделирование радиационных воздействий. При воспроизведении радиационных поражений в качестве экспериментальных животных использовали белых беспородных крыс - самцов.

Источником электромагнитного излучения дециметрового диапазона служил аппарат "Волна-2" (X 65 см). Экспериментальные животные подвергались облучению микроволнами в плексигласовых пеналах размерами 15 х 5 х 5 см, толщина органического стекла 3' мм. Пеналы располагались перпендикулярно вектору распространения электромагнитной волны на полке из оргалита в квазибезэховой камере размерами 100 х 100 х 100 см, выполненной из газобетона. Внутренняя поверхность камеры облицовывалась ватманом с резиног-рафитовым покрытием толщиной 1 мм. Одновременно облучали 3 животных при ППЭ 1,0t0,42 мВт/см2. Контроль ППЭ в камере осуществляли постоянно посредством измерителя мощности П-3-9 (погрешность ±40Х), используя в качестве приемника антенну ПО-16. Продолжительность ежедневного облучения экспериментальных животных составляла 20 мин, что согласно ГОСТ 12.1.006-76, является максимально допусгишм уровнем облучения специалистов, микроволнами данной ППЭ без средств защиты.

Для моделирования костномозговой формы острой лучевой болезни облучение животных в дозах от 2 до 8 Гр проводилось на рентгеновской аппарате РУМ-17 при напряжении на катоде 180 кВ, анодном токе 15 мА, фильтре 0,5 мм Си , 1,0 мм Al, фокусном расстоянии 70 см, мощности дозы 0,68 Гр/мин. Облученные животные наблюдались в течение 30 сут.

Потребление кислорода определяли по методу С.В.Миропольско-го ( 1964 ). Расчет потребляемого кислорода производили в мл/мин

Таблица 1

Серии экспериментов Исследуемые параметры Количество животных

опыт контроль

I. Воздействие микроволнового излучения

А. Ежедневное облучение в течение 14 сут

1. Выживаемость, динамика массы тела и потребление кислорода 16 8

2. Количество форменных элементов и содержание гемоглобина периферической крови 16. 8

3. Содержание железа в эритроцитах 16 8

4. Перекисная и осмотическая стойкость эритроцитов 16 8

5. Активность каталазы, содержание восстановленного глутатиона, количество сульфгидрильных групп молекулы гемоглобина эритроцитов 16 8

б. Активность гдютатионредуктазы и глюкозо-б-фосфатдегидрогенаэы эритроцитов 16 8

7. Активность зритроцитарной супер-оксиддисмутазы 16 8

Б. Периодическое воздействие микроволнами

8. Количество форменных элементов, содержание гемоглобина в периферической крови 16 8

В. Однократное воздействие микроволнами в течение 2,5 ч

9. Количество форменных элементов периферической крови, содержание гемоглобина 16 8

10. Содержание железа в эритроцитах 8 8

■11. Перекисная стойкость эритроцитов, содержание в них восстановленного глутатиона, количество БН-групп в молекуле гемоглобина 8 8

II. Комбинированное действие микроволн

и ионизирующего излучения

12. Выживаемость, средняя продолжительность жизни, количество форменных элементов и гемоглобина периферической крови при одно- и трехкратном облучении микроволнами до воздействия рентгеновского' излучения 398 112

13. То же при облучении микроволнами в течение 7 и 14 сут до воздействия рентгеновским излучением 224 112

Общее количество животных 886 310

на 100 г массы тела животного. Контрольных и подопытных животных обследовали в одно и то же время в одинаковых условиях при постоянной температуре воздуха.

Забор крови для гематологических исследований производили из боковых вен хвоста. Подсчет количества лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов производили в камере Горяева. Лейкоцитарная формула определялась на основе анализа 300 ядросодержащих клеток в мазках, окрашенных по методу Лейшмана-Романовского. Подсчет количества ретикулоцитов проводили в мазках при окраске красителем бриллиант-крезилблау по Heilmeyor-Holboll, а зритроцитарных телец Гейнца - при окраске мазков метиловьм фиолетовым по Deisy (1966 ). Содержание гемоглобина в периферической крови определяли цианметгемоглобиновым методом по Drabrin в модификации М.С.Кушаковского ( 1967 ). Содержание железа в эритроцитах определяли методом минерализации по S.Lobert ( 1967 ).

Изучение функциональных свойств эритроцитов периферической крови животных, облученных микроволнами дециметрового диапазона, проведены к использованием следующих методических приемов.

