Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Динамика цитогенетических нарушений у детей и подростков, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях после аварии на Чернобыльской АЭС

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Динамика цитогенетических нарушений у детей и подростков, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях после аварии на Чернобыльской АЭС"

На правах рукописи

Цепенко Виктория Викторовна

ДИНАМИКА ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ У ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ, ПРОЖИВАЮЩИХ НА ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАДИОНУКЛИДАМИ ТЕРРИТОРИЯХ ПОСЛЕ АВАРИИ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС

(03.00.01 - радиобиология)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Обнинск - 2006

Работа выполнена в лаборатории радиационной цитогенетики ГУ Медицинский радиологический научный центр РАМН

Научный руководитель: кандидат биологических наук

Михайлова Галина Федоровна Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Суринов Борис Павлович доктор биологических наук, профессор Мазурик Виктор Константинович

Ведущая организация - ГУ Гематологический научный центр РАМН

Защита диссертации состоится « 25 » апреля 2006 г. в 11.00 часов на заседании Диссертационного совета Д 001.011.01 в Государственном учреждении Медицинский радиологический научный центр Российской академии медицинских наук (249034, г. Обнинск, Калужской обл., ул. Королёва, 4).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ Медицинский радиологический научный центр РАМН.

Автореферат разослан » ^я/гго- 2006 г. Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, /¿Лм/. профессор Палыга Г.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Прошло уже почти 20 лет с момента аварии на ЧАЭС - самой крупномасштабной ядерной катастрофы в истории человечества в мирное время. Последствием этой катастрофы явилось радиоактивное загрязнение долгоживу-щими радиоизотопами огромных по масштабам территорий, на которых проживают и, следовательно, подвергаются в той или иной степени постоянному хроническому радиационному воздействию огромные по численности популяции людей. Дети - наиболее радиочувствительная часть населения, особенно в критические периоды роста и развития. В результате аварии многие из них получили большую радиационную нагрузку, включая и воздействие радиоактивного йода на щитовидную железу. Кроме того, большинство детей продолжают жить на указанных территориях, вследствие чего происходит их длительное облучение от других радионуклидов (в первую очередь от 137Сз). Особую угрозу для здоровья детей представляет радиационное воздействие в период внутриутробного развития, когда происходит интенсивный рост всех систем организма, а защитные механизмы еще до конца не сформированы (Балева Л.С. и соавт., 1996).

Имеющиеся данные литературы свидетельствуют о повышенном уровне цитогенетических нарушений в соматических клетках популяций людей, проживающих на загрязненных в результате аварии на Чернобыльской АЭС территориях. Большинство существующих цитогенетических работ выполнено с применением стандартного окрашивания хромосом, так как этот метод является наиболее простым и в тоже время достаточно информативным. При использовании этого метода легко выявляются специфические к действию радиации хромосомные перестройки, а именно, дицентрические и кольцевые хромосомы. На сегодняшний день имеются достаточно четкие доказательства достоверной корреляции между частотой хромосомных аберраций и риском возникновения рака. Особенно потенциально опасными в плане возможной индукции малигнизации клеток являются долгоживу-щие в организме стабильные аберрации, в частности, транслокации, которые способны длтщ^ное-время сохраняться и даже накапливаться в организме 1992). Поэтому так

важно проведение регулярных исследований уровня цитогенетических нарушений в соматических клетках популяций людей, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях, которые могут служить прогностическим тестом для раннего выявления лиц с повышенным канцерогенным риском. Эпидемиологическими исследованиями установлено, что в послеаварийный период для проживающего на загрязненных радионуклидами территориях населения Беларуси, Украины и Российской Федерации характерно устойчивое повышение общей заболеваемости. Особенно выражен прирост заболеваний щитовидной железы. Хотя пока еще нет прямых доказательств влияния повышенной мута-бильности соматических клеток на здоровье людей, однако накапливается все больше и больше данных об определенном вкладе соматических мутаций в развитие ряда заболеваний, таких как диабет, болезни сердца, атеросклероз, эмфизема легких, онкологические заболевания и др.

Цели и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось динамическое изучение цитогенетических нарушений в группах детей и подростков, проживающих на загрязненных радионуклидами после аварии на Чернобыльской АЭС территориях Калужской области.

Данная цель определила постановку следующих конкретных задач:

1. Оценить частоты нестабильных (стандартный метод окраски хромосом) и стабильных (РВН-метод) аберраций хромосом у детей, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях (Ульяновский и Жиздринский районы Калужской области);

2. Сопоставить результаты, полученные при динамическом цитогенетическом обследовании детей и подростков на протяжении 17 лет после аварии на ЧАЭС;

3. Сопоставить результаты цитогенетических обследований детей и подростков с уровнем загрязнения радионуклидами территорий Ульяновского и Жиздринского районов;

4. Оценить частоту аберраций хромосом у внутриутробно облученных детей, проживающих на загрязненных территориях;

5. Сравнить выход нестабильных аберраций хромосом в

группах детей с различными сценариями радиационного облучения (дети, родившиеся до аварии, внутриутробно облученные и дети, родившиеся после аварии);

6. Сравнить выход стабильных (ШБН-метод) аберраций хромосом в группах внутриутробно облученных и детей, родившихся до аварии, проживающих в загрязненных районах Калужской области;

7. Сравнить выход аберраций хромосом с различными дозо-выми нагрузками на щитовидную железу у детей и подростков, проживающих в загрязненных районах Калужской области, а также в группах детей с патологиями и без патологий щитовидной железы.

Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые получены на достаточно представительной выборке (740 человек) данные, позволяющие проследить динамику изменений выхода нестабильных аберраций хромосом на протяжении 17 лет после аварии на ЧАЭС у детского населения, проживающего на радиоактивно загрязненных территориях. Впервые проведен анализ стабильных аберраций хромосом Р1БН-методом в группе внутриутробно облученных детей.

В настоящей работе показано, что наблюдаемый повышенный уровень аберраций-маркеров радиационного воздействия в группах детей и подростков, проживающих на загрязненных территориях, без какой-либо тенденции к их снижению в течение периода исследований, свидетельствует о постоянном радиационном мутагенном воздействии среды обитания на эти группы. Наиболее чувствительной является группа детей, подвергшихся облучению в период внутриутробного развития.

Учитывая связь канцерогенеза с мутагенезом, наблюдаемый в настоящей работе повышенный уровень хромосомных аберраций, особенно стабильного типа, может служить прогностическим тестом для раннего выявления, т.е. еще до развития малигнизации клеток, лиц с повышенным канцерогенным риском. Положения, выносимые на защиту.

1. У детей и подростков, проживающих в течение 17 лет на радиоактивно загрязненных территориях Калужской области после аварии на Чернобыльской АЭС, достоверно повышена частота нестабильных и стабильных хромосомных

аберраций по сравнению с контрольным уровнем.

2. Повышенный уровень дицентриков и центрических колец - маркерных аберраций радиационного воздействия сохраняется на протяжении исследованного периода без какой-либо тенденции к снижению.

3. Частота стабильных аберраций (транслокаций) в обследованных группах достоверно выше на территориях с большей плотностью загрязнения по 137Cs (200 кБк/м2), чем на территориях с меньшей плотностью загрязнения (111 кБк/м2). Частота нестабильных аберраций хромосом не коррелирует с плотностью загрязнения по 137Cs.

4. Выход дицентриков и центрических колец не зависит от величины дозовой нагрузки на щитовидную железу в диапазоне доз 30-174 мГр.

Апробация работы. Предварительная апробация диссертации состоялась на научной конференции Экспериментального радиологического сектора ГУ МРНЦ РАМН. Результаты диссертационной работы были представлены и докладывались на школе-семинаре «Энергетика-3000» (Обнинск, 2001), на Международной конференции «Генетические последствия чрезвычайных радиационных ситуаций» (Москва, 2002).

Публикации. Основные положения диссертации отражены в 16 публикациях: 7 статьях и 9 тезисах докладов.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методической части, результатов исследования и их обсуждения, выводов и списка цитированной литературы. Диссертация изложена на 115 страницах машинописного текста, в число которых входит 26 таблиц и 7 рисунков. Список цитированной литературы включает 122 источника.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы исследования Проводился цитогенетический мониторинг детей и подростков, проживающих на территориях, загрязненных радионуклидами в результате Чернобыльской аварии. Обследования проводились на протяжении 15 лет, начиная с 1989 года, с интервалами в среднем 2-3 года, в двух районах Калужской области: Ульяновском и Жиздринском. Часть детей обследовалось повторно на протяжении нескольких лет. Всего было обследовано 407 детей в Жиздрин-

ском районе и 333 ребенка в Ульяновском районе. Возраст обследованных детей и подростков варьировал от 1 до 18 лет на момент исследования (0-13 лет на момент аварии). В качестве контрольной группы был взят внутри лабораторный контроль, полученный при обследованиях в 1993 и 2004 годах групп детей и подростков, проживающих на незагрязненных территориях Брянской (Почеп-ский район) и Калужской (Бабынинский район) областей. Возраст обследованных в контрольных группах составил от 7 до 19 лет.

Анализ стабильных аберраций хромосом проводился дважды: при обследовании в 1998 году в Ульяновском районе и в 2003 году в Жиздринском районе. Был обследован 21 ребенок в возрасте 11-17 лет в 1998 г. и 31 ребенок в возрасте 16-17 лет в 2003 г.

Методы исследования Культивирование лимфоцитов и цитогенетический анализ Кровь отбирали из локтевой вены обследуемых лиц, помещали в стерильную пробирку, содержащую раствор гепарина (200 ЕД/мл крови). В стерильных условиях образцы крови переливали по 0,8 мл в приготовленные для культивирования флаконы Кар-реля объемом 10 мл с кулътуральной средой: 6,16 мл среды MEM; 1,6 мл инактивированной телячьей сыворотки; 0,08 мл L-глютамина; 0,08 мл р-ра антибиотика; 0,15 мл фитогемагглютини-на (ФГА). Флаконы помещали в термостат при +37°С для инкубации клеток в течение 48 ч. Для блокирования митоза на стадии ме-тафазы за 2 ч до окончания инкубации во флаконы добавляли раствор демеколцина в концентрации 0,2 мкг/мл среды. Гипотони-зацию проводили раствором 0,75 М KCl при +37°С на водяной бане в течение 10-12 мин., фиксацию - смесью метилового спирта и ледяной уксусной кислоты в пропорции 3:1.

Анализ нестабильных аберраций хромосом проводили методом стандартной окраски азур-эозином. Для каждого образца анализировали от 200 до 1000 метафаз.

Анализ стабильных аберраций хромосом проводили FISH-методом, при котором использовалась смесь биотинилированных (через PCR) ДНК-зондов для хромосом 2 и 3. Перед гибридизацией слайды обрабатывали РНКазой (100 мкг/мл в 2xSSC) в течение 1 ч при 37° С. Для денатурации ДНК на слайд под покровное стекло наносили раствор, состоящий из 70% деионизированного форма-мида, 2xSSC и 10 мМ фосфатного буфера (рН=7,0). Слайд помеща-

ли на термостолик при 80°С на 4 мин с последующим проведением через серию разведений этилового спирта: 70%, 90%, 100%. Затем слайды высушивали. Хромосомные ДНК-зонды смешивали с гиб-ридизационным буфером и проводили денатурацию в течение 5 мин при 70°С, затем помещали сначала в ледяную воду на 5 мин и после этого на 45 мин в водяную баню при t=+37°C. Смесь ДНК-зондов для хромосом 2 и 3 наносили на слайд под покровное стекло и помещали для гибридизации на ночь в термостат при t=+37°C. После гибридизации слайды отмывали в 50% формамиде, затем в 0,lxSSC и в 0,05% Tween 20. Далее проводили иммунохими-ческое окрашивание, для выявления биотинилированных ДНК-зондов использовали Fluorescein Avidin D (Vector Laboratories) и биотинилированный Anti-Avidin D (Vector Laboratories). На слайд поочередно наносили FITS-Avidin D (5 мг/мл, 3x30 мин) и Anti-Avidin D (5 мг/мл, 2x30 мин), инкубировали при комнатной температуре и отмывали в 0,05% Tween 20 (3x5 мин). Затем слайды проводили через серию разведений этилового спирта (70%, 90%, 100%), высушивали и наносили Pl-Vectashield.

Кроме того, использовали коммерческий коктейль зондов для хромосом 2, 4, 12 фирмы «Опсог» (Франция). Окраску FISH препаратов производили согласно рекомендованному протоколу фирмы-производителя.

Анализ проводился на флуоресцентном микроскопе фирмы Zeiss с фильтрами, специфичными для флуоресцентных красителей FITC, DAPI и PI. Анализировалось 360-1500 метафаз для каждого обследуемого. Оценив частоту транслокаций, в образовании которых участвуют окрашенные пары хромосом, составляющие 14,9% генома для набора хромосом 2 и 3 и 18,9% для набора хромосом 2, 4 и 12, соответственно, определяли частоту транслокаций на геном по формуле, предложенной Lucas J.N. и соавт. (1992)

Г.,- F-

ь 2,05 • fP - (1 - fp)

где Fg - частота транслокаций на весь геном; Fp - частота обнаруженных транслокаций в части генома; fp - фракция генома, включенная в анализ.

При регистрации аберраций хромосом использовалась классификационная система PAINT (Protocol of Aberration Identification and Nomenclature Terminology) (Tucker J.D., 1995).

Статистическая обработка результатов При статистической обработке полученных данных использовались стандартные методы статистического анализа (Бейли Н., 1964, Лакин Г.Ф., 1980). Соответствие полученного эмпирически распределения хромосомных аберраций расчетному распределению Пуассона проверялось с помощью критерия у} Пирсона. При оценке результатов стандартного метафазного анализа и метода FISH для каждого года обследования рассчитывали среднегрупповые частоты аберраций хромосомного и хроматидного типов, ошибку среднего вычисляли по формуле распределения Пуассона. Оценка достоверности различий между сравниваемыми величинами проводилась по t-критергао Стьюдента. Для статистической обработки данных использовались программы MS Excel и Origin.

Результаты исследования Изучение спонтанного уровня аберраций хромосом у детей и подростков

Исследование спонтанного уровня аберраций хромосом проводили путем анализа цитогенетических нарушений в контрольных группах детей и подростков: в 1993 году в Почепском районе Брянской области и в 2004 году в Бабынинском районе Калужской области. Возраст обследованных варьировал от 7 до 19 лет. Основным критерием формирования контрольных групп было проживание на радиоактивно незагрязненных («чистых») территориях и отсутствие зафиксированного контакта с ионизирующим излучением.

В табл. 1 представлены среднегрупповые частоты основных цитогенетических показателей: аберраций хромосомного типа, ацентрических фрагментов, дицентриков и центрических колец, аномальных моноцентриков и аберраций хроматидного типа, в зависимости от года обследования. Из табл. 2 видно, что между обследованными группами не было обнаружено достоверных отличий по всем исследуемым цитогенетическим показателям. Результаты цитогенетического анализа указанных контрольных групп в зависимости от пола и возраста обследованных также не обнаружили достоверных различий по частоте исследуемых цитогенетических показателей. Поскольку обе обследованные группы детей были однородны, распределения аберраций хромосомного типа в них соответствовали Пуассоновскому и достоверно не отличались

друг от друга, то для дальнейших сравнений эти две контрольные группы были объединены в одну.

Таблица 1. Частота нестабильных аберраций хромосом в контрольных группах детей и подростков, обследованных в разные годы.

Год обследования Число лиц Средний возраст, лет Число клеток Частота аберраций на 100 клеток

хромосом. тип* ацентр. дицентр. и ц. кольца аном. моноц. хрома-тид.тип

1993 37 12,4 16048 0,15+ 0,03 0,11± 0,03 0,04± 0,02 0,01± 0,01 0,31± 0,04

2004 105 13,5 93501 0,11+ 0,01 0,08± 0,01 0,03± 0,01 0,005± 0,003 0,23+ 0,02

Объединенный 142 - 109549 0,12± 0,01 0,09± 0,01 0,03± 0,01 0,005± 0,002 0,24± 0,01

* - без учета аномальных моноцентриков

Таким образом, исследованная контрольная группа детей и подростков характеризуется низкими частотами по основным ци-тогенетическим показателям. Среднегрупповая суммарная частота дицентриков и центрических колец, являющихся аберрациями-маркерами радиационного воздействия, составляет 0,03±0,01 на 100 проанализированных метафаз. Кроме того, в данной группе не наблюдалось достоверных отличий в выходе аберраций хромосомного типа в зависимости от пола и возраста обследованных детей. Полученные результаты цитогенетического анализа хорошо согласовываются с данными литературы.

Динамика частоты нестабильных аберраций хромосом у детей и подростков, проживающих на радиоактивно загрязненных территориях Калужской области Исследование динамики частоты аберраций хромосом у детей и подростков проводилось на протяжении 17 лет в Жиздрин-ском и Ульяновском районах Калужской области, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Частота дицентриков и центрических колец составила за все годы обследований в среднем 0,11 на 100 клеток в Жиздрин-ском и 0,09 на 100 клеток в Ульяновском районах, что в 3 раза превышало контрольный уровень (табл. 2).

Таблица 2. Средняя частота аберраций хромосом у детей и подростков, проживающих на загрязненных территориях Жиздринского и Ульяновского районов Калужской области, за весь период обследований.

Район Число лиц Число клеток Частота аберраций на 100 клеток

хромосом. тип" ацентр ДИ-центр. иц. кольца аном. моноц. хроматид. тип

Жиздрин-СКИЙ 717 257054 0,40± 0,01 0,29± 0,01 0,11± 0,01 0,03+ 0,01 0,64± 0,02

Ульяновский 543 147140 0,39± 0,02 0,29+ 0,01 0,09+ 0,01 0,04± 0,01 0,73± 0,02

Контроль 142 109549 0,12± 0,01 0,09± 0,01 0,03± 0,01 0,005± 0,002 0,24± 0,01

* - без учета аномальных моноцентриков

жирным шрифтом выделены достоверно отличающиеся друг от друга значения (р<0,05)

Проведенное нами исследование динамики цитогенетиче-ских нарушений (рис. 1) показало, что на протяжении 15 лет средняя частота дицентриков и центрических колец (аберраций-маркеров радиационного воздействия) имеет слабо выраженную тенденцию к повышению во времени, более четко эта тенденция отмечается в отношении хроматидных аберраций. Уровень же ацентрических аберраций остается постоянным во все сроки обследования. Аналогичное увеличение частоты дицентриков и центрических колец со временем наблюдалось и в работах Елисеева И.М. и соавт. (1994) и Лазюк Г.И. и соавт. (2002). Необходимо отметить, что в указанных работах исследование динамики аберраций хромосом проводилось авторами на протяжении небольшого периода (2-3 года). Таким образом, наблюдаемый повышенный уровень аберраций-маркеров радиационного воздействия в популяциях людей, проживающих на загрязненных территориях после Чернобыльской аварии, без какой-либо тенденции к их снижению, свидетельствует о постоянном радиационном мутагенном воздействии среды обитания на эти популяции.

0,25

1 0,203

8

| 0,15

\ 0,10

2

I 0,05

5 |

0,00

0,7-, 0,6-| 0.5-§ 0,4 | 0,3

I 0,2 0,1 0,0

У = ( 0 065 ± 0012) + (0 003 -ь 0 001)1

:—|---1—1—|—I—|—>—I—>—|-1—|—■—|---1—I-1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

V - (0 288 ± 0 024) (0 0014 ^ 0 0021)1

.....V

—I—'—1—"—I—I—I—'—I—'—1—1—1—I—'—I—'—1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Время лос 1С аварии, 1, ют

Рис. 1. Динамика различных типов аберраций хромосом в объединенной когорте (Жиздринский и Ульяновский р-ны) обследованных детей и подростков, проживающих на радиоактивно загрязненных территориях

Наблюдаемое нами за период обследований увеличение выхода хромагидных аберраций, не характерных для радиационного мутагенеза, может свидетельствовать, с одной стороны, о возрастающем глобальном антропогенном, преимущественно химическом, загрязнении окружающей среды. С другой стороны, частично они могут быть связаны и с радиационным воздействием, поскольку известно, что малые дозы радиации индуцируют у потомков облученных клеток нестабильность генома, проявления которой регистрируются в том числе и в виде аберраций, преимущественно в форме простых структурных перестроек - появлении клеток с микроядрами, ацентрических фрагментов хромосомного и хроматидного типов, сестринских хроматидных обме-

нов (Кузьмина И.С. и соавт., 2002, Пелевина И.И. и соавт., 2003).

Таким образом, многолетний цитогенетический мониторинг показал, что у детей и подростков, проживающих на радиоактивно загрязненных территориях Калужской области, наблюдается достоверно высокий уровень по основным патогенетическим показателям (аберрации хромосомного типа, ацентрические фрагменты, дицентрики и центрические кольца, аномальные мо-ноцентрики и аберрации хроматидного типа) по сравнению с «чистым» контролем, который сохраняется практически постоянным на протяжении 17 лет после аварии на Чернобыльской АЭС. Не наблюдается зависимости выхода маркерных аберраций pair диационного воздействия (дицентриков и центрических колец) от плотности загрязнения по 137Cs в двух обследованных районах.

* Исследование частоты аберраций хромосом у внутриут-

робно облученных детей, проживающих на радиоактивно загрязненных территориях Калужской области Одним из основных негативных последствий радиационного воздействия на людей, проживающих на радиоактивно загрязненных территориях, является достаточно высокая степень вероятности повреждения генетического аппарата клеток организма. Наиболее существенные последствия таких повреждений в половых клетках могут проявляться патологией беременности, аномальным развитием плода и наследственными заболеваниями. В аппарате же соматических клеток генные и структурные мутации могут быть предшественниками злокачественных новообразова-1 ний, преждевременного старения и т.д. К настоящему времени уже сложилось вполне определенное мнение о том, что наиболее »> чувствительным к радиационному воздействию является прена-тальный период развития организма (Pochin Е.Е., 1988, Mole R.H., 1990, Doll R. etal., 1997).

В нашем исследовании, средняя частота дицентриков и центрических колец у внутриутробно облученных детей, проживающих на загрязненных территориях Калужской области (табл. 3), превышала контрольный уровень в 4-5,5 раз. По остальным ци-тогенетическим показателям также наблюдалось 3-4-кратное превышение контроля. Аналогичные результаты были получены в работах Sevankaev A.V. et al. (1995) и Кузьмина Н.С. (2003) у детей, подвергшихся пренатальному облучению и продолжающих про-

живать на загрязненных территориях Брянской области.

Таблица 3. Средняя частота аберраций хромосом у детей, проживающих на радиоактивно загрязненных территориях Калужской области, в зависимости от сценария радиационного воздействия.

Группа Сценарий радиационного воздействия Число клеток Частота аберраций на 100 клеток

хромосом, тип" ацентр дицентр и ц. кольца аном моноц. хрома-тид.тип

Контроль - 109549 0,12+ 0,01 0,09± 0,01 0,03± 0,01 0,005± 0,002 0,24± 0,01

До аварии* лостнаталь-ное +,3'1 51115 0,40± 0,03 0,29± 0,02 0,11± 0,01 0,03± 0,01 0,61± 0,03

Внутриутробно облученные пренаталь-ное +<311 130464 0,41± 0,02 0,28± 0,01 0,13+ 0,01 0,03+ 0,01 0,76± 0,02

После аварии постнаталь-ное 17662 0,29± 0,04 0,24+ 0,04 0,06± 0,02 0,02+ 0,01 0,61± 0,06

* - на момент аварии были в возрасте 1-12 мес.; ** - без учета аномальных моноцентриков

жирным шрифтом выделены достоверно отличающиеся значения (р<0,05)

Относительно высокая радиочувствительность внутриутробно облученной группы по отношению к остальной когорте детей и подростков, проживающей на загрязненных в результате аварии территориях, делает актуальным сравнение данной группы с группами детей, не подвергавшимся пренатальному облучению. Здесь можно условно выделить две подгруппы детей: родившихся до и после аварии (табл. 3). Эти группы характеризуются постнатальным хроническим облучением в результате проживания на загрязненных радионуклидами территориях, кроме того, группа детей, родившихся до аварии, также подверглась дополнительному воздействию от выпадений радиоактивного йода в первые дни после аварии на ЧАЭС. Было проведено сравнение цито-генетических показателей у внутриутробно облученных детей по сравнению с детьми, родившимися до и после аварии. Группы детей, родившихся до и после аварии, были подобраны таким образом, что включали в себя обследуемых, бывших на момент аварии (для родившихся до аварии) или обследования (для родившихся после аварии) в возрасте не старше года, и были, соответственно, близки по возрасту к группе внутриутробно облученных детей.

Уровень дицентриков и центрических колец был практически одинаков в группах внутриутробно облученных и детей, родившихся до аварии и почти в 2 раза выше, чем в группе родившихся после аварии детей, не подвергавшихся воздействию радиоактивного йода и облучающихся только в результате проживания на загрязненных территориях. Схожие результаты были получены в работе Кузьминой Н.С. (2003). Кроме того, в нашем исследовании выявлено статистически значимое превышение частоты хрома-тидных аберраций в группе детей, облученных внутриутробно, по сравнению с другими группами, что может свидетельствовать о нестабильности хромосомного аппарата, экспрессии которой могут способствовать различные экзогенные или эндогенные факторы (Кузьмина Н.С. и соавт., 2002).

Таким образом, дети, облученные внутриутробно имеют сравнительно высокий уровень хромосомных аберраций, который достоверно превышает контрольные значения и аналогичные показатели в группе детей, родившихся после аварии. Не наблюдается достоверных отличий по основным цитогенетическим показателям между группами внутриутробно облученных детей и детей, родившихся до аварии, за исключением частоты хроматидных аберраций, которые достоверно выше у внутриутробно облученных детей по сравнению с другими группами. Также не наблюдается зависимости выхода аберраций хромосом от периода прена-тального развития у внутриутробно облученных детей на момент облучения.

Исследование частоты стабильных аберраций хромосом методом FISH у детей и подростков, проживающих на радиоактивно загрязненных территориях Калужской области

По современным представлениям в основе канцерогенеза лежат мутационные изменения в соматических клетках организма (Sorsa М. et al., 1992, Турусов B.C., 2000, Wild С.Р. et al., 2002). На достаточно представительной выборке (около 3000 человек) была продемонстрирована достоверная корреляция между риском возникновения рака и частотой хромосомных аберраций (Hagmar L. et al., 1994, Hagmar L. et al., 1998). Самыми частыми хромосомными аномалиями, характерными для гемобластозов и ряда солидных опухолей, являются транслокации (Флейшман Е.В., 2000). Поэтому лица с высоким уровнем структурных повреждений хромосом мо-

гут быть отнесены к группе повышенного канцерогенного риска (Sorsa М. et al., 1992). Следовательно, наблюдаемый уровень стабильных хромосомных аберраций может служить прогностическим тестом для раннего выявления, т.е. еще до развития малигни-зации клеток, лиц с повышенным канцерогенным риском, в особенности среди детей, подвергающихся хроническому низкоинтенсивному облучению.

Таблица 4. Частота стабильных аберраций хромосом у детей и подростков, проживающих на радиоактивно загрязненных территориях Калужской области, обследованных методом FISH.

Район (год обследования) Число обследованных Число клеток Частота транслокаций/ 100 клеток генома

Ульяновский (1998) 21 22874 0,27±0,01

Жиздринский (2003) 31 41556 0,22+0,01

Контроль* - - 0,11+0,04

* - данные взяты из работы Хандогиной Е.К. и соавт., 1995

жирным шрифтом выделены достоверно отличающиеся значения (р<0,05)

Методом FISH были обследованы две группы детей из Ульяновского и Жиздринского районов (табл. 4). Группа, обследованная в Жгадрипском районе, была сформирована из внутриутробно облученных детей. У детей, проживающих в Ульяновском районе, транслокации наблюдались у 43% обследованных. Средне-групповая частота стабильных аберраций составила 0,27 транслокаций на 100 клеток генома и превышала контрольный уровень в 2,5 раза. Кроме того, различные типы стабильных аберраций наблюдались у 67% обследованных детей, в то время как в контроле эта величина составляла 42%. В группе внутриутробно облученных детей транслокации были обнаружены у 65% обследованных. Среднегрупповая частота стабильных аберраций (0,22 транслокаций на 100 клеток генома) была выше контроля в 2 раза, а количество индивидуумов с обнаруженными какими-либо стабильными аберрагщями составило 87%. Таким образом, транслокации в группе внутриутробно облученных встречались в 1,5 раза чаще, чем в группе рожденных до аварии. Плотности загрязнения 137Cs территорий Ульяновского и Жиздринского районов (200 и 111 кБк/м2) и накопленные к 2001 году средние дозы общего облуче-

ния населения этих районов (11,4 и 6,7 мГр) не такие уж высокие (Власов O.K. и соавт., 2001). Однако наблюдаемые нами частоты транслокаций коррелируют с плотностью загрязнения в обследованных районах, т.е. в районе с большей плотностью загрязнения наблюдается более высокий уровень транслокаций.

Таким образом, дети и подростки, проживающие на радиоактивно загрязненных территориях Калужской области, имеют достоверно повышенную частоту транслокаций по сравнению с контролем. Кроме того, в группе, рожденных до аварии, количество индивидуумов со стабильными хромосомными перестройками было в 1,5 раза, а в группе внутриутробно облученных детей - в 2 раза выше, чем в контрольной группе.

ВЫВОДЫ

1. У детей и подростков, проживающих в течение 17 лет на радиоактивно загрязненных территориях Калужской области после аварии на Чернобыльской АЭС, выявлена достоверно повышенная средняя частота стабильных и нестабильных хромосомных аберрации по сравнению с контрольным уровнем, включая дицентрики и центрические кольца - маркерные аберрации радиационного воздействия.

2. Установлено, что повышенный уровень дицентриков и центрических колец - маркерных аберрацией радиационного воздействия сохраняется на протяжении всего исследованного периода без какой-либо тенденции к их снижению.

3. Установлено, что частота стабильных аберраций (транслокаций) в обследованных группах достоверно выше на территориях с большей плотностью загрязнения по 1T7Cs (200 кБк/м2), чем на территориях с меньшей плотностью загрязнения (111 кБк/м2) - 0,27±0,01 и 0,22±0,01 транслокаций/на 100 клеток генома, соответственно.

4. Показано, что практически у 90% обследованных детей, подвергшихся внутриутробному облучению во время аварии на ЧАЭС, наблюдаются стабильные хромосомные перестройки, что свидетельствует о более высокой радиочувствительности детского организма в пренатальный период развития.

5. Не обнаружено определенной зависимости между выходом дицентриков и центрических колец - маркерных аберраций радиационного воздействия и величиной дозовой нагрузки на щитовидную железу в диапазоне доз 30-174 мГр.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1.Севанькаев A.B., Эрнестова J1.C., Потетня О.И., Голуб Е.В., Михайлова Г.Ф., Хвостунов И.К., Семенова Т.Г., Шепель H.H., Це-пенко В.В. Оценка цитогенетических эффектов низких доз радиации у населения, проживающего на радиоактивно загрязненных территориях после Чернобыльской аварии//Труды Межд. эколог, конгресса «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности». - Санкт- Петербург - 2000. - С.314-316.

2.Севанькаев A.B., Потетня О.И., Голуб Е.В., Семенова Т.Г., Цепенко В.В., Шепель H.H. Некоторые итоги цитогенетических исследований в связи с оценкой отдаленных последствий Чернобыльской аварии//Тез. докл. Междунар. конфер. «Проблемы ра-диац. генетики на рубеже веков». - Москва. - 2000. - С.319.

3.Михайлова Г.Ф., Голуб Е.В., Цепенко В.В. Исследование частоты стабильных хромосомных аберраций у детей и подростков, проживающих на радиоактивно загрязненных территориях Калужской области, в плане возможной оценки риска возникновения онкологических заболеваний//Сб. материалов конф. «Энер-гетика-3000». - Обнинск. - 2001. - С.155-160.

4.Голуб Е.В., Михайлова Г.Ф., Потетня О.И., Цепенко В.В., Севанькаев A.B. Сравнительная оценка частоты стабильных и нестабильных аберраций хромосом у детей и подростков, проживающих на загрязненных территориях Калужской области//Наследие Чернобыля: Материалы научно-практической конференции (под ред. В. А. Игнатова). - Калуга. - 2001. - С.255.

5.Михайлова Г.Ф., Голуб Е.В., Цепенко В.В., Потетня О.И., Севанькаев A.B. Сравнительная оценка частоты стабильных и нестабильных аберраций хромосом у детей и подростков, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях Ульяновского района Калужской области/ /Тез. докл. Междунар. конференции "Генетические последствия чрезвычайных радиационных ситуаций". - Москва. - 2002. - С.197.

6.Михайлова Г.Ф., Голуб Е.В., Потетня О.И., Цепенко В.В.,

Севанькаев A.B., Матвеенко Е.Г., Паршин B.C. Частота хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови детей с различными лучевыми нагрузками на щитовидную железу в отдаленный период после Чернобыльской аварии//Тез. докл. Между-нар. конференции "Генетические последствия чрезвычайных радиационных ситуаций". - Москва. - 2002. - С.198.

7.Михайлова Г.Ф., Потетня О.И., Цепенко В.В., Пятенко B.C., Хвостунов И.К., Севанькаев A.B. Динамика цитогенетических нарушений у детей и подростков, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях Жиздринского района Калужской области// Тез. докл. Междунар. конференции "Генетические последствия чрезвычайных радиационных ситуаций". - Москва. -2002.-С.199.

8.Севанькаев A.B., Потетня О.И., Голуб Е.В., Михайлова Г.Ф., Цепенко В.В., Пятенко B.C., Шепель H.H., Хвостунов И.К. Сравнительное изучение частоты хромосомных аберраций в лимфоцитах крови детей и подростков, подвергшихся радиационному воздействию при Чернобыльской аварии на разных стадиях онтогенеза//Труды регион. Конкурса научн. проектов в области естеств. наук. Российский фонд фундаментах исследований. - Калуга. -Вып. 3. - 2002. - С.304-306.

9.Севанькаев A.B., Замулаева И.А., Потетня О.И., Голуб Е.В, Пятенко B.C., Михайлова Г.Ф., Цепенко В.В., Шкаврова Т.Г., Смирнова С.Г., Орлова Н.В., Хвостунов И.К., Боровикова М.П., Омарас-хабов Н.О. Сравнительное изучение частоты генных и структурных соматических мутаций в лимфоцитах крови детей и подростков, подвергшихся радиационному воздействию при Чернобыльской аварии на разных стадиях онтогенеза// Труды регион. Конкурса научн. проектов в области естеств. наук. Российский фонд фундаментал. исследований. - Калуга. - Вып. 5. - 2003. - С.244-248.

Ю.Хвостунов И.К., Севанькаев A.B., Михайлова Г.Ф., Цепенко В.В., Потетня О.И., Шепель H.H. Сравнительное влияние неблагоприятной экологической обстановки на здоровье населения, проживающего на радиоактивно-загрязненных территориях Калужской области, на основе проведения систематического цитоге-нетического мониторинга//Труды регион. Конкурса научн. проектов в области гум. наук. Российский фонд фундаментал. исследований. - Калуга. - 2003. - С. 244-248.

11. Севанькаев A.B., Михайлова Г.Ф., Хвостунов И.К., Потет-ня О.И., Цепенко В.В., Голуб Е.В., Поздышкина О.В., Пятенко B.C., Шкаврова Т.Г., Замулаева И.А., Смирнова С.Г., Орлова Н.В., Матве-еттко Е.Г., Боровикова М.П., Омарасхабов Н.О. Изучение генных и структурных мутаций в соматических клетках детей, проживающих на радиоактивно-загрязненных территориях Калужской области и подвергшихся внутриутробному облучению в результате Чернобыльской аварии//Труды регион. Конкурса научн. проектов в области естеств. наук. Российский фонд фундаментал. исследований. - Калуга. - Вып. 6. - 2004. - С.401-415.

12.Севанькаев A.B., Михайлова Г.Ф., Потетня О.И., Цепенко В.В., Хвостунов И.К., Голуб Е.В., Пятенко B.C., Поздышкина О.В., Шепель H.H., Матвеенко Е.Г., Боровикова М.П., Омарасхабов Н.О. Результаты динамического цитогенетического наблюдения за детьми и подростками, проживающими на радиоактивно-загрязненных территориях после Чернобыльской аварии/ /Радиационная биология. Радиоэкология. - 2005. - 45. - № 1. -С.5-15.

13.Севанькаев A.B., Михайлова Г.Ф., Потетня О.И., Цепенко В.В., Голуб Е.В., Поздышкина О.В Пятенко B.C., Матвеенко Е.Г., Боровикова М.П., Омарасхабов Н.О. Изучение спонтанной частоты аберраций хромосом у детей и подростков, проживающих на неза-грязнегазых радионуклидами территориях Калужской облас-ти//Труды регион, конкурса науч. проектов в области естественных наук. - Вып. 8. - Калуга: Полиграф-Информ. - 2005. - С.283-286.

14.Севанькаев A.B., Михайлова Г.Ф., Цепенко В.В., Омарасхабов Н.О. Популяционно-цитогенетические исследования населения Калужской области, проживающего на загрязненных радионуклидами территориях после аварии на Чернобыльской АЭС//Сборник научных работ лауреатов областных премий и стипендий. - Вып.1. - 2005. - Калуга. - С.61-66.

15.Севанькаев A.B. , Михайлова Г.Ф. , Хвостунов И.К. , Потетня О.И., Цепенко В.В. , Пятенко B.C., Омарасхабов Н.О. Изучение структурных мутаций в соматических клетках детей, проживающих на радиоактивно-загрязненных территориях Калужской области и подвергшихся внутриутробному облучению в результате Чернбыльской аварии//Конференция «20 лет Чернобыля». В

сб.: «Актуальные проблемы дозиметрии». Минск. Беларусь, 16-21 окт., 2005.-С. 48-51.

16.Sevan'kaev, A.V., Mikhailova, G.F., Potetnya O.I., Tsepenko V.V., Khvostunov, I.K., Golub, E.V, Pyatenko V.S., Pozdyshkina O.V. The results of cytogenetic follow up study of children and teenagers living on the territories contaminated as a result of Chernobyl accident//International Conference "Genetic Consequences of Emergency Radiation Situations". Russian Federation. Dubna, October 4-7, 2005. Book of Abstracts. - P. 103.

22

Отпечатано в типографии «ОГИЦ-полиграфия» Формат - 60x84/16. Объем - 1,4 усл.печ.л. Бумага для КМТ (80 г/м2). Отпечатано на ризофафе. Тираж: 70 экз. Заказ №34 Подписано в печать 16.03.06 г. Отпечатано 17.03.06 г.

Ц-6697

г

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Цепенко, Виктория Викторовна

Список используемых сокращений.

Введение.

Глава 1 Обзор литературы

1.1. Спонтанный уровень аберраций хромосом в культуре лимфоцитов человека.

1.1.1. Частота нестабильных аберраций хромосом в контрольных группах детей и подростков.

1.1.2. Частота стабильных аберраций хромосом в контрольных группах детей и подростков.

1.2. Частота аберраций хромосом у детей и подростков, проживающих на радиоактивно загрязненных территориях.

1.2.1. Частота нестабильных хромосомных аберраций.

1.2.2. Частота стабильных хромосомных аберраций.

1.3. Частота стабильных и нестабильных хромосомных аберраций у внутриутробно облученных детей.

1.4. Частота аберраций хромосом у детей и подростков с высокой дозой нагрузкой и патологиями щитовидной железы, проживающих на радиоактивно загрязненных территориях и подвергшихся йодному воздействию в результате аварии на ЧАЭС.

1.5. Мультиаберрантные клетки.

Глава 2 Материалы и методы исследования

2.1. Методы исследования.

2.1.1. Культура лимфоцитов периферической крови человека в радиа-ционно-цитогенетических исследованиях.

2.1.2. Культивирование лимфоцитов крови и приготовление препаратов для метода стандартного окрашивания хромосом.

2.1.3. Метод флуоресцентной in situ гибридизации клеток (FISH).

2.1.4. Требования, предъявляемые к анализируемым метафазным пластинкам.

2.1.5. Критерии учета и анализ стабильных аберраций методом

FISH.

2.2. Материалы исследования.

2.2.1. Характеристика обследованных групп.

2.2.2. Сценарии облучения обследуемых групп.

2.3. Статистическая обработка результатов.

Глава 3 Результаты собственных исследований

3.1. Изучение спонтанного уровня аберраций хромосом у детей и подростков.

3.2. Динамика частоты нестабильных аберраций хромосом у детей и подростков, проживающих на радиоактивно загрязненных территориях Калужской области.

3.3. Исследование частоты аберраций хромосом у внутриутробно облученных детей, проживающих на радиоактивно загрязненных территориях Калужской области.

3.4. Исследование частоты стабильных аберраций хромосом методом FISH у детей и подростков, проживающих на радиоактивно загрязненных территориях Калужской области.

3.5. Исследование цитогенетических нарушений у детей и подрост

Исследование мультиаберрантных клеток у детей и подростков, проживающих на радиоактивно загрязненных территориях

Калужской области.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Динамика цитогенетических нарушений у детей и подростков, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях после аварии на Чернобыльской АЭС"

Актуальность проблемы.

Прошло уже более полутора десятка лет с момента аварии на ЧАЭС - самой крупномасштабной ядерной катастрофы в истории человечества в мирное время. Последствием этой катастрофы явилось радиоактивное загрязнение долгоживущими радиоизотопами огромных по масштабам территорий, на которых проживают и, следовательно, подвергаются в той или иной степени постоянному хроническому радиационному воздействию огромные по численности популяции людей. Дети - наиболее радиочуствительная часть населения, особенно в критические периоды роста и развития. В результате аварии многие из них получили большую радиационную нагрузку, включая и воздействие радиоактивного йода на щитовидную железу. Кроме того, большинство детей продолжают жить на указанных территориях, вследствие чего происходит их длительное облучение от других радионуклидов (в первую очередь от 137Cs). Особую угрозу для здоровья детей представляет радиационное воздействие в период внутриутробного развития, когда происходит интенсивный рост всех систем организма, а защитные механизмы еще до конца не сформированы [1,16].

Имеющиеся литературные данные свидетельствуют о повышенном уровне цитогенетических нарушений в соматических клетках популяций людей, проживающих на загрязненных в результате аварии на Чернобыльской АЭС территориях. Большинство существующих цитогенетических работ выполнено с применением стандартного окрашивания хромосом, так как этот метод является наиболее простым и в тоже время достаточно информативным. При использовании этого метода легко выявляются специфические к действию радиации хромосомные перестройки, а именно, дицентрические и кольцевые хромосомы. На сегодняшний день имеются достаточно четкие доказательства достоверной корреляции между частотой хромосомных аберраций и риском возникновения рака. Особенно потенциально опасными в плане возможной индукции малигнизации клеток являются долгоживущие в организме стабильные аберрации, в частности транслокации, которые способны длительное время сохраняться и даже накапливаться в организме человека [81]. Поэтому так важно проведение регулярных исследований уровня цитогенетических нарушений в соматических клетках популяций людей, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях, которые могут служить прогностическим тестом для раннего выявления лиц с повышенным канцерогенным риском. Эпидемиологическими исследованиями установлено, что в послеаварийный период для проживающего на загрязненных радионуклидами территориях населения Беларуси, Украины и Российской Федерации характерно устойчивое повышение общей заболеваемости. Особенно выражен прирост заболеваний щитовидной железы [23]. Хотя пока еще нет прямых доказательств влияния повышенной мутабильности соматических клеток на здоровье людей, однако накапливается все больше и больше данных об определенном вкладе соматических мутаций в развитие ряда заболеваний, таких как диабет, болезни сердца, атеросклероз, эмфизема легких, онкологические заболевания и др.

Цели и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось динамическое изучение цитогенетических нарушений в группах детей и подростков, проживающих на загрязненных радионуклидами после аварии на Чернобыльской АЭС территориях Калужской области.

Данная цель определила постановку следующих конкретных задач:

1. Оценить частоты нестабильных (стандартный метод окраски хромосом) и стабильных (FISH-метод) аберраций хромосом у детей, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях (Ульяновский и Жиздринский районы Калужской области);

2. Сопоставить результаты, полученные при динамическом цитоге-нетическом обследовании детей и подростков на протяжении 17 лет после аварии на ЧАЭС;

3. Сопоставить результаты цитогенетических обследований детей и подростков с уровнем загрязнения радионуклидами территорий Ульяновского и Жиздринского районов;

4. Оценить частоту аберраций хромосом у внутриутробно облученных детей, проживающих на загрязненных территориях;

5. Сравнить выход нестабильных аберраций хромосом в группах детей с различными сценариями радиационного облучения (дети родившиеся до аварии, внутриутробно облученные и дети родившиеся после аварии);

6. Сравнить выход стабильных (FISH-метод) аберраций хромосом в группах внутриутробно облученных и детей родившихся до аварии, проживающих в загрязненных районах Калужской области;

7. Сравнить выход аберраций хромосом с различными дозовыми нагрузками на щитовидную железу у детей и подростков, проживающих в загрязненных районах Калужской области.

Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые получены на достаточно представительной выборке (740 человек) данные позволяющие проследить динамику изменений выхода нестабильных аберраций хромосом на протяжении 17 лет после аварии на ЧАЭС у детского населения, проживающего на радиоактивно загрязненных территориях. Впервые проведен анализ стабильных аберраций хромосом FISH-методом в группе внутриутробно облученных детей.

В настоящей работе показано, что наблюдаемый повышенный уровень аберраций-маркеров радиационного воздействия в группах детей и подростков, проживающих на загрязненных территориях, без какой-либо тенденции к их снижению в течение периода исследований, свидетельствует о постоянном радиационном мутагенном воздействии среды обитания на эти группы. Наиболее чувствительной является группа детей, подвергшихся облучению в период внутриутробного развития.

Учитывая связь канцерогенеза с мутагенезом, наблюдаемый в настоящей работе повышенный уровень хромосомных аберраций, особенно стабильного типа, может служить прогностическим тестом для раннего выявления, т.е. еще до развития малигнизации клеток, лиц с повышенным канцерогенным риском.

Положения выносимые на защиту.

1. У детей и подростков, проживающих в течение 17 лет на радиоактивно загрязненных территориях Калужской области после аварии на Чернобыльской АЭС, достоверно повышена частота нестабильных и стабильных хромосомных аберраций по сравнению с контрольным уровнем.

2. Повышенный уровень дицентриков и центрических колец - маркерных аберраций радиационного воздействия сохраняется на протяжении исследованного периода без какой-либо тенденции к снижению.

3. Частота стабильных аберраций (транслокаций) в обследованных группах достоверно выше на территориях с большей плотностью загрязнения по 137Cs (200 кБк/м2), чем на территориях с меньшей плотностью загрязнения (111 кБк/м2). Частота нестабильных аберраций хромосом не коррелирует с плотностью загрязнения по 137CS.

4. Выход дицентриков и центрических колец не зависит от величины дозовой нагрузки на щитовидную железу в диапазоне доз 30174 мГр.

Апробация работы. Предварительная защита диссертации состоялась на научной конференции Экспериментального радиологического сектора ГУ МРНЦ РАМН. Результаты диссертационной работы были представлены и докладывались на школе-семинаре «Энергетика-3000» (Обнинск, 2001), на Международной конференции «Генетические последствия чрезвычайных радиационных ситуаций» (Москва, 2002).

Публикации.

Основные положения диссертации отражены в 14 публикациях: 7 статьях и 7 тезисах докладов.

Объем и структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методической части, результатов исследования и их обсуждения, выводов и списка цитированной литературы. Диссертация изложена на 115 страницах машинописного текста, в число которых входит 26 таблиц и 7 рисунков. Список цитированной литературы включает 122 источника.

Заключение Диссертация по теме "Радиобиология", Цепенко, Виктория Викторовна

Выводы

1. У детей и подростков, проживающих в течение 17 лет на радиоактивно загрязненных территориях Калужской области после аварии на Чернобыльской АЭС, выявлена достоверно повышенная средняя частота стабильных и нестабильных хромосомных аберраций по сравнению с контрольным уровнем, включая дицентрики и центрические кольца -маркерные аберрации радиационного воздействия.

2. Установлено, что повышенный уровень дицентриков и центрических колец - маркерных аберраций радиационного воздействия сохраняется на протяжении всего исследованного периода без какой-либо тенденции к их снижению.

3. Установлено, что частота стабильных аберраций (транслокаций) в обследованных группах достоверно выше на территориях с большей плотностью загрязнения по 137Cs (200 кБк/м2), чем на территориях с меньшей плотностью загрязнения (111 кБк/м2) - 0,27±0,01 и 0,22±0,01 транслокаций/на 100 клеток генома соответственно.

4. Показано, что практически у 90% обследованных детей, подвергшихся внутриутробному облучению во время аварии на ЧАЭС, наблюдаются стабильные хромосомные перестройки, что свидетельствует о более высокой радиочувствительности детского организма в пренатальный период развития.

5. Не обнаружено определенной зависимости между выходом дицентриков и центрических колец - маркерных аберраций радиационного воздействия, и величиной дозовой нагрузки на щитовидную железу в диапазоне доз 30-174 мГр.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Цепенко, Виктория Викторовна, Обнинск

1. Бейли Н. Статистические методы в биологии. М: Мир, 1964. -260 с.

2. Бочков Н.П. Хромосомы человека и облучение. М.: Атомиздат. -1971. 168 с.

3. Бочков Н.П., Журков B.C., Яковенко К.Н., Кулешов Н.П. Культура лимфоцитов как тест-объект для изучения генетических последствий у лиц, контактирующих с мутагенами //Докл. АН СССР. 1974. - Т.218. -№2. - С. 463-465

4. Бочков Н.П., Катосова Л.Д., Сапачева В.А. и др. Цитогенетиче-ский анализ лимфоцитов периферической крови у проживающих в загрязненных радионуклидами районах Калужской области//Мед. радиология. 1991. - Т.36. - № 1. - С.50-52

5. Бочков Н.П., Чеботарев А.Н., Катосова АД., Платонова В.И. База данных для анализа количественных характеристик частоты хромосомных аберраций в культуре лимфоцитов периферической крови человека //Генетика. 2001. -Т.37. №4. - С. 549-557

6. Власов O.K., Годько A.M., Шишканов Н.Г., Щукина Н.В. Реконструкция доз облучения населения Калужской области вследствие аварии на ЧАЭС по уточненным данным //«Наследие Чернобыля». Вып.З. Калуга. - 2001.- С. 30-39

7. Воробцова И.Е., Михельсон В.М., Воробьева М.В. и др. Результаты дитогенетического обследования ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС, проведенного в разные годы / / Радиационная биология и радиоэкология. 1994. - Т.34. - №6. - С.798-803

8. Воробцова И.Е., Такер Дж.Д., Тимофеева Н.М. и др. Влияние возраста и облучения на частоту транслокаций и дицентриков, определяемых методом FISH, в лимфоцитах человека//Радиационная биология. Радиоэкология. 2000. - Т.40. - № 2. - С. 142 - 148

9. Воробьев А.И., Домрачева Е.В., Клевезаль Г.А. Дозы радиационных нагрузок и эпидемиологические исследования в Чернобыльском регионе//Терапевт. арх. 1994. - Т.бб. - № 7. - С.3-7

10. Домрачева Е.В., Ривкинд Н.Б., Шкловский-Корди Н.Е., Воробьев А.И. Мультиаберрантные клетки у жителей территорий, загрязненных радионуклидами в результате аварии на ЧАЭС и участников ликвидации этой аварии//Проблемы гематологии. 1997. - № 2. - С. 12-19

11. Дубинина Л.Г. Культура лейкоцитов человека как тест-система при анализе мутагенности факторов среды //Генетические последствия загрязнения окружающей среды. М.: Наука. - 1977. - С. 89-95

12. Дыбская Е. Б. Хромосомные нарушения у детей Ровенской области Украины через 13 лет после Чернобыльской аварии //Проблемы радиационной генетики на рубеже веков. М: Издательство Российского университета дружбы народов. - 2000. - С. 268

13. Елисеева И.М., Иофа Э.Л., Стоян Е.Ф., Шевченко В.А. Анализ аберраций хромосом и СХО у детей из радиационно-загрязненных районов Украины // Радиационная биология и радиоэкология. 1994. -Т.34. - №2.-С. 163-171

14. Здоровье детей и радиация: актуальные проблемы и решения //Монографический сборник статей под ред. д.м.н. проф. Л.С. Балевой и д.м.н. проф. А.Д. Царегородцева. М: 2001. - 224 С.

15. Кузьмина Н.С. Изучение геномной нестабильности у детей, проживающих на территориях с радионуклидными загрязнениямиавтореферат диссертации на соискание ученой степени к.м.н. Москва. - 2003. - 18 с.

16. Кузьмина Н.С., Сусков И.И. Экспрессирование геномной нестабильности в лимфоцитах детей, проживающих в условиях длительного действия радиационного фактора // Радиационная биология и радиоэкология. 2002. - Т.42. - №6. - С.735-739

17. Аазюк Г.И., Зацепин И.О., Верже П., Ганьер Б. и др. Синдром Дауна и илнизирующая радиация: причинно-следственная связь или случайная зависимость //Радиационная биология и радиоэкология. -2002. Т.42. - №6. - С.678-683

18. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа. 1980. - 292 с.

19. Медико-биологические и экологические последствия радиоактивного загрязнения реки Теча. //под ред. А.В. Аклеева и М.Ф. Киселева. М. - 2000. - С. 240-252, 400-411

20. Медицинские последствия аварии на Чернобыльской атомной станции Киев МЕДЭКОЛ МНИЦ БИО-ЭКОС - 1999. - Т. 1-3.

21. Орлов М.Ю., Сныков В.П., Хваленский Ю.А., Волокитин А.А. Загрязнение почвы европейской части территории СССР 1-131 после аварии на Чернобыльской АЭС //Атомная энергия. 1996. - Т.80. - Вып.6. -С. 466-471

22. Паршков Е.М., Соколов В.А., Прошин А.Д. Радиогенный рак щитовидной железы //«Наследие Чернобыля». Вып.З. Калуга. - 2001. - С. 175-179

23. Пелевина И.И., Алещенко А.В., Антощина М.М., Готлиб В.Я. и др. Реакция популяции клеток на облучение в малых дозах / / Радиационная биология и радиоэкология. 2003. - Т.43. - №2. - С. 161-166

24. Пилинская М.Л., Дыбский С.С. Частота хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови детей, проживающих в районах с различной радиоэкологической обстановкой / / Цитология и Генетика. -1992. Т.26. - №2. - С. 11-17

25. Проблемы радиационной генетики на рубеже веков //Сб. тезисов докладов Межд. конф. М: Издательство Российского университета дружбы народов. - 2000. - 367 с.

26. Севанькаев А.В. Некоторые итоги цитогенетических исследований в связи с оценкой последствий Чернобыльской аварии//Радиационная биология. Радиоэкология. 2000. - Т.40. - №5. -С.589-595

27. Севанькаев А.В. Радиочувствительность хромосом лимфоцитов человека в митотическом цикле. М: Энергоатомиздат, 1987. - 160 с.

28. Степаненко В.Ф., Цыб А.Ф., Гаврилин Ю.И., Хрущ В.Т. и др. Дозы облучения щитовидной железы населения России в ерзультате аварии на Чернобыльской АЭС (ретроспективный анализ) // Радиация и Риск. 1996. - Вып.7. - С.225-246

29. Степанова Е.И., Мишарина Ж.А., Вдовенко В.Ю. Отдаленные цитогенетические эффекты у детей, облученных внутриутробно в результате аварии на Чернобыльской АЭС // Радиационная биология и радиоэкология. 2002. - Т.42. - №6. - С.700-703

30. Турусов B.C. Радиационный канцерогенез //Канцерогенез. М.: Научный мир. - 2000. - С.251-259

31. Флейшман Е.В. Практические выходы молекулярной генетики //Канцерогенез. М.:Научный мир. - 2000. - С.342-360

32. Чеботарев А.Н., Бочков Н.П., Катосова А.Д., Платонова В.И. Временные колебания спонтанного уровня хромосомных аберраций в культуре лимфоцитов периферической крови человека //Генетика. 2001. Т.37. - №6. - С. 848-853

33. Ярмоненко С.П. Радиобиология человека и животных. М.: Высшая школа. 1988. - 424 с.

34. Anderson R.M., Marsden S.J., Wright E.G. et al. Complex chromosome aberrations in peripheral blood lymphocytes as a potential biomarker of exposure to high-LET a-particles//Int. J. Radiat. Biol. 2000. - Vol.76.- №1. P.31-42

35. Andersson H.C. The spontaneous frequency of chromosomal aberrations and sister-chromatid exchanges in cultured peripheral lymphocytes of a single blood donor sampled more than 200 times // Mutat. Res. -1993. Vol.286. - №2. - P. 281-292

36. Astakhova L.N., Anspaugh L.R., Beebe G.W. et al. Chernobyl-related thyroid cancer in children of Belarus: a case-control study //Radiation Research. 1998. - Vol.150. - P. 349-356

37. Awa A.A. and Neel J.V. Cytogenetic "rogue" cells: What is their frequency, origin and evolutionary significance? //Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1986. Vol.83. - P. 1021-1025

38. Awa A.A., Sofuni Т., Honda Т., Itoh M. Neriishi M., Otake M. Relationship between the radiation dose and chromosome aberrations in atomic bomb survivors of Hiroshima and Nagasaki // Radiation Research. 1978. -Vol.19. - P. 126-140

39. Ауа Т., Makino S. Notes on chromosome abnormalities in cultured leukocytes from serum hepatitis patients // Proc. Jap. Acad. Sci. 1966. -Vol.42. - P.648

40. Bender M.A., Preston R.J., Leonard R.C. et al. Chromosomal aberration and sister-chromatid exchange frequencies in peripheral blood lymphocytes of a large human population sample//Mutat. Res. 1988. -Vol.204. - P.421-433

41. Bender M.A., Preston R.J., Leonard R.C. et al. Chromosomal aberration and sister-chromatid exchange frequencies in peripheral blood lymphocytes of a large human population sample, II. Extension of age range//Mutat. Res. 1989. - Vol.212. - P.149-154

42. Bloom A.D., Neel J.V., Choi K.W., Iida S., Changnon N. Chromosome aberrations among Yanomama Indians //Proc. Nat. Acad. Sci. -1970. Vol.66.- P.920-927

43. Bloom A.D., Neel J.V., Tsuchimoto Т., Meilinger K. Chromosome breakage in leukocytes of South American Indians //Cytogenet. Cell Genet. 1973. - Vol. 12. - P. 175-186

44. Bochkov N.P., Katosova L.D. Analysis of multiaberrant cells in lymphocytes of persons living in different ecological regions// Mutat. Res. -1994. Vol.323. - P.7-10

45. Bond V.P. Dose, effect severity and imparted energy in assessing biological effects //Stem cells. 1995. - Vol.13. - Suppl. 1. - P. 21-29

46. Brandom W.F. Chromosome aberrations yields in somatic cells of Plutonium workers//Health Phys., 1982. - Vol.43. - №1. - P. 111-115

47. Cigarran S., Barrios L., Barquinero J.F. et al. Relationship between the DNA content of human chromosomes and their involvement in radiation-induced structural aberrations, analysed by painting//Int. J. Radiat. Biol. 1998. - Vol.74. - №4. - P.449-455

48. Doll R., Wakeford R. Risk of childhood cancer from fetal irradiation. Review article //British J. Radiology. 1997. - Vol.70. - P. 130-139

49. Fabry L., Lemaire M. Dose response relationships for radiation induced chromosome aberration in human lymphocytes in vivo and in vitro/ /Strahlenther. and Onkol. 1986. - Vol.162 - №1. - P.63-67

50. Finnon P., Moquet J.E., Edwards A.A., Lloyd D.C. The 60Co gamma ray dose-response for chromosomal aberrations in human lymphocytes analysed by FISH; applicability to biological dosimetry//Int. J. Radiat. Biol. 1999. - Vol.75. - P.1215-1222

51. Fox D.P., Robertson F.W., Brown Т., Whitehead A.R., Douglas D.M. Chromosome aberrations in divers //Undersea Biomedical Research. -1984. Vol. 11.- №2. - P. 193-204

52. Ganguly B.B. Cell division, chromosomal damage and micronucleus formation in peripheral lymphocytes of healthy donors: relation to donor's age//Mutat. Res. 1993. - Vol.295. - P.135-148

53. Hampar В., Ellison S.A. Cellular alterations in the MCH line of Chinese hamster cells following infection with Herpes simplex virus //Proc. Nat.Acad. Sci. 1963. - Vol.49. - P.474

54. Heidenreich W.F., Kenigsberg J., Jacob P., Buglova E., Goulko G., Paretzke H.G., Demidchik E.P., Golovneva A. Time trends of thyroid cancer incidence in Belarus after the Chernobyl accident //Radiation Research. -1999. Vol.151. - N5. - P. 617-625

55. Kasuba V., Sentija K., Garaj-Vrhovac V., Fucic A. Chromosome aberrations in peripheral blood lymphocytes from control individuals / / Mu-tat. Res. 1995. - Vol.346. - №4. - P. 187-193

56. Koprowski H., Poten J.A., Jensen F., Ravdin O.R., Moorhead P., Saksela E. Transformation of cultures of human tissue infected with Simian virus SV-40 //J. Cell Сотр. Physiol. 1962. - Vol.59. - P. 281

57. Korblein A. Strontium fallout from Cernobyl and perinatal mortality in Ukraine and Belarus//Радиационная биология и радиоэкология. -2003. Т.43. - №2. - С. 197-202

58. Landi S., Frenzilli G., Milillo P.C., Cocchi L., Sbrana I., Scapoli C., Barale R. Spontaneous sister chromatid exchange and chromosome aberration frequency in humans: the familial effect // Mutat Res. 1999. -Vol.444. - Is.2. - P. 337-345

59. Lazutka J.R. Chromosome aberrations and rogue cells in lymphocytes of Chernobyl clean-up workers //Mutat Res. 1996. - Vol.350. - P. 315-329

60. Lloyd D.C., Purrott R.J., Reeder E.J. The incidence of unstable chromosome aberrations in peripheral blood lymphosytes from unirradiated and occupationally exposed people//Mutat. Res. 1980. - Vol.72. -P.523-532

61. Lucas J.N. Chromosome translocations: a biomarker for retrospective biodosimeteiy//Environmental Health Perspectives. 1997. - Vol.105. - Suppl 6.- P. 1433-1436

62. Lucas J.N., Awa A.A., Straume T. et al. Rapid translocation frequency analysis in human decades after exposure to ionizing radiation//Int. J. Radiat. Biol. 1992. - Vol.62. - P.53-63

63. Major J., Jakab M.G., Tompa A. The frequency of induced premature centromere division in human populations occupationally exposed to genotoxic chemicals //Mutat. Res. 1999. - Vol.445. - №2. - P.241-249

64. Makino S., Aya Т., Ikeuchi J., Kasahara S.A. A further study of chromosomes in cultured leukocytes from aseptic meningitis patients //Proc. Jap. Acad. Sci. 1966. - Vol.42. - P.270

65. Makino S., Yamada K., Kajii J. Chromosome aberrations in leukocytes of patients with aseptic meningitis // Chromosoma. 1965. - Vol.16. - P.372

66. Mazzone H.M., Yerganian G. Gross and chromosomal cytology of virus infected Chines hamster cells// Exp. Cell Res. 1963. - Vol.30. -P.591

67. Mikhalevich L.S., Lloyd D.C., Edwards A.A., Perepetskaya G.A., Kar-tel N.A. Dose estimates made by dicentric analysis for some Belarussian children irradiated by the Chernobyl accident / / Rad. Protect. Dosimetry. -2000. V.87. - №2. - P. 109-114

68. Milillo C.P., Gemignani F., Sbrana I., Carrozzi L., Viegi G., Barale R. Chromosome aberrations in humans in relation to site of residence// Mutat Res. 1996. - Vol.360. - №3. - P. 173-179

69. Mole R.H. The effect of prenatal radiation exposure on the developing human brain //Int. J. Radiat. Biol. 1990. - V.57. - №4. - P.647-663

70. Moorchead P.S., Nowell P.C., Mellman W.J. et al. Chromosome preparation of leukocytes cultured from human peripheral blood//Exptl. Cell. Res. I960. - Vol.20 - №3. - P.613-616

71. Mustonen R., Lindholm C., Tawn E.J. et al. The incidence of cytoge-netically abnormal roque cells in peripheral blood//Int. J. Radiat. Biol. -1998. Vol.74 - №6. - P.781-785

72. Nakano M., Kodama Y., Ohtaki K. et al. Detection of stable chromosome aberrations by FISH in A-bomb survivors: comparison with previous solid Giemsa staining data on the same 230 individuals//Int. J. Radiat. Biol. 2001. - Vol.77. - №9. - P.971-977

73. Nichols W., Levan A., Hall В., Ostergren G. Measles associated chromosome breakage// Hereditas. 1962. - Vol.48. - P.367

74. Padovani L., Caporossi D., Tedeschi B. et al. Cytogenetic study in lymphocytes from children exposed to ionising radiation after Chernobyl accident // Mutat. Res. 1993. - Vol.319. - P.55-60

75. Pochin E.E. Radiation and mental retardation // Radiat. Prot. Bull. 1988. -№95. -P.10-12

76. Popp S., Remm В., Hausmann M. et al. Towards a cumulative bio-^ logical dosimeter based on chromosome painting and digital image analysis//Kerntechnik. 1990. - Vol.55. - №4. - P.53-63

77. Rossner P., Bavorova H., Ocadlikova D., Svandova E., Sram R.J. Chromosomal aberrations in peripheral lymphocytes of children as biomarkers of environmental exposure and life style // Toxicol Lett. 2002. -Vol.134. - Issue 1-3. - P. 79-85

78. Salomaa S., Koivistoinen A., Paile W. et al. Chromosomal aberration analyses of byelorussian children exposed to Chernobyl fallout //IRPA8. 1992. - Vol.1. - P. 801-804

79. Salomaa S., Sevan'kaev A.V., Zhloba A.A. et al. Unstable and stable chromosome aberrations in lymphocytes of people exposed to Chernobyl fallout in Bryansk. Russia //Int. J. Radiat. Biol. 1997. - Vol.71. -P.51-59

80. Scarpato R., Lori A., Panasiuk G., Barale R. FISH analysis of translocations in lymphocytes of children exposed to the Chernobyl fallout: preferential involvement of chromosome 10 // Cytogenet. Cell Genet. -1997. Vol.79. - №1-2. - P. 153-156

81. Sevankaev A.V., Tsyb A.F., Lloyd D.C., Zhloba A.A., Moiseenko V.V., Skryabin A.M., Climov V.M. "Rogue" cells observed in children exposed to radiation from the Chernobyl accident // Int. J. Radiat. Biol. -1993. Vol.63. - №3. - P.361-367

82. Sorsa M., Wilbourn J., Vainio H. Human cytogenetic damage as a predictor of cancer risk / / Mechanisms of carcinogenesis in Risk Identification. Lyon. IARS. - 1992. - P. 543-554

83. Stich H.F., Van Hoosier C.L., Trentin J.J. Viruses and mammalian chromosomes. II. Chromosome aberrations by human adenovirus, type 12 //Exp. Cell Res. 1964. - Vol.34. - P. 400

84. Tanaka K., Popp S., Fischer C. et al. Chromosome aberration analysis in atomic bomb survivors and Thorotrast patients using two- and three-colour chromosome painting of chromosomal subsets//Int. J. Radiat. Biol. 1996. - Vol.70. - P.95-108

85. Tawn E.J., Cartmel C.L., Pyta E.M.T. Cells with multiple chromosome aberrations in control individuals //Mutat. Res. 1985. - Vol.144. -P.247-250

86. Taylor M.P., Vennart J., Taylor D.M. Retention and exretion of caesium 137 by man //Phys. Med. Biol. 1962. - Vol.7. - P. 159

87. Testa A, Padovani L, Mauro F, Appolloni M, Anzidei P, Stronati L. Cytogenetic study on children living in Southern Urals contaminated areas (nuclear incidents 1948-1967) // Mutat Res. 1998. - V.401. - Nal-2. - P. 193-197

88. Tucker J.D., Lee D.A., Ramsey M.J. et al. On the frequency of chromosome exchanges in a control population measured by chromosome painting// Mutat. Res. 1994. - Vol.313. - P. 193-202

89. Tucker J.D., Morgan W.F., Awa A.A. et al. PAINT: a proposed nomenclature for structural aberrations detected by whole chromosome painting//Mutat. Res. 1995. - Vol.347. - P.21-24

90. Tucker J.D., Ramsey M.J., Lee D.A. et al. Validation of chromosome painting as biodosimeter in human peripheral lymphocytes following acute exposure to ionizing radiation in vitro//Int. J. Radiat. Biol. 1993. -Vol.64. - P.27-37

91. Wang Z., Boice J.D., Wei L., Beebe G.W., Zha Y. et al. Thyroid nodularity and chromosome aberrations among women in areas of highbackground radiation in China //J. National Cancer Institute.- 1990. -Vol.82. №6.

92. Wild C.P., Law G.R., Roman E Molecular epidemiology and cancer: promising areas for future research in the post-genomic era/ / Mutat. Res.- 2002. Vol.499. - №1. - P.3-12

93. Yerganian G., Shein H.M., Enders J.F. Cromosomal disturbances observed in human detal renal cells transformed in vitro by simianvirus 40 and carried in culture //Cytogenetics. 1962. - Vol.l.- P. 314