Комбинированное действие ионизирующего излучения и других факторов окружающей среды на живые организмы: новые закономерности и перспективы

Комарова, Людмила Николаевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Комбинированное действие ионизирующего излучения и других факторов окружающей среды на живые организмы: новые закономерности и перспективы
ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Комбинированное действие ионизирующего излучения и других факторов окружающей среды на живые организмы: новые закономерности и перспективы"

КОМАРОВА Людмила Николаевна

На правах рукописи

Комбинированное действие ионизирующего излучения и других факторов окружающей среды на живые организмы: новые закономерности и перспективы

Специальность: 03.00.01 - радиобиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Обнинск - 2009

003458914

Работа выполнена в отделе исследования комбинированных воздействий ГУ - Медицинский радиологический научный центр Российской академии медицинских наук.

Научный консультант:

Доктор биологических наук, профессор Петин Владислав Георгиевич

Официальные оппоненты:

Доктор биологических наук Осипов Лндреян Николаевич

Доктор биологических наук,

профессор Сынзыныс Борис Иванович

Доктор биологических наук,

старший научный сотрудник Иванник Борис Петрович

Ведущая организация: Объединенный институт ядерных исследований (г. Дубна)

Защита диссертации состоится 2009 г. в 11.00 часов

на заседании диссертационного совета Д 001.011.01 при ГУ - Медицинский радиологический научный центр РАМН по адресу: 249036, Обнинск Калужской обл., ул. Королева, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ-МРНЦ РАМН.

Автореферат разослан« Э » ¿У^ _2008г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Палыга Г.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Комбинированное действие различных агентов является отличительной чертой современной жизни. Особую актуальность эта проблема приобрела в связи с радиационными авариями, увеличением производства химических веществ, синтетических лекарств, использованием удобрений, повышением фона ультрафиолетового (УФ) излучения из-за образования озоновых дыр, а также в результате комбинированного действия этих факторов друг с другом и ионизирующими излучениями. Основным следствием взаимодействия ионизирующего излучения с другими физическими и химическими агентами является ингибирование способности клеток восстанавливаться от радиационных повреждений, формируемых в условиях комбинированных воздействий. Некоторые проблемы восстановления клеток после комбинированных воздействий не нашли отражения в научной литературе: изучение механизма ингибирования процесса восстановления после воздействия негативных факторов различной природы и их комбинаций; влияние модификаторов радиочувствительности на параметры, описывающие и характеризующие процесс восстановления. Следовательно, количественная оценка параметров восстановления после комбинированных воздействий различных факторов окружающей среды и химических ингибиторов восстановления является актуальной задачей.

Синергическое взаимодействие факторов окружающей среды представляет особую опасность и привлекает внимание многих исследователей. Многообразие загрязняющих агентов обусловливает необходимость экспериментально-теоретического исследования общих закономерностей синергического взаимодействия физических и химических факторов окружающей среды, прогнозирования и оптимизации эффектов, индуцируемых при комбинированных воздействиях. Представляется актуальным оценить возможность синергического взаимодействия вредных факторов окружающей среды при малых интенсивностях загрязняющих агентов в биосфере. Принципиальное значение представляет малоисследованное направление изучения явление радиационного гормезиса при действии малых доз ионизирующего излучения в комбинации с другими факторами внешней среды.

Цель и задачи исследования. Целью данной работы является теоретическое обоснование и экспериментальная проверка механизма взаимодействия ионизирующего излучения с физическими и химическими агентами окружающей среды для разработки новой концепции синергического взаимодействия и прогнозирования биологических эффектов при комбинированных воздействиях.

Для реализации этой цели необходимо решить следующий комплекс задач.

1. Экспериментально исследовать динамику пострадиационного восстановления простейших эукариотических клеток после различных режимов комбинированного действия ионизирующего или ультрафиолетового излучений с гипертермией.

2. Количественно оценить параметры восстановления клеток (необратимый компонент и константа восстановления) после комбинированных воздействий различных агентов. Выяснить, какой из этих параметров оказывает большее влияние на эффективность синергического взаимодействия.

3. Применить математическую модель пострадиационного восстановления, описывающую процесс восстановления в терминах уменьшения эффективной дозы, для интерпретации механизма действия ингибиторов восстановления, используемых в комбинации с ионизирующим излучением для повышения радиочувствительности клеток высших эукариот.

4. Предложить математическую модель для описания и прогнозирования способности клеток восстанавливаться от потенциально летальных повреждений при комбинированных воздействиях различных физических и химических факторов окружающей среды.

5. Выяснить, является ли ингибирование восстановления, регистрируемое после комбинированных воздействий различных факторов на эукариотические клетки, причиной синергического взаимодействия или следствием формирования необратимых повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться.

6. Изучить закономерности комбинированного действия малых доз ионизирующего излучения с другими поражающими факторами на отмирание дрожжевых клеток, выдерживаемых в непитательной среде после облучения.

Научная новизна работы. Научная новизна работы заключается в экспериментально-теоретическом исследовании взаимодействия

ионизирующего излучения с физическими и химическими агентами окружающей среды для прогнозирования синергических эффектов. Следующие новые факты, положения и сформулированные на их основе концепции о механизмах проявления эффектов комбинированных воздействий, имеющие принципиальный характер, впервые получены в настоящей работе.

Экспериментально изучена динамика пострадиационного восстановления диплоидных дрожжевых клеток после различных режимов комбинированного действия ионизирующего излучения и гипертермии. Продемонстрировано, что скорость и объем восстановления постоянно уменьшаются с увеличением инактивирующей температуры и продолжительности ее действия.

Показано, что механизм синергического взаимодействия ионизирующего излучения с гипертермией не связан с нарушением процесса восстановления, как это традиционно предполагалось, а обусловлен формированием большей доли повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться. Подавление же процесса восстановления является следствием формирования необратимых повреждений.

Получены новые экспериментальные данные о динамике пострадиационного восстановления диплоидных дрожжевых клеток, подвергшихся одновременному действию ультрафиолетового излучения (254 нм) и гипертермии. Выяснено, что скорость и объем восстановления постоянно уменьшаются с увеличением температуры, при которой происходило облучение.

Показано, что механизм синергического взаимодействия одновременного применения ультрафиолетового излучения и гипертермии связан с формированием большей доли повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться. Уменьшение скорости и объема восстановления является следствием формирования необратимых повреждений.

Выяснено, что механизм повышения радиочувствительности клеток млекопитающих при терморадиационном воздействии не связан с нарушением самого процесса восстановления, а объясняется формированием большей доли необратимых повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться.

Впервые оценены параметры восстановления разрывов ДНК культивируемых клеток млекопитающих. Показано, что константа восстановления не зависит от условий комбинированных воздействий, а уменьшение скорости и объема восстановления разрывов ДНК клеток млекопитающих является следствием образования необратимых повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться.

Показано, что нарушение процессов восстановления, регистрируемое после комбинированных воздействий различных факторов на дрожжевые клетки и культивируемые клетки млекопитающих, не является причиной радиосенсибилизации или синергического взаимодействия, а лишь вполне ожидаемым и прогнозируемым следствием формирования при комбинированных воздействиях большей доли необратимых повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться.

Доказана возможность использования математической модели синергизма для описания и прогнозирования объема восстановления клеток от потенциально летальных повреждений при комбинированных воздействиях различных физических и химических факторов окружающей среды.

Выявлены новые закономерности комбинированного действия малых доз ионизирующего излучения с другими поражающими факторами на отмирание дрожжевых клеток, выдерживаемых в непитательной среде после облучения.

Фундаментальная и практическая значимость. Результаты диссертационных исследований имеют фундаментальную значимость для понимания механизмов комбинированного взаимодействия различных факторов и повышения радиочувствительности клеток химическими ингибиторами восстановления. Результаты данной работы имеют несомненное теоретическое значение с точки зрения понимания механизмов синергического взаимодействия и путей оптимизации воздействующих агентов. Практическая значимость результатов диссертации определяется возможностью сочетанного использования многофакторных воздействий, дифференциально влияющих на сам процесс восстановления клеток от радиационных повреждений и на формирование необратимых повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться. Помимо фундаментальной важности этой работы, ее результаты будут полезны для ряда практических применений в области биомедицинских технологий и исследований окружающей среды.