Осмотическую стойкость эритроцитов определяли по степени гемолиза в растворах хлорида натрия различной концентрации методом С.Идельсон ( 1967 ).

Перекисную стойкость эритроцитов определяли по степени гемолиза эритроцитов в фосфатном буфере в присутствии ионов Fe2+n витамина D методом О.Н.Куликова ( 1982 ). Содержание восстановленного глутатиона в эритроцитах определяли по методу J.Sedlak (1968 ), а количество сульфгидрильных групп в молекуле гемоглобина по G.Ellman ( 1959 ). Активность глутатионредуктазы эритроцитов определяли по методу F. Desforges et al.( 1956 ). Активность глюкозо-б-фосфатдегидрогеназы определяли по методике ВОЗ (1963)

Активность каталазы определяли по методу М.А.Королюк и со-авт. ( 1988 ), основанному на свойстве соединений, образующихся при взаимодействии перекиси водорода и молибдена аммония, придавать раствору желтую окраску. Активность ферментов выражали в катал ах на I эритроцит.

Активность супероскиддисмутазы определяли по методу С.Ве-auchamp et al (1971 ). Результаты выражали в единицах ингибиро-вания восстановления нитросинего тетразолия в формазан на 10б эритроцитов.

Оценка раямодедофядерунцш-о э#феита широта».

В качестве критерия радиомодифицирущего эффекта ЭМИ дециметрового диапазона использован фактор изменения дозы (ФйД), рассчитываемый как отношение дог ионизирующего излучения, вызывающих гибель 50Х облученных животных (ЛД50) У интактных (контрольных) и предварительно облученных микроволнами (подопытных) крыс. Для определения ДЦ50 интактных и подвергавшихся воздействию микроволнового излучения в течение 1-14 сут животных облучали рентгеновским излучением в дозах 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 Гр. Влияние каждой дозы ионизирующей радиации исследовали на 8 животных. С учетом сезонных ритмов радиочувствительности модифицирующий эффект оценивали в мае-июне и ноябре-декабре.

Для расчета зависимости гибели от дозы ионизирующего излучения применяли графический метод пробит-анализа по К.Блисс ( 1964 ). Модифицирующий эффект микроволнового облучения оценивался по изменению показателей, характеризующих состояние организма мелких лабораторных животных в зависимости от тяжести острой лучевой болезни (Бесядовский P.A. и соавт. 1978). Для этого у облученных животных исследовали периферическую кровь, определяя:

- количество лимфоцитов и ретикулоцитов на 2-е сутки после облучения ионизирующим излучением (период начала первичного опустошения периферической крови;

- количество нейтрофилов и эритроцитов на 6-е сутки после облучения (максимум первичного опустошения крови;

- количество лейкоцитов, тромбоцитов, ретикулоцитов и лейкоцитарную формулу на 10-е и 21-е сутки после воздействия ионизирующей радиацией (максимум вторичного опустошения и начало восстановления периферической крови соответственно.

РЕЗУЛЬТАТЫ. ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

На протяжении всего цикла воздействия и в период последующего 30-суточного наблюдения гибели животных как опытной, так и контрольной (ложно облученной) группы не отмечалось. Прирост массы тела экспериментальных животных опытной и контрольной групп не различался .

Потребление кислорода в процессе воздействия микроволнами имело тенденцию к понижению .

Воздействие микроволновым излучением в течении 14 сут не вызывало в периферической крови изменений содержания форменных элементов лимфоидного, гранулоцитарного и мегакариоцитарного ростков кроветворения.

В то же время при исследовании количества эритроцитов уже после первых сеансов воздействия микроволновым излучением отмечается тенденция к увеличению их числа, переходящая на 5-е сутки облучения в достоверные различия (р<0,001). Максимальное увеличение количества красных кровяных телец экспериментальных животных (на 42,6*2,62) зарегистрировано на 7-е сутки облучения, сохранявшееся на данном уровне в течение трех последующих дней воздействия с постепенным уменьшением к окончанию срока воздействия (таб.2). Увеличение содержания эритроцитов сопровождалось и ре-тикулоцитозом до 10,0±4,12Х на 7-е сутки облучения (таб.2).

Количество гемоглобина и метгемоглобина в периферической крови животных во все сроки наблюдения практически не изменялось (табл.2).

Постоянство содержания гемоглобина на фоне преходящего зритроцитоза, вызванного воздействием микроволн, обусловило и соответствующую динамику цветного показателя (таб.2).

При этом содержание железа в эритроцитах оставалось во все сроки исследования практически постоянным - 0,05 пГ в одной клетке.

Начиная с 4-х суток облучения микроволнами, в эритроцитах экспериментальных животных начали обнаруживаться включения округлой формы, так называемые тельца Гейнца, которые представляют собой дегенеративно измененную часть протоплазмы - глыбки денатурированного гемоглобина. Их максимальное содержание - до 10,2±0,45% эритроцитов - приходилось на 7-е сутки воздействия.

Полученные результаты, характеризующие морфологические особенности периферической крови облученных микроволнами животных, свидетельствовали о необходимости исследования функциональных свойств эритроцитов экспериментальных животных.

Исследование осмотической стойкости эритроцитов в различные периоды 14-суточного облучения ЭМИ не выявили достоверных раапи-

Показатели экспериментальных животных в процессе облучения микроволнами М ± ш

Сутки

Исследуемый показатель фон 3 5 7 10 14

Потребление кислорода мл*100г/мин 3,4± 0,1 3,4± 0,2 3,1± 0,1 3,0± 0,1 2,9± 0,1 2,9± 0,1

Количество эритроцитов периферической крови Юг^/л 6,7± 0,2 7,7± 0,3 8,8±* 0,3 9,6±* 0,4 9,2± 0,4 7,8± 0,3

Содержание ретику-лоцитовД 2,0± 0,2 1,4± 0,2 3,1± 0,4 7,0±* 0,8 "10,0± 1,4 3,1± 0,4

Гемоглобин, г/л 130,1 ±3,6 138,4 ±4,6 129,7 ±4,2 126,3 ±3,8 128,4 ±3,6 127,3 ±3,0

Цветной показатель 0,6± 0,02 0,5± 0,02 0,4±* 0,01 0,4±* 0,01 0,4±" 0,01 0,5± 0,02

Содержание клеток с тельцами Гейнца - - 4,1±* 0,2 *10,7± 1,4 *8,1± 1,1 *5,5± 0,6

Босстановвленный глутатион эритроцитов, 10_11М/эритр. 2,0± 0,07 2,0± 0,07 1»4± 0,14 "1,0± 0,14 *1,0± 0,1 1,2* 0,1-

Количество ЭН -групп молекулы гемоглобина 3,5± 0,5 2,3± 0,3 1,9± 0,3 1,3± 0,3 1,4± 0,3 3,1± 0,4

% перекисного гемолиза 30,0 ±1,2 39,0 ±1,6 45,2* ±1,9 49,6" ±2,2 46,7* ±2,0 42,3 ±1,8

■ Активность каталазы 10 укатад/эритроцит 3,1± 0,3 2,7± 0,2 2,7± 0,2 2,7± 0,2 2,4± 0,3 2,7± 0,2

Активность супероксиддисмутазы 10° ЕД/эритроцит 1,0± 0,1 1,1± 0,1 1,1± 0,1 1,1± 0,1 1,1± 0,1 1,1± 0,1

Активность ГР , 10"1акатал/зритр. 2,2± 0,2 0,1 *4,3± 0,3 *5,4± 0,4 *5,5± 0,5 *5,6± 0,5

Активность Г -6- ФДГ 101°катал/эритроцит 2,0± 0,3 2,6± 0,3 "4,8± 0,4 *5,0± 0,4 *5,0± 0,4 *5,0± 0,4

Примечание: * - достоверные различия (р < 0,05)

чий (таб.2). В то же время при исследовании.переписной стойкости эритроцитов отмечено повышение гемолиза в начальной стадии облучения, наиболее выраженное на 7-е сутки воздействия. К концу периода облучения перекисная стойкость эритроцитов не отличалась от исходных величин (таб.2).

В процессе облучения ЕМИ отмечалось постепенное снижение содержания восстановленного глутатиона эритроцитов. Наиболее низкие значения данного показателя отмечались на 5-10 сутки облучения, а восстановление до исходного уровня регистрировалось через 4 суток после окончания воздействия микроволнами.

При исследовании содержания сульфгидрильных групп в молекуле гемоглобина отмечалась устойчивая тенденция к снижению.данного показателя на 5-10-е сутки воздействия.

При вычислении коэффициентов корреляции (г) установлены устойчивая тенденция к формированию обратной корреляционной связи-между количеством эритроцитов периферической крови и содержанием, в них восстановленного глутатиона (г - 0,775, р'0,05), и пере-кисной стойкостью красных кровяных телец (г - 0,762, р < 0,006); достоверная прямая корреляция между перекисной стойкостью эритроцитов и содержанием в них восстановленного глутатиона (г -0,84, р < 0,001).

При изучении активности глутатионредуктазы эритроцитов животных, облученных ЭМИ, установлено снижение активности данного фермента в первые сутки лучевого воздействия (на 50,2±2,2% на 3-й день облучения), с последующей активацией в ходе продолжающегося фракционированного воздействия. Максимальное повышение активности - на 212,13±10,13Х - отмечено к концу периода облучения (таб.2).

Во время облучения микроволнами активность глюкозо-6-фбс-фатдегидрогеназы (Г-б-ФДГ) эритроцитов животных постепенно возрастала, достигая к окончанию периода воздействия 203,б2± 8,012 от исходного уровня (таб.2).

При вычислении коэффициентов корреляционного отношения (п) и критерия достоверности Фишера (Ф) установлено отсутствие нелинейных зависимостей между активностью ГР (х), Г-б-ФДГ (у) и количеством эритроцитов в периферической крови (г): И2Х=0,73 П2Х=0,80 Р2Х«0,51

игхО.бб т)гх=0,67 Фгх-0,55

Не отмечено достоверных изменений в активности каталазы и су-пероксиддисмутазы (СОД) эритроцитов экспериментальных животных (табл.2).

Прекращение воздействия на высоте эритро- и ретикулоцитоза приводило к нормализации в содержании данных клеток через двое суток. Возобновленное облучение микроволнами, даже однократное, на фоне нормализовавшегося количества эритроцитов в периферической крови и перерыва воздействия от одних до семи суток вновь вызывало выраженный эритроцитоз.

При обследовании экспериментальных животных, облученных микроволнами в течение 2,5 ч, сразу после воздействия не установлено достоверных изменений в количественном составе периферической крови, а также в содержании восстановленного глутатиона, количестве сульфгидрильных групп молекулы гемоглобина, перекис-ной стойкости эритроцитов .

Ражиомодофщируицие эффекты микроволн.

Установлено, что однократное облучение микроволнами непосредственно перед воздействием ионизирующим излучением в дозах от 2 до 8 Гр не приводит к изменению выживаемости и средней продолжительности жизни павших животных опытной группы в сравнении с контрольными, облученными ионизирующим излучением в тех же дозах. (Далее под подопытной группой будут подразумеваться животные, подвергнутые комбинированному воздействию микроволн и ионизирующей радиации, а контрольной группы - только ионизирующему излучению).

При воздействии ионизирующим излучением через сутки после однократного микроволнового излучения достоверных различий не выявлено. Однако при оценке средней продолжительности жизни животных сравниваемых групп отмечена более ранняя гибель крыс, облученных предварительно микроволнами, что косвенно может свидетельствовать об отягощающем влиянии предварительного микроволнового облучения на течение острого радиационного поражения.

Повышение выживаемости экспериментальных животных, облученных в дозах 2-8 Гр, отмечено на фоне предшествовавшего трехкратного воздействия микроволнами . При этом ©Щ в осенне-зимний период составил 1,23 (ЛД50/30 для опытной группы - 7,58 ± 0,58 Гр

контрольной - 6,16*0,64 Гр), а в весенне-летний период - 1,17 ДЦ50/30 для опытной группы - 6, 0± 0,47 Гр, контрольной -5,12 ± 0,38 Гр. .

Аналогичная направленность комбинированного облучения установлена и при воздействии ионизирующим излучением на животных, подвергшихся предварительному 14-дневному облучению микроволнами.

При этом ©И был равен 1,20 (ДЦ50/ЗО для опытной группы животных составила 7,4 ± 0,49 Гр, а для контрольной - 6,16 ± 0,64 Гр).

Наоборот, при комбинированном облучении, включавшем предварительное семикратное воздействие микроволнами, зарегистрировано повышение смертности экспериментальных животных. Фактор изменения дозы в осенне-зимний период составлял 0,81 (ДД50/30 Для животных опытной группы - 5,0±6,5 Гр, для контрольных - 6,16 ± 0,64 Гр), а в весенне - летний период - 0,78 (ЛД50/30 для подопытной группы животных - 4,0 ± 4,42 Гр, для контрольной - 5,12 ± 0,38 Гр).

Модифицирующий эффект ЭМИ дециметрового диапазона оценивался и по величине изменений показателей, характеризующих степень тяжести острого радиационного поражения у мелких лабораторных животных.

Подопытные животные, предварительно облученные микроволнами в разных режимах, подвергались облучению ионизирующим излучением в дозе 6,0 Гр - среднесмертельной дозе контрольных (интактных) крыс с учетом межсезонных колебаний.

При воздействии ионизирующим излучением непосредственно после однократного облучения микроволнами достоверных различий в динамике форменных элементов периферической крови в период развития острого радиационного синдрома у животных контрольной и опытной подгрупп не установлено .

Однократное микроволновое облучение за сутки до воздействия рентгеновским излучением вызывало достоверные изменения в динамике изучаемых показателей у животных подопытной группы.

Отмечалось раннее и достаточно глубокое снижение содержание эритроцитов в периферической крови, что вызывало и уменьшение количества гемоглобина. Причем анемизация животных, погибших в ранние сроки была выражена резче . Тем не менее, уже в ранние

сроки периода восстановления (на 21-е сутки облучения ионизирующим излучением) количество эритроцитов в периферической крови животных подопытной группы не отличалось от показателей контроля и практически полностью восстанавливалось содержание лейкоцитов.

При трехкратном облучении микроволнами до воздействия рентгеновским излучением был получен защитный эффект. При исследовании периферической крови животных в период течения острого радиационного поражения достоверно установлено (р < 0,001) повышение числа эритроцитов и лимфоцитов в период восстановления .

Повышение выживаемости животных, подвергшихся комбинированному воздействию, отмечалось и в случае предварительного облучения микроволнами в течение 14 сут.

При исследовании гематологических показателей у крыс опытной и контрольной групп достоверных изменений периода развития и разгара острого радиационного поражения не выявлено. Обращает на себя внимание раннее и выраженное восстановление числа эритроцитов у животных подопытной группы .

При воздействии ионизирующим излучением после семикратного облучения микроволнами отмечено увеличение гибели животных . Исследование форменных элементов выявило достоверных различий в содержании лейкоцитов и тромбоцитов . Установлено, что комбинированное облучение при данном сочетании воздействующих факторов приводит к резкому снижению содержания эритроцитов в периферической крови экспериментальных животных, наиболее выраженному у погибших животных в период разгара острого радиационного синдрома . При этом в период восстановления при предварительном воздействии микроволн содержание эритроцитов и ретикулоцитов достоверно выше, чем в контроле.

Развитие преходящего эритро- и ретикулоцитоза при облучении микроволнами, по всей видимости, связано с повреждением молекулы гемоглобина. Доказано, что уменьшение количества тиоловых групп в молекуле данного хромолротеада приводит нарушению его кисло-родтранспортной функции (Riggs А.,1961) и денатурации (Кушаковс-кий М.С. 1967). Основным донором восстановительных эквивалентов в эритроците является восстановленный глутатион (Гаврилов O.K. и соавт.,1980, Клиорин А.И. И соавт., 1974 ), содержание которого претерпевает транзиторное снижение.

Активность ГР и Г-6-ФДГ эритроцитов в процессе воздействия

микроволнами увеличивалась. Отсутсвие нелинейной связи между числом эритроцитов крови и активностью данных ферментов может указывать на то, что в процессе развития адаптации к микроволновому излучению принимают участие и другие ферментативные системы, не исследованные в работе. По всей видимости, в данном случае могут происходить изменения в системах синтеза восстановленного глутатиона и энергообеспечения эритроцитов.

Таким образом, изменение перекисной стойкости, содержания восстановленного глутатиона и активности ГР и Г-6-ФДГ свидетельствуют о том, что в процессе воздействия микроволн у отдельно взятого индивидуума развивается функциональная неравнозначность-эритроцитов.

В исследовании установлено, что облучение микроволнами в течение 3-х и 14-ти сут - в периоды .увеличения и нормализации числа эритроцитов в крови, приводит уменьшению чуствительности животных к рентгеновскому излучению.По данным литературы,зарегистрировано уменьшение радиочуствительности организма в периоды как начальной стимуляции эритропозза (Marsh J. et al., 1968; Fough J., 1971; kwik N., 1985 ), так и его торможения ( Beran М. et al., 1955; Pospisll M. et al. 1974; Mlkeska J. et al.,1981 )

Облучение микроволнами в течение 7 сут приводит к увеличению радиационной гибели лабораторных животных на фоне анемии. Доказано, что при уменьшении пула восстановленного глутатиона в эритроцитах на 40% и более, длительность их жизни значительно сокращается (Гаврилов O.K. и соавт.,1980 ). Вполне вероятно, что подавление эритропозза рентгеновским облучением на фоне уменьшения срока жизни• эритроцита может привести к развитию анемии, отягощающей течение радиационного поражения. Таким образом, низкоэнергетическое микроволновое излучение частотой 465 мГц не вызывает выраженных патологических сдвигов в организме экспериментальных животных. При этом во время развития адаптации к ЭМИ существуют периоды измененной чувствительности к факторам, нарушающих нормальную кинетику клеточных популяций системы крови, в данном случае к ионизирующему излучению.

ВЫВОДЫ

I. Фракционированное воздействие низкоэнергетическим микроволновым излучением (А 65 см, ППЭ 1,0±0,12 мВт/см2) в течение 14

сут вызывает фазные изменил в состоянии эритрона.

Первая фаза - преходящее нарушение функционирования антиок-сидантной системы эритрона, проявляющееся временным снижением содержания восстановленного глутатиона (на 52,3%), частичной денатурацией гемоглобина, транзиторным увеличением числа эритроцитов периферической крови (максимально на 42,6%) и ретикулоцито-80М (до 10,0±4,2%).

Вторая фага - нормализация состояния эритрона в процессе воздействия микроволнового излучения происходит при активации эритроцитарных ферментов, принимающих участие в восстановлении окисленного глутатиона - глутатионредуктазы и глюкозо-б-фосфат-дегидрогеназы (увеличение активности на 249,5 и 252,3% соответственно) .

2. Однократное облучение экспериментальных животных микроволнами исследованных параметров течение 2,5 ч не вызывает изменений в количественном составе форменных элементов периферической крови и не нарушает функциональное состояние эритроцитов.

3.При всех исследованных параметрах воздействия микроволн не зарегистрировано изменения прироста массы тела и потребления кислорода у экспериментальных животных, их гибели в процессе облучения и последующий период наблюдения продолжительностью 30 сут.

4. При однократном воздействии рентгеновским излучением в летальных дозах в периоды начального изменения состояния эритрона и его стабилизации,обусловленного воздействием ЭМИ, (после 3-х и 14-ти сеансов воздействия микроволнами соответственно, установлено увеличение выживаемости экспериментальных животных (®1Д 1,20).

4.В условиях рентгеновского облучения на фоне максимального нарушения состояния эритрона (7-й сеанс воздействия микроволнами) увеличивается смертность (ФВД 0,80) и уменьшается средняя продолжительность жизни экспериментальных животных.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

В выполненных исследованиях показано, что в период воздействия микроволн происходит нарушение функционирования некоторых звеньев антиоксвдантной системы эритроцитов. В связи с этим при изучении механизмов действия и нормирования электромагнитных полей радиочастот предсталяет интерес поучение состояния антиокси-

дантных систем клеток, как потенциальной мишени повреждающего действия ЭМИ. В процессе медицинского наблюдения за специалистами, профессионально связанными с воздействием микроволн, было бы целесообразно исследовать количество восстановленного глутатиона и активность ГР и Г-6-ФДГ эритроцитов.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Старченко Д. А. Влияние электромагнитного излучения дециметрового диапазона на клетки периферической крови // Тез. докл. 7-й научной конференции молодых ученых академии. — С.-Петербург, 1992.— С. 35.

2. Старченко Д. А. Модифицирующее влияние электромагнитного излучения дециметрового диапазона на радиочувствительность лабораторных грызунов // Российское радиобиологическое общество. Информационный бюллетень № 2. Тез. докл. научной сессии АН «Пути изменения радиочувствительности организма с помощью химических соединений».— Пущино, 1992, — С. 59.

3. Старченко Д. А. Изменения в системе эритрона — реакция организма на воздействие электромагнитного поля дециметрового диапазона // Тез. докл. конф. «Электромагнитное загрязнение окружающей среды». — С.-Петербург, 1993. — С. 64.

4. Старченко Д. А. Изменение состояния ростков кроветворения — механизм радиомодифицирующего действия микроволнового излучения дециметрового диапазона // Тез. докл. 2-го радиобиологического съезда. — Киев, 1993.— С. 120.

Подписано к печати 26.04.94. Формат 60х84Уш. Печ. л. 1,25. Тираж

100 экз. Заказ 366. ГППП-3. 191104, Санкт-Петербург, Литейный пр., 55