Данные этой работы могут использоваться для прогностической оценки потенциальной опасности реально встречающихся в биосфере малых мощностей доз ионизирующего излучения и интенсивностей других агентов. Полученные приоритетные данные будут способствовать разработке новых принципов нормирования комбинированных воздействий вредных факторов окружающей среды, учитывающих их синергическое и антагонистическое взаимодействие.

Положения, выносимые на защиту.

1. Уменьшение скорости и объема восстановления при комбинированных воздействиях ионизирующего излучения с различными факторами физической и химической природы на дрожжевые клетки и клетки млекопитающих объясняется формированием необратимых повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться, а не нарушением самих процессов восстановления.

2. Новая концепция синергического взаимодействия ионизирующего излучения, в соответствии с которой причиной синергического взаимодействия являются формирование невосстанавливаемых повреждений. Сформулированная на этой основе математическая модель позволяет не только прогнозировать коэффициент синергического усиления, его максимум и условия его достижения, но и объем восстанавливающихся клеток.

3. Хроническое облучение дрожжевых клеток при малых мощностях доз приводит к значительной задержке отмирания диплоидных дрожжевых клеток по сравнению с отмиранием клеток при естественном радиационном фоне. Это положительное действие радиации отмечается для диплоидных, а не для гаплоидных дрожжевых клеток, что подчеркивает роль процессов восстановления в проявлении радиационного гормезиса.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на следующих международных и отечественных конференциях:

Международная конференция «International Conference on Radiation and Health», Beer Sheva (Israel) - 1996 г.; IV съезд по радиационным исследованиям, 2001; III Международная конференция «Электромагнитные излучения в биологии», Калуга - 2005; Международная конференция БИОРАД-2006 «Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды», Сыктывкар - 2006; V съезд по радиационным исследованиям, 2006; Международная конференция «International Conference "20 years after Chernobyl: strategy for recovery and sustainable development of the affected regions», Gomel, 2006; Четвертая международная конференция «4th International Workshop on Space Radiation Research and 17th Annual NASA Space Radiation Health Investigators Workshop», Dubna, 2006; Международная конференция «Autumn meeting of Korean society of environmental biology. -Korea Ocean Research & Development Institute», South Sea Institute, 2006; Вторая международная конференция "The Second Asian and Oceanic Congress for Radiation Protection», Beijing, China, 2006; Международная конференция «International conference on radiation biology and 5th LOW RAD conference», India, 2006; Международная конференция «Spring Meeting of Korean Society of Environmental Biology. Korea Research Institute of Bioscience & Biotechnology», Daejeon, 2007; Международная конференция «LOW RAD conference», Portugal, 2008; Международная конференция «International conference on radiation biology», India, 2008.

Диссертация апробирована на научной конференции экспериментального радиологического сектора ГУ - Медицинский радиологический научный центр РАМН 25.06.2008 г. (протокол № 230).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 45 работ, в том числе монография - 1, статей - 27, тезисов докладов - 17.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 365 страницах, включает введение, обзор данных литературы, описание материалов и методов исследования, результаты экспериментальных и теоретических исследований, обсуждение, выводы и список использованной литературы. Иллюстрирована 74 рисунками и 24 таблицами, список цитируемой литературы включает 115 работ на русском языке и 241 на иностранных языках.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ

Восстановление дрожжевых клеток после комбинированных воздействий ионизирующего излучения и гипертермии.

Были проведены экспериментальные исследования восстановления дрожжевых клеток после последовательного и одновременного терморадиационного воздействия.

На рис. 1А представлены кривые выживаемости диплоидных дрожжевых клеток БасскаготусеБ еШрхспйет (\Ш), штамм Мегри 139-В, облученных различными дозами у-квантов 60Со без тепловой обработки (кривые 1, 1') и с предварительной тепловой обработкой (60 °С) в течение 3 (кривые 2, 2'), 6 (кривые 3, 3') и 12 (кривые 4, 4') мин.. Клетки были высеяны на питательную среду как сразу после облучения (кривые 1, 2, 3, 4), так и после выдерживания их в режиме пострадиационного восстановления в течение 80 ч в непитательной среде (кривые Г, 2', 3', 4'). Видно, что предварительное нагревание клеток в течение 3, 6 и 12 мин. заметно повышало их чувствительность к последующему действию ионизирующего излучения. В условиях описанного опыта предварительное нагревание не индуцирует повышенную радиоустойчивость, эффект этот проявлялся при более низких температурах. Как видно из данных, представленных на рис. 1А и 1Б, гипертермия вызывает существенное ингибирование восстановления дрожжевых клеток после облучения ионизирующим излучением. При нагреве клеток при 60 °С восстановления после 80 ч выдерживания в непитательной среде не наблюдали совсем. Из представленных данных очевидно, что степень ингибирования восстановления гипертермией зависит от продолжительности ее воздействия.

Лоза, Гр Прола|житс.|Ы|остъ восстанонлсння, ч

Рис. 1. Изменение объема и скорости восстановления диплоидных дрожжевых клеток Э. еИгряогдеш (\чт) (штамм Мегри 139-В) от дозы у-квантов и от продолжительности действия температуры (последовательное действие, пояснения в тексте)

Для описания кинетики пострадиационного восстановления дрожжевых клеток было предложено (Корогодин В.И., 1966; Капульцевич Ю.Г., 1978) следующее уравнение:

D^t) =Dl[K + (\-K)e% (1)

Это уравнение показывает, что для количественного описания процесса пострадиационного восстановления необходимо знание двух параметров - К и р. Здесь К - значение необратимого компонента лучевого поражения клеток, выраженное в долях начальной дозы, определяется по формуле:

K = K(œ) = D^œ)/Dl. (2)

В этом выражении DeJ^có) - эффективная доза, соответствующая плато кривой восстановления и которая пропорциональна среднему числу необратимых повреждений. Тогда изменение необратимого компонента во времени будет описываться выражением

K=K{í)=-D^t)l D,. (3)

Величина /?в уравнении (1) представляет собой постоянную восстановления, характеризующую вероятность восстановления от радиационного повреждения в единицу времени (Капульцевич Ю.Г., 1978). Учитывая выражения (1) и (2), можно легко показать, что

еР' = [DeJiO - А;//»)] /[D¡ - Д/со)]. (4)

Обозначим правую часть уравнения (4) через A(í), тогда

A(t) = [De0 - Д://со)] /[D¡ - А//»)] (5)

fl=-[lnA(t)]/t. (6)

Из данных, приведенных на рис. 1, мы рассчитали необратимый компонент К, который составил 0.42, 0.57, 0.76 и 1.00 без нагрева и при нагреве в течение 3, 6 и 12 мин., соответственно. Это означает, что нагревание при 60 °С как до, так и после облучения приводит к постоянному уменьшению объема восстановления с увеличением продолжительности теплового воздействия. Если продолжительность теплового воздействия составляла 12 мин., то восстановление после последовательного применения ионизирующего излучения и тепла отсутствовало полностью (К = 1). На рис. 1Б представлены кривые изменения выживаемости в зависимости от продолжительности восстановления после последовательного воздействия гипертермией и ионизирующим излучением на диплоидные дрожжевые клетки Saccharomyces ellipsoideus (vini) штамм Мегри 139-В. Клетки были облучены без нагрева (кривые 1) и с предварительным нагревом (60 °С) в течение 3 мин. (кривые 2), 6 мин (кривые 3) и 12 мин. (кривые 4) и высеяны на питательную среду в разное

время после воздействия тепла и радиации. Видно, что число выживших клеток, увеличивающееся со временем, достигало плато через трое суток. Предварительный нагрев клеток при 60 °С в течение 3 и 6 мин. замедлял скорость восстановления, определяемую углом наклона кривых восстановления к оси абсцисс. Более того, 12-минутный нагрев клеточной суспензии при 60 °С полностью подавлял процесс пострадиационного восстановления.

Таким образом, результаты экспериментальных исследований показывают, что при последовательном действии гипертермии (60 °С) и ионизирующего излучения (60Со) с увеличением продолжительности действия гипертермии эффективность комбинированного воздействия прогрессивно возрастала. При этом как объем, так и скорость восстановления уменьшались с увеличением тепловой нагрузки. Эти данные подтверждают наиболее распространенную точку зрения об участии процессов восстановления в механизме синергического взаимодействия. Из литературы известно, что наибольшая эффективность взаимодействия имеет место при одновременном применении агентов. Поэтому представляет интерес провести исследования по одновременному действию гипертермии и ионизирующего излучения.

Такие данные получены для диплоидных дрожжевых клеток 5. е////иокА?г« (хМ) после одновременного действия у-квантов 60Со и гипертермии. Мы оценили параметры, характеризующие процесс пострадиационного восстановления дрожжевых клеток после действия одного ионизирующего

Рис. 2. Зависимость относительной доли необратимо пораженных клеток от продолжительности воздействия гипертермии (60°С) при последовательном действии и от температуры при одновременном воздействии

Рис. 3. Определение константы восстановления. А: Предварительное нагревание при 60 °С в течение 0 (кружки), 3 (треугольники) и 6 мин. (квадраты). Б: Одновременное терморадиационное воздействие: 20 °С (темные кружки), 45 °С (светлые кружки), 50 °С (темные треугольники) и 55 °С (светлые треугольники).

На рис. 2 представлено изменение необратимого компонента от продолжительности нагрева (60 °С) при последовательном воздействии (рис. 2А) и от температуры, при которой происходило облучение при одновременном терморадиационном воздействии (рис. 2Б). Очевидно, что необратимый компонент постоянно растет при повышении термической нагрузки.

Для количественного описания процесса восстановления нам необходимо знание еще одного параметра - константы восстановления р. На рис. 3 приведены зависимости функции Л (г) для последовательного действия тепла и ионизирующего излучения (рис. ЗА) и для одновременного воздействия (рис. ЗБ) этих факторов. Видно, что эта функция экспоненциально убывает с увеличением продолжительности восстановления и не зависит от продолжительности предварительного воздействия повышенной температуры или температуры, при которой происходило облучение клеток. Используя уравнение (5), получаем, что р = 0,07 ч"1 при последовательном действии тепла и ионизирующего излучения и р = 0,067 ч"1 для всех температур при одновременном воздействии. Это означает, что около 7% оставшихся репарируемых радиационных повреждений восстанавливается каждый час для обоих типов комбинированных воздействий.

Аналогичные данные были получены для диплоидных дрожжевых клеток, подвергавшихся одновременному воздействию УФ излучения (254 нм) и гипертермии. Показано, что необратимый компонент непрерывно возрастает с увеличением термической нагрузки, а константа восстановления не зависит от условий комбинированных воздействий и составляет во всех случаях 0,06 ч"1.

Совокупность этих данных показывает, что ингибирование восстановления клеток после комбинированного действия гипертермии с ионизирующим или УФ излучениями и синергическое взаимодействие этих агентов не связано с нарушением самого процесса восстановления, а объясняется формированием повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться.

Эти данные имеют кардинальное значение для выявления механизма синергического взаимодействия разных агентов, включая ионизирующее излучение. Поэтому представляет интерес выяснить, сохраняются ли эти закономерности для высших эукариот.

Восстановление культивируемых клеток млекопитающих после терморадиационных воздействий.

В работе (ЯаарЬогз! е1 а1., 1988) приведены кривые выживаемости и восстановления легочных фибробластов китайского хомячка (линия У79-8171). Клетки восстанавливались от потенциально летальных повреждений после облучения одним рентгеновским излучением (250 кВ, 3 Гр/мин.) и после последовательного действия сначала гипертермии (42,5 °С) в течение 30 мин., а затем облучения в дозе 8 Гр. Данные, представленные в работе (11аар1юг51 й а1.,

1988), позволили нам рассчитать долю K(t) невосстановленных радиационных повреждений (уравнение 3), а также долю /4(f) восстанавливаемых повреждений (уравнение 5), в зависимости от продолжительности пострадиационного восстановления при различных условиях терморадиационного воздействия.

Продолжительность восстановления, ч

Рис. 4. Зависимость доли K(t) невосстановленных радиационных повреждений (А), а также доли Aft) восстанавливаемых радиационных повреждений (Б), от продолжительности пострадиационного восстановления клеток легочных фибробласгов китайского хомячка (линия V79-S171) после облучения одним рентгеновским излучением (8 Гр, кривые 1), а также после последовательного применения сначала гипертермии (42,5 °С в течение 30 мин., кривые 2), а затем рентгеновского излучения (8 Гр).

Эти данные позволили нам рассчитать необратимый компонент лучевого поражения и, используя формулу (6), - константу восстановления ß, которая составила 0,019 мин."1. Видно, что комбинированное применение гипертермии и ионизирующего излучения по-разному влияют на параметры, описывающие процесс пострадиационного восстановления. Так, необратимый компонент лучевого поражения возрастает, а константа восстановления остается постоянной при любых условиях терморадиационного воздействия. На основании приведенных результатов можно сделать вывод, что ингибирование восстановления при комбинированном действии тепла и ионизирующего излучения на легочные фибробласты китайского хомячка (линия V79-S171) могло реализовываться через повышение доли необратимо пораженных клеток, в то время как сам процесс восстановления оставался не нарушенным.

Аналогичные результаты получены нами при анализе опубликованных другими авторами экспериментальных результатов по выживаемости и восстановлению клеток китайского хомячка (Li, Evans, Hahn, 1976; Hahn, 1982), клеток глиомы человека (Raaphorst et al., 1991) и саркомы молочной железы мышей (Fu et al., 1975) после последовательного воздействия ионизирующего излучения и гипертермии.

Таким образом, при анализе кинетики восстановления клеток млекопитающих различного происхождения после комбинированного воздействия ионизирующего излучения и гипертермии показано, что с возрастанием термической нагрузки существенно увеличивался необратимый компонент радиационного повреждения при незначительном изменении константы восстановления. Это означает, что механизм синергического терморадиационного взаимодействия при лечении опухолей в большей степени реализуется через формирование необратимых повреждений, а не через повреждение самих процессов молекулярного восстановления.

Восстановление клеток млекопитающих после комбинированных воздействий ионизирующих излучений и химических агентов.

Хорошо известно, что цитотоксическое действие ионизирующего излучения на клетки млекопитающих контролируется ферментативными процессами, посредством которых клетки могут восстанавливаться от индуцированных радиацией повреждений ДНК. Поэтому большой интерес представляют ингибиторы процессов восстановления ДНК, так как они могут значительно усиливать летальное действие ионизирующего излучения. В работе (Little et al., 1989) проанализированы действия нескольких классов ингибиторов восстановления от потенциально летальных повреждений на двух клеточных линиях человека и двух линиях клеток грызунов. В экспериментах были использованы клетки китайского хомячка (СНО), мышиные клетки СЗН 10Т1/2, диплоидные фибробластные клетки человека, штамм AG 1522, и опухолевые клетки человека линия SCC-61. Были испытаны химические ингибиторы с различными механизмами действия. 9-Р-0-арабинфуранозиладенин (ara-А) и 1-ß-D-арабинфуранозилцитозин (ara-С) являются ингибиторами синтеза ДНК, которые замедляют как цепь инициации, так и элонгацию (Bell, Fridland, 1980). Гидроксимочевина действует как ингибитор альфа-полимеразы (Huberman, 1981), а 3-аминобензамид (3-АВ) является ингибитором ADP рибосиляции (Purnell, Wish, 1980). Ингибиторы восстановления вводили в суспензию клеток за 18-24 ч до облучения, они присутствовали и в процессе восстановления клеток от потенциально летальных повреждений.

Так, для клеток китайского хомячка СНО, облученных одним рентгеновским излучением и в присутствии 5 мМ 3-аминобензамида, нами были рассчитаны параметры восстановления (необратимый компонент и константу восстановления). Результаты наших расчетов приведены на рис.5. Видно, что необратимый компонент лучевого поражения возрастает с 0,82 при действии одного рентгеновского излучения до 0,89 при облучении и восстановлении клеток в присутствии 5 мМ 3-аминобензамида, в то время как константа восстановления ß не зависела от условий облучения и равнялась 0,53 ч"1. Аналогичные данные получены нами и для культивируемых клеток человека

после различных типов комбинированного воздействия рентгеновского излучения и химических ингибиторов восстановления.

Рис. 5. Зависимость относительной доли необратимых повреждений K(t) = Deu(t)/Di и относительной доли восстанавливаемых повреждений, определяемой функцией Aft) = [Def/(t) - D^f/f-rj)J/[Di - Def/(ao)], от продолжительности восстановления клеток китайского хомячка СНО. Клетки были облучены рентгеновским излучением и восстанавливались от потенциально летальных повреждений без препарата (кривые 1) и в присутствии 5 мМ 3-аминобензамида (кривые 2).

В целом, полученные данные указывают на то, что сам процесс восстановления не был нарушен при изученных комбинированных воздействиях. Однако с увеличением концентрации большинства испытанных химических препаратов отмечено возрастание доли необратимого компонента, т.е. доли необратимых повреждений, от которых клетки не были способны восстанавливаться. На основании этих данных можно придти к заключению, что наблюдавшееся экспериментах ингибирование восстановления обусловлено в большинстве случаев не нарушением самих процессов восстановления, а увеличением доли необратимо пораженных клеток. Следовательно, ингибирование восстановления клеток млекопитающих после комбинированных воздействий ионизирующего излучения и различных химических агентов не является причиной их синергического взаимодействия, как это традиционно предполагалось, а может быть вполне ожидаемым и прогнозируемым следствием формирования в условиях комбинированных воздействий повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться.

Ранее была предложена математическая модель, проверенная главным образом на микроорганизмах (Петин В.Г., Комаров В.П., 1989; Petin, Komarov, 1997). В соответствии с этой моделью синергизм обусловлен взаимодействием субповреждений, не эффективных при применении каждого агента в отдельности. Эта модель была апробирована в исследованиях с дрожжевыми

клетками (Реип е1 а1., 1997; Петин В.Г. и др., 1998, 1999). Главным недостатком этой модели является отсутствие доказательства, что наиболее распространенная точка зрения на механизм синергического взаимодействия, связанная с ингибированием восстановления, не является достаточно обоснованной. Как было показано в предыдущих разделах, для многих объектов и воздействующих агентов ингибирование восстановления не является причиной синергизма, а может быть вполне ожидаемым следствием образования необратимых повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться. Поэтому представляло интерес адаптировать математическую модель синергического взаимодействия различных агентов к этим новым данным и продемонстрировать ее способность прогнозировать не только эффективность синергического взаимодействия, но и долю необратимых повреждений, формируемых после комбинированных воздействий различных факторов окружающей среды и от которых клетки не способны восстанавливаться.

Прогнозирование восстановления после комбинированных воздействий.

При комбинированном действии двух факторов на инактивацию клеток образуются три типа повреждений: Л^ - летальные повреждения, индуцированные, например, ионизирующим излучением; N2 - летальные повреждения, индуцированные вторым фактором, например гипертермией; тт{р:Ы¡;р2^2} - летальные повреждения, обусловленные взаимодействием субповреждений, индуцированных двумя факторами. Каждый из трех типов летальных повреждений можно охарактеризовать своей величиной необратимого компонента: К1 - доля повреждений, вызванных ионизирующим или ультрафиолетовым излучением; К2 - доля повреждений, вызванных фактором, модифицирующим чувствительность клеток к ионизирующему или ультрафиолетовому излучению; К3 - доля повреждений, вызванных взаимодействием субповреждений, индуцированных обоими факторами. В соответствии с определением, необратимый компонент представляет собой отношение числа необратимых повреждений к общему числу повреждений в клетке. Тогда можно записать

К =

ВД+К^+Кз^ЛГ,

,если руЫх< р2Ы2

К^+К2Ы2+К3р2М2

----— - - , если р{ /V, > р2 Ы2

N^N2+ р2М 2

где К1 и К2 - соответственно, доли необратимых повреждений, вызванных первым и вторым фактором; К3 - доля необратимых повреждений, вызванных взаимодействием субповреждений, индуцированных обоими факторами. Можно предположить, что летальные повреждения, индуцированные каждым из факторов в условиях комбинированного воздействия, восстанавливаются в

том же объеме и с той же скоростью, что и с применением каждого из факторов в отдельности. Таким образом, из экспериментов с раздельным действием факторов можно определить К1 и К2. Величину К3 в соответствии с данными, представленными в предыдущих разделах, можно принять равной 1, поскольку повреждения, ответственные за синергизм и формируемые за счет взаимодействия субповреждений носят необратимый характер. Для удобства расчета уравнение (7) можно переписать в виде:

К =

К, N. + К2~ +К1Р\.

, М2 1 + + N. »

к, N. 2 ^

1 + - + р2 —-

если рхИх < р2Н2

, еслирхИх > Р2^г

(8)

Представляло интерес проверить возможность предсказания необратимого компонента радиационного поражения при комбинированных воздействиях ионизирующего излучения и гипертермии с помощью описанной модели (уравнение 8). В этом уравнении содержатся параметры модели р] и - числа субповреждений, индуцированных ионизирующим излучением (р,) и гипертермией (р2) на одно эффективное повреждение от этих агентов. Эти параметры находятся из реальных экспериментов, в которых в одном случае выполняется условие />/N/</7^, т.е. клетки гибнут преимущественно от гипертермии, а в другом случае - P|N|>P2N2, т.е. инактивация клеток в большей степени обусловлена ионизирующим излучением. Первоначально мы проверили возможность предсказания модели для одновременного терморадиационного действия на дрожжевые клетки БассИаготусез еШр$01с1е№ (\чп1) (штамм Мегри 139-В). Было предположено, что необратимый компонент, индуцируемый одним ионизирующим излучением, К] = 0.41 (облучение при комнатной температуре). Поскольку во всех наших экспериментах дрожжевые клетки не восстанавливались после действия одной гипертермии, мы полагаем, что К2 = 1.0, т.е. термические повреждения носили необратимый характер. Более того, как было показано выше для одновременного действия гипертермии с ионизирующим излучением, дополнительные повреждения, ответственные за синергизм и формируемые в этих условиях, также носят необратимый характер, т.е. К3 = 1.0. Следовательно, все параметры, содержащиеся в уравнении (2), нам известны, поэтому можно рассчитать теоретически предсказываемые значения необратимого компонента радиационного поражения для различных условий облучения. Результаты расчетов для р! = 3.07 \\р2 = 2.54 приведены в табл. 1.

Таблица I

Необратимый компонент радиационного поражения (К) после одновременного действия ионизирующего излучения и гипертермии на диплоидные дрожжевые

клетки Басскаготусея еШр$о1с1еш (уш) (штамм Мегри 139-В)

Температура, °С 20 45 50 52,5 55

ЛУЛ'/ 0 0,21 0,55 1,36 7,19

Необратимый компонент (К), эксперимент 0,41 ± 0,05 0,51 ±0,07 0,75 ± 0,04 0,84 ± 0,06 0,91 ± 0,05

Необратимый компонент (К), теория 0,41 0,66 0,80 0,89 0,95

Видно, что теоретически ожидаемые значения необратимого компонента хорошо соответствуют экспериментальным данным.

Совокупность данных, представленных в данной таблице, показывает, что предложенная модель предсказывает долю необратимых радиационных повреждений, формируемых при одновременном действии ионизирующего излучения и температуры и от которых клетки не способны восстанавливаться.

Приведенные результаты показывают, что восстановление дрожжевых клеток прогнозируется математической моделью, основанной на предположении, что дополнительные летальные повреждения, ответственные за синергизм, носят необратимый характер. Следовательно, механизм синергического взаимодействия ионизирующего излучения с гипертермией связан с формированием повреждений, от которых клетка не способна восстанавливаться. Тогда ингибирование восстановления при комбинированных терморадиационных воздействиях не может рассматриваться в качестве причины синергического взаимодействия, как это традиционно предполагается многими авторами, а может быть прямым следствием образования при комбинированных воздействиях необратимых повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться.

Представляет интерес провести аналогичные исследования о прогнозировании объема восстановления дрожжевых клеток после одновременного действия УФ излучения и гипертермии.

Для диплоидных дрожжевых клеток в данной работе было показано, что синергическое взаимодействие ультрафиолетового излучения с гипертермией обусловлено не нарушением самих процессов восстановления, как это традиционно предполагалось, а связано с формированием большей доли повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться. В связи с важностью этих фактов для понимания механизмов синергического взаимодействия мы экспериментально изучили зависимость объема

восстановления дрожжевых клеток после одновременного действия ультрафиолетового излучения и гипертермии, а также возможность прогнозирования синергизма и объема восстановления дрожжевых клеток после одновременного действия УФ-излучения и гипертермии. Используя экспериментальные результаты и уравнение (8), были получены экспериментальные значения необратимого компонента для одновременного действия УФ-излучения и гипертермии (таблица 2). Эти данные показывают, что необратимый компонент возрастает с увеличением температурной нагрузки. Это означает, что способность клеток восстанавливаться от повреждений, индуцированных УФ-светом, обратно пропорциональна температуре, при которой происходило облучение. Дрожжевые клетки, облученные при 57 °С, полностью утратили способность к восстановлению (К= 1).

Таблица 2

Необратимый компонент радиационного повреждения после одновременного действия УФ-излучения (254 нм) и гипертермии на диплоидные дрожжевые

клетки БассИаготусей сегеу1я1ае (штамм Х5800)

Температура, °С отн. ед. Необратимый компонент, отн. ед. (экспериментальные данные) Необратимый компонент, отн. ед. (прогнозируемые значения)

20 0 0,56 ± 0,05 0,56

53 0,11 0,60 ± 0,07 0,7

54 0,16 0,69 + 0,07 0,74

55 0,21 0,8 ± 0,07 0,77

56 0,95 0,92 ± 0,08 0,87

57 4,29 1,00 ±0,08 0,94

Оценим способность описанной математической модели прогнозировать необратимый компонент после одновременного действия УФ-излучения и гипертермии (уравнение 8). Можно предположить, что необратимый компонент, индуцируемый одним УФ-излучением, К/ = 0,56 (облучение при комнатной температуре). Поскольку во всех наших экспериментах дрожжевые клетки не восстанавливались после действия одной гипертермии, мы полагаем, что К2 = 1, т.е. термические повреждения носят необратимый характер. Как было показано выше для одновременного действия гипертермии с УФ-излучением, дополнительные повреждения, ответственные за синергизм и формируемые в этих условиях, также носят необратимый характер, т.е. К3= 1. Следовательно, все параметры, содержащиеся в уравнении (8), нам известны и можно рассчитать теоретически предсказываемые значения необратимого компонента для различных условий одновременного действия УФ-излучения и гипертермии. Результаты расчетов, проведенные по уравнению (8) для р, = 1,56

и р2 = 3,48, представлены в таблице 2. Видно, что теоретически ожидаемые значения хорошо соответствуют экспериментальным данным для всех условий одновременного воздействия УФ-излучения и гипертермии. Следовательно, описанная математическая модель синергизма и полученное на ее основе математическое уравнение (8) позволяют прогнозировать восстановление дрожжевых клеток после действия УФ-излучения и гипертермии, т.е. количественно предсказывать долю необратимых повреждений. Это означает, что предложенная модель описывает и прогнозирует не только эффективность синергического взаимодействия гипертермии с ионизирующим излучением и УФ-светом, но и предсказывает долю необратимых повреждений, формируемых при одновременном действии гипертермии с ионизирующим излучением (табл. 1) и УФ-светом (табл. 2).

На основе полученных результатов можно обсудить механизм синергического взаимодействия тепла с ионизирующим и УФ-излучениями. Рассмотренная в данной работе математическая модель синергизма основывалась на предположении, что механизм синергического взаимодействия обусловлен формированием дополнительных летальных повреждений, возникающих в результате взаимодействия субповреждений, индуцированных обоими факторами. Приведенные результаты показывают, что восстановление дрожжевых клеток прогнозируется моделью, основанной на предположении, что дополнительные летальные повреждения, ответственные за синергизм, носят необратимый характер. Тогда ингибирование восстановления при комбинированных воздействиях УФ-света с другими агентами не может рассматриваться в качестве причины их синергического взаимодействия, как это предполагается многими авторами, а может быть прямым следствием образования при комбинированных воздействиях необратимых повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться.

Комбинированное действие гипертермии и ионизирующего излучения при малых мощностях доз.

Данный раздел диссертации посвящен изучению особенностей отмирания дрожжевых клеток в стационарной фазе роста в непитательной среде, исключающей их размножение. Анализ литературы указывает на слабую изученность данного вопроса для одноклеточных организмов. Слабо изучен феномен замедления отмирания клеток после острого и хронического облучения в различных дозах, снижающих выживаемость клеток популяции. Представляет интерес изучение проблемы замедления отмирания как на клетках диких штаммов, для которых возможно нормальное протекание процессов репарации сублетальных и потенциально летальных повреждений, так и на клетках штаммов, мутантных по локусам, отвечающим за восстановление от радиационных повреждений. Вклад репарационных механизмов в увеличение продолжительности жизни клеток

популяции может быть также проанализирован при культивировании клеток при температурах, снижающих вероятность пострадиационного восстановления. Для выяснения этих задач в работе были использованы диплоидные штаммы дикого типа Т1 и XS800 (RAD/RAD), мутантный по репарации радиационных повреждений диплоидный штамм XS1898 (rad52-l/rad52-l) и двойной диплоидный мутант Т4 (rad2/rad2 rad54/rad54) с мутациями в локусах, отвечающих за устойчивость клеток к УФ-излучению и ионизирующей радиации, а также гаплоидный штамм S288C дикого типа (RAD). Многосуточное инкубирование контрольных и облученных клеток проводили при температурах 30, 37 и 40 °С.

Рис. 6. А - зависимость отмирания контрольных (кривая 1) и облученных в дозе 130 Гр (кривая 2) дрожжевых клеток штамма Т1 в непитательной среде при 37 °С. Б - та же зависимость при нормировании выжившей после облучения части популяции к 100 %.

На рис. 6 приведены кривые отмирания контрольных и облученных в дозе 130 Гр диплоидных клеток 8асскаготусев сеге\'таг дикого типа (штамм Т1) в непитательной среде при температуре инкубации 37 °С. Из рис. 6А видно, что отмирание выживших после острого облучения дрожжевых клеток в дозе, снижающей выживаемость клеток до 75 %, приводило к значительному замедлению скорости отмирания выживших после облучения клеток по сравнению с необлученным контролем. Это видно как по увеличению «плеча» на кривых отмирания, т. е. времени накопления субповреждений, так и с уменьшением наклона экспоненциальных участков этих кривых. Более наглядно эта закономерность видна на рис. 6Б, где выживаемость облученных клеток нормирована к 100%. Известно, что в радиобиологии для количественной оценки степени изменения радиочувствительности клеток под влиянием химических радиопротекторов или радиосенсибилизаторов используют фактор изменения дозы (ФИД). По аналогии с фактором (коэффициентом) изменения дозы, мы ввели коэффициент замедления отмирания клеток (к),

V 5 10 IS 2Ü 25 30 3S 4Ü 0 5 Щ 15 20 IS JU 3S 40

Продолжительность отмирания, сутки

определяемый отношением продолжительности отмирания облученных и контрольных клеток, рассчитанным для некоторого изоэффективного уровня (например, для выживаемости клеток, равной 10%): к = ХгН\ Пример нахождения этого коэффициента приведен на рис. 6Б с помощью стрелок. Для данных, представленных на рис. 6Б, коэффициент замедления отмирания к = 1,9 ± 0,2. Это означает, что облученные клетки отмирали почти в два раза медленнее, чем контрольные.

В таблице 3 суммированы итоги серии опытов по выяснению роли дозы в проявлении эффекта снижения отмирания клеток облученных популяций по сравнению с интактными. Коэффициент замедления отмирания клеток в таблице приведен для выживаемости клеток 10 %.

Таблица 3

Зависимость отмирания клеток штамма Т1 в непитательной среде от величины дозы при температуре 37 °С

Доза, Гр 130 670 1200

Выживаемость, % 75 ± 5 % 20 ± 4 % 5 ± 2%

Коэффициент замедления отмирания к 1,9 ±0,2 1,7 ±0,3 2,1 ±0,3

Анализируя результаты экспериментов, сведенные в табл. 3, можно отметить, что никакого закономерного изменения параметра к с дозой не отмечено. Не исключено, что полученные значения этого коэффициента отражают статистическую вариабельность коэффициента замедления отмирания. Усредняя все полученные значения этого коэффициента, получаем ксред = 1,9 ± 0,3. Таким образом, отклонение всех найденных значений коэффициента замедления старения от среднего значения находится в пределах вариабельности биологических экспериментов.

Результаты, приведенные в табл. 3, показывают, что гормезисные эффекты дрожжевых клеток, проявляющиеся в замедлении отмирания выживших после облучения клеток, могут быть выявлены не только в области малых доз, как это традиционно предполагалось (Кузин A.M., 1991, 1995; Luckey, 1991), но и в области больших доз ионизирующего излучения, снижающих выживаемость клеток в популяции до 20 - 5 %.

Механизм проявления радиационных гормезисных эффектов часто связывают с индуцированием процессов восстановления от радиационных повреждений (Lucke-Huhle et al., 1986; Филиппович И.В., 1991; Boucher et al., 2004). Известно, что процессы восстановления могут быть реализованы не только после облучения различными видами ионизирующего излучения, но и после воздействия других повреждающих агентов, обеспечивая надежность функционирования живых систем при действии различных повреждающих факторов окружающей среды. Представляло интерес провести эксперименты по отмиранию диплоидных дрожжевых клеток не

способных к пострадиационному восстановлению. Было выявлено, что клетки радиочувствительного мутанта (Т4, гас12/га<12 гас154/гис154) также показывали замедление старения и отмирания при выдерживании их в пострадиационный период в непитательной среде при 37°С. При этом коэффициент замедления старения равнялся 1,5 ± 0,2.

Помимо экспериментов по старению и отмиранию дрожжевых клеток после острого радиационного воздействия были проведены исследования старения и отмирания дрожжевых клеток после хронического воздействия ионизирующего излучения.

Продолжительность отмирания, сутки

К 3 вз

г^Чго!^ ' 1 ' 1 ' 1 '

\ ^^^ч '

Г X \ 1;

\ \2 :

А !

Рис. 7. Влияние малых доз ионизирующего излучения на отмирание диплоидных (А) и гаплоидных (Б) дрожжевых клеток ЗассИаготусея сегеугьше, выдерживаемых при 37°С в непитательной среде после выдерживания клеток при естественном (кривые 1) и 10-кратном (кривые 2) радиационном фоне.

На рис. 7 приведены кривые отмирания диплоидных и гаплоидных дрожжевых клеток, выдерживаемых в непитательной среде при 37°С после хронического облучения (мощность дозы соответствует 10 естественным радиационным фонам). Из рис. 7А видно, что облученные диплоидные дрожжевые клетки отмирали медленнее контрольных, выдерживаемых в условиях естественного радиационного фона. Напротив, гаплоидные клетки отмирали значительно быстрее контрольных (рис. 7Б). Итоговые данные по изучению отмирания дрожжевых клеток различного генотипа суммированы в табл. 4.

Таблица 4

Зависимость коэффициента отмирания (к) дрожжевых клеток ЗассИаготусез сегеушае от генотипа (мощность дозы составляла 10 ЕРФ или 1,3-106 Гр/ч)

Штамм ХБ800 ХБ1898 Б288С

к 1,8+0,2 1,3±0,2 0,2±0,02

Совокупность приведенных экспериментальных данных свидетельствуют в пользу точки зрения, что замедление отмирания облученных клеток могло быть связано со способностью клеток восстанавливаться от повреждений, индуцируемых ионизирующим излучением Повышенные дозы ионизирующего излучения (10 и 100 ЕРФ) могли запускать процессы репарации, которые, вероятно, принимают участие в восстановлении некоторых повреждений, ответственных за отмирание клеток.

Из приведенных в диссертации данных ясно, что эффект радиационного гормезиса, регистрируемый по критерию снижения скорости отмирания клеток в популяции, характерен не только для диких штаммов, для которых существуют механизмы пострадиационной репарации повреждений ДНК (Филиппович И.В., 1991; Боднарчук И.А., 2002, 2003; Boucher et al., 2004), но и для мутантного штамма, возможности восстановления которого после воздействия ионизирующего излучения ограничены.

Обсудим возможные механизмы радиационного гормезиса наблюдавшегося на дрожжевых клетках. Зависящие от времени изменения в живых системах могут быть определены как старение, которое сопровождается потерей или деструкцией клеток. В данной работе представлены результаты экспериментальных исследований, демонстрирующих старение и отмирание в условиях голодания дрожжевых клеток различных штаммов, облученных ионизирующим излучением. Гибель (отмирание) клеток наблюдали в контрольной и предварительно облученной популяции клеток. Показано, что острое однократное облучение приводило к замедлению клеточного старения и отмирания клеток, выживших после облучения.

Этот положительный радиационный эффект, наблюдавшийся в выживших после облучения дрожжевых клетках может быть отнесен к гормезисному действию. В противоположность традиционной точке зрения, наши данные показывают, что радиационный гормезис может наблюдаться не только при малых дозах, снижающих выживаемость клеток до 70-90 %, но также и после облучения в высоких дозах, когда выживаемость клеток составляет 5-15%. Эти данные могут быть интерпретированы с позиций микродозиметрии, изучающей распределение поглощенной энергии на микрогеометрическом уровне (Booz, Feinendegen, 1988). В соответствии с микродозиметрией, существует довольно-таки широкое распределение клеток по поглощенной энергии в микрообъемах клетки даже при одинаковой дозе облучения. Поглощенная энергия в чувствительном объеме клеток, выживших после облучения, может быть меньше критической энергии, необходимой для индукции наблюдаемого эффекта (инактивация клеток), но достаточной для проявления положительного действия (радиационный гормезис).

Было показано, что эффект радиационного гормезиса наблюдался для диплоидных дрожжевых клеток как дикого типа (Т1), так и радиочувствительного мутанта (штамм Т4), дефектного по способности

восстанавливаться от радиационных повреждений. Эти данные могут быть интерпретированы следующим образом. Вполне возможно, что облучение ионизирующим излучением индуцировало реактивацию клеток от повреждений, приводящих к клеточной деструкции и старению в условиях голодания при умеренно повышенных температурах, использованных в наших экспериментах. Такая гипотетическая реактивация могла отличаться от восстановления от радиационных повреждений и частично происходить для диплоидных мутантных клеток, неспособных к восстановлению от радиационных повреждений. Не исключено, что такая реактивация могла быть более эффективной для клеток, содержащих два набора хромосом. Тогда становится ясным, почему радиационный гормезис регистрировался и для диплоидных радиочувствительных клеток: диплоидные клетки, благодаря двойному набору хромосом, могли восстанавливаться от повреждений, ответственных за клеточное старение и отмирание клеток в голодной среде.

Продемонстрирована прямо противоположная реакция гаплоидных и диплоидных дрожжевых клеток, выдерживаемых в воде (37 °С) во время хронического (15-35 сут) облучения ионизирующим излучением при низких мощностях доз (10 и 100 естественных радиационных фонов). Было показано, что клеточная гибель значительно задерживалась для диплоидных дрожжевых клеток, облучавшихся при 10 и 100 значениях естественного радиационного фона по сравнению с гибелью клеток, облучавшихся только естественным фоном. Наоборот, клеточная гибель была существенно ускоренной для гаплоидных дрожжевых клеток, облучавшихся при 10-кратном естественном радиационном фоне. Это означает, что действие ионизирующего излучения при низкой мощности дозы было положительным для диплоидных дрожжевых клеток и отрицательным для гаплоидных.

Эти оригинальные данные также могут быть объяснены ключевой ролью восстановления в выживаемости дрожжевых клеток различной плоидности. Хорошо известно, что диплоидные клетки более устойчивы, чем гаплоидные, ко многим инактивирующим агентам (Корогодин В.И., 1966). Это связывают с диплоид-специфическим восстановлением (Saeki et al., 1980), проявление которого в диплоидных дрожжевых клетках объясняют наличием двойного набора хромосом, обеспечивающего реализацию рекомбинационного процесса, который может устранять многие повреждения ДНК. Однако если этот вид восстановления не проявляется, можно ожидать, что диплоидные клетки должны быть примерно одинаковы по чувствительности с гаплоидными клетками или даже быть более чувствительными из-за различия в объеме мишени (число хромосом, содержание ДНК и т.д.). Этот факт хорошо известен для радиочувствительных rad мутантов (Петин В.Г., 1987) и гаплоидных дрожжей (Korogodin et al., 1996), которые не способны к диплоид-специфическому восстановлению. Не исключено, что в наших экспериментах диплоид-специфическое восстановление не полностью активировалось

естественным радиационным фоном. В этом случае диплоидные клетки могли быть более чувствительными, чем гаплоидные. Как раз такой случай мог реализовываться в экспериментах, представленных в данной работе.

В целом, результаты наших исследований, касающиеся радиационного гормезиса, подтверждают хорошо известную точку зрения, что механизм радиационного гормезиса может быть связан со способностью клеток восстанавливаться от повреждений, образованных различными вредными агентами, включая факторы, приводящие к старению и отмиранию клеток, выживших после облучения и выдерживаемых в непитательной среде при несколько повышенной температуре. Эти данные также указывают на общебиологическую значимость радиационного гормезиса, поддерживают идею (Kant, Chakarvarti, 2006; Cuttler, 2006) о необходимости пересмотра парадигмы о беспороговом вредном действии ионизирующего излучения и могут рассматриваться как дополнительное указание на формирование в процессе эволюции систем репарации, обеспечивающих более полное восстановление диплоидных клеток и, как результат этого, переход в процессе эволюции от гаплоидных клеток к диплоидным.

ВЫВОДЫ

1. Экспериментальный анализ динамики восстановления диплоидных дрожжевых клеток после комбинированного действия гипертермии с ионизирующим излучением или УФ светом (254 нм) показал, что скорость и объем восстановления клеток уменьшались с увеличением термической нагрузки. При этом показано, что вероятность восстановления от потенциально летальных повреждений в единицу времени (константа восстановления) остаётся постоянной, а величина необратимого компонента возрастает с увеличением температуры, при которой происходило облучение.

2. Повышение доли невосстанавливающихся дрожжевых клеток с увеличением температуры, при которой происходило облучение ионизирующим или ультрафиолетовым излучениями, сопровождалось увеличением доли клеток, погибающих без деления и не способных к восстановлению. Следовательно, ингибирование восстановления клеток после комбинированного действия гипертермии с ионизирующим излучением или УФ светом и синергическое взаимодействие этих агентов не связано с нарушением самого процесса восстановления, а объясняется формированием повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться.

излучения в комбинации с гипертермией и различными химическими ингибиторами восстановления, показал, что радиосенсибилизирующее действие гипертермии и химических агентов происходит за счет возрастания доли клеток, не способных к восстановлению от потенциально летальных повреждений, в то время как константа восстановления остается постоянной и не зависит от условий комбинированных воздействий.

4. Впервые оценены параметры восстановления разрывов ДНК культивируемых клеток млекопитающих. Показано, что константа восстановления не зависит от условий терморадиационных воздействий, а уменьшение скорости и объема восстановления разрывов ДНК клеток млекопитающих является следствием образования необратимых повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться. Это означает, что механизм подавления восстановления разрывов ДНК связан с формированием повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться, а не с нарушением самого процесса восстановления.

5. Предложен новый механизм синергического взаимодействия ионизирующего излучения с гипертермией и химическими радиосенсибилизаторами, в соответствии с которым нарушение процессов восстановления от потенциально летальных повреждений не является причиной радиосенсибилизации или синергического взаимодействия, а лишь вполне ожидаемым и прогнозируемым следствием формирования при комбинированных воздействиях большей доли необратимых повреждений, от которых клетки неспособны восстанавливаться.

6. Показано, что основанная на этом механизме действия обобщенная математическая модель синергизма позволяет оптимизировать и прогнозировать летальные эффекты, индуцируемые после комбинированных воздействий различных агентов на клеточном уровне. Продемонстрировано, что модель позволяет количественно описывать синергическое взаимодействие при любых соотношениях воздействующих агентов, прогнозирует величину максимального синергизма, условие его достижения и зависимость эффективности синергического взаимодействия от интенсивности используемых физических факторов или концентрации химических агентов.

7. Предложена математическая модель для количественного прогнозирования доли невосстанавливающихся клеток после комбинированных воздействий различных агентов. Модель основана на предположении, что эффективные дополнительные повреждения, ответственные за синергизм, являются необратимыми и формируются в результате взаимодействия субповреждений, неэффективных при раздельном применении агентов. Показано, что предсказания модели соответствуют экспериментальным данным, полученным на диплоидных дрожжевых клетках, подвергавшихся

воздействию гипертермии в комбинации с ионизирующим излучением или УФ светом.

8. Обнаружено, что как хроническое (10-100 естественных радиационных фонов), так и острое облучение диплоидных дрожжевых клеток замедляло отмирание в голодной среде клеток, выживших после облучения. Этот процесс регистрировался не только в области малых доз ионизирующего излучения, снижающих выживаемость клеток до 70-90 %, но и в области больших доз, когда доля выживших после облучения клеток составляла несколько процентов. Полученные результаты интерпретируются в рамках гипотезы о роли систем репарации, поддерживающих надежность клеточного генома, в проявлении радиационного гормезиса.

9. Продемонстрирована значительная задержка отмирания диплоидных дрожжевых клеток, выдерживаемых при 37°С в голодной среде в процессе хронического облучения при мощности дозы, соответствующей 10 естественным радиационным фонам. Наоборот, отмирание гаплоидных дрожжевых клеток в этих условиях значительно ускорялось по сравнению с контрольными клетками, выдерживаемых при естественном радиационном фоне. Это означает, что действие малых мощностей доз является положительным для диплоидных дрожжевых клеток и отрицательным для гаплоидных, что объясняется индукцией диплоид-специфичекского восстановления.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Petin V.G., Zhurakovskaya G.P., Komarova L.N. Synergistic interaction of ionizing radiation with other harmful agents and environmental health criteria // International Conference on Radiation and Health, Beer Sheva (Israel), 1996. -P.U6.

2. Комарова Jl.H. Значимость синергического взаимодействия факторов окружающей среды в области малых доз // Третий съезд по радиационным исследованием» - Пущино, 1997. - Т.2. - С. 228.

3. Petin V.G., Zhurakovskaya G.P., Komarova L.N. Fluence rate as a determinant of synergistic interaction of simultaneous action of UV-light and mild heat in Saccharomyces cerevisiae // Photochem. Photobiol. B: Biol., 1997. - V. 38.-P.123-128.

4. Головач И.Н., Жураковская Г.П., Комарова Jl.H., Петин В.Г.

Прогнозирование и оптимизация синергизма при действии ультразвука и гипертермии // Акустический журнал, 1998. - Т. 44. - С.354-357.

5. Петин В.Г., Жураковская Г.П., Комарова JI.H., Рябова С.В.

Зависимость синергизма факторов окружающей среды от их интенсивности // Экология, 1998. - № 5. - С.383-389.

6. Petin V.G., Zhurakovskaya G.P., Komarova L.N. Mathematical description of combined action of ultrasound and hyperthermia on yeast cells // Ultrasonics, 1999,-V. 37. - P.79-83.

7. Жураковская Г.П., Комарова Jl.H., Петин В.Г. Зависимость синергизма одновременного действия ультразвука и гипертермии от интенсивности ультразвука // Биофизика, 2000. - Т. 45. - С.125-129.

8. Петин В.Г., Жураковская Т.П., Комарова JI.H., Морозов И.И., Дергачева И.П., Рябова С.В. Разработка и апробация теоретической модели синергического взаимодействия вредных факторов окружающей среды, характерных для Калужской области // Труды регионального конкурса научных проектов в области естественных наук, Калуга, 2000.-Вып. 1. - С.266-279.

9. Петин В.Г., Комарова Л.Н., Рябова С.В. Оптимизация и прогнозирование на организменном уровне синергического взаимодействия факторов окружающей среды, характерных для Калужской области // Труды регионального конкурса научных проектов в области естественных наук, Калуга, 2001. - Вып. 2. - С.383-399.

10. Комарова Л.Н., Тхабисимова М.Д. Восстановление дрожжевых клеток после синергического взаимодействия ионизирующего излучения и

гипертермии //IV съезд по радиационным исследованиям - Москва, 2001. -Т. II.-C.451.

11. Комарова JI.H., Калугина A.B. Математическое описание влияния температуры окружающей среды на микроволновой нагрев кроликов // IV съезд по радиационным исследованиям - Москва, 2001. - Т. III. - С.811.

12. Комарова JI.H., Тхабисимова М.Д. Количественная оценка параметров восстановления дрожжевых клеток после комбинированного действия УФ-излучения и гипертермии // "Энергетика-3000". Сборник материалов. -Обнинск, ИАТЭ-2001.-С.160-166.

13. Комарова JI.H., Тхабисимова М.Д., Петии В.Г. Восстановление дрожжевых клеток после воздействия ионизирующего излучения и гипертермии // Радиационная биология. Радиоэкология, 2002. -Т. 42, № 1. -С.54-59.

14. Калугина A.B., Комарова JT.H., Петин В.Г. Математическое описание синергического взаимодействия температуры окружающей среды и микроволн при нагреве животных // Радиационная биология. Радиоэкология, 2002. - Т. 42, № 2. - С.223-227.

15. Тхабисимова М.Д., Комарова JI.H., Петин В.Г. Темновое восстановление диплоидных дрожжевых клеток после одновременного воздействия ультрафиолетового излучения и гипертермии // Цитология, 2002. - Т. 44, № 6. - С.555-560.

16. Тхабисимова М.Д., Комарова Л.Н., Петин В.Г. Восстановление клеток китайского хомячка под влиянием комбинированного воздействия рентгеновского излучения и химических препаратов // Медицинская радиология и радиационная безопасность, 2002. - Т. 47, № 4. - С. 17-22.

17. Комарова Л.Н., Крицкий P.O. Синергизм комбинированного действия ультрафиолетового излучения и ионизирующей радиации. // «Электромагнитные излучения в биологии». Труды Ш Международной конференции. Калуга, 2005. - С.158-163.

18. Комарова JI.H., Горшкова Т.А. Влияние ионизирующей радиации на отмирание дрожжевых клеток разного генотипа // Материалы XL научных чтений памяти К.Э. Циолковского. Калуга: ИП Кошелев А.Б., 2005,- С. 101-102.

19. Kim J.K., Komarova L.N., Tkhabisimova M.D., Petin V.G. Inhibition of recovery from potentially lethal damage by chemicals in Chinese hamster cells is realized through the production of irreversible damage // Korean Journal of Environmental Biology, 2005. - V. 23, № 4. - P.390-397.

20. Комарова JI.H., Передельская JI.А. Проявление гормезиса у дрожжевых клеток // «Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и

радиоактивное загрязнение среды», Международная конференция БИОРАД-2006, Сыктывкар, 2006. - С. 115-116.

21. Комарова JI.H., Крицкий P.O., Петин В.Г. Количественные закономерности проявления эффектов синергизма при последовательном действии факторов радиационной и нерадиационной природы // «Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды», Международная конференция БИОРАД-2006, Сыктывкар, 2006. - С.160-162.

22. Комарова J1.H., Горшкова Т.А., Кабакова Н.М. Особенности проявления адаптивной реакции у дрожжевых клеток на действие ионизирующего излучения // «V съезд по радиационным исследованиям». Москва, 2006. - Том 1. - С.144.

23. Комарова J1.H. Гормезисная реакция дрожжевых клеток на ионизирующее излучение // «V съезд по радиационным исследованиям». Москва, 2006. - Том 1,- С.153.

24. Petin V.G., Komarova L.N., Zhurakovskaya G.P. Synergistic interaction of detrimental factors can intensify the consequences of Chernobyl accident // International Conference "20 years after Chernobyl: strategy for recovery and sustainable development of the affected regions" . Gomel, 2006. - P. 153-154.

25. Komarova L.N., Kritskiy R.O., Petin V.G. The significance of the synergistic interaction of ionizing radiation with various physical and chemical agents in cosmic research // "4th International Workshop on Space Radiation Research and 17th Annual NASA Space Radiation Health Investigators Workshop". Dubna, 2006. - P.63-64.

26. Komarova L.N., Tkhabisimova M.D. Mechanism of synergistic interaction of ionizingadiation and other agents taking place in cosmic flights // "4th International Workshop on Space Radiation Research and 17th Annual NASA Space Radiation Health Investigators Workshop". Dubna, 2006. - P.130-131.

27. Комарова Л.Н. Зависимость синергического взаимодействия гипертермии и ионизирующего излучения от интенсивности применяемых факторов // В кн. Физико-технические проблемы гарантии качества лучевой терапии. Обнинск, 2006. - С.77-78.

28. Комарова Л.Н. Проявление эффекта гормезиса у дрожжевых клеток, облученных ионизирующим излучением // Радиация и риск, 2006. - Т. 15, № 1-2. - С.77-84.

29. Петин В.Г., Комарова JI.H. Значимость синергического взаимодействия ионизирующего излучения и других вредных факторов для усиления последствий чернобыльской аварии // Радиация и риск, 2006. - Т. 15, № 12. - С.85-113.

30. Fetin V.G., Kim J.K., Komarova L.N. Synergistic interaction of different environmental factors and its biological significance // Autumn meeting of Korean society of environmental biology. - Korea Ocean Research & Development Institute, South Sea Institute, 2006. - P.9-13.

31. Комарова JI.H., Крицкий P.O., Белкина C.B. Прогнозирование синергических эффектов ионизирующего излучения и других повреждающих факторов на клетки млекопитающих и растения // Радиация и риск, 2006. - Т. 15, № 3-4. - С. 118-130.

32. Kim J.K., Lee Y.-J., Lee J.-W, Komarova L.N., Petin V.G. Exploitable mechanism, optimization and prediction of the biological responses to radiation combined with other agent // The Second Asian and Oceanic Congress for Radiation Protection (Abstracts) October 9-13 - 2006, Beijing, China.- P. 308.

33. Kim J.K., Komarova L.N., Petin V.G. The order of synergistic interaction of ionizing radiation with other agents among the chaos of the effects observed // Ind. J. Radiat. Res., 2006. - Vol. 3, No. 4. - P. 182.

34. Комарова JI.H. Некоторые эффекты радиационного гормезиса у дрожжевых клеток // Девятая российская научная конференция «Радиационная защита и радиационная безопасность в ядерных технологиях». Обнинск, 2006. - С.436.

35. Комарова JI.H., Тхабисимова М.Д., Петин В.Г. Прогнозирование восстановления дрожжевых клеток после одновременного действия УФ-излучения и гипертермии // Цитология, 2007. - Т. 49, № 1. - С.83-88.

36. Жураковская Г.П., Дергачева И.П., Комарова JI.H. Особенности одновременного комбинированного действия цитостатиков и гипертермии на клетки китайского хомячка // Медицинская радиология и радиационная безопасность, 2007. - Т. 52, № 1. - С.5-9.

37. Тхабисимова М.Д., Комарова JI.H., Петин В.Г. Количественный анализ

параметров, описывающих восстановление ДНК клеток млекопитающих, подвергшихся терморадиационному воздействию // Молекулярная медицина, 2007. - №2. - С.29-32.

38. Комарова JI.H., Тхабисимова М.Д., Петин В.Г. Влияние химических

ингибиторов репарации ДНК на восстановление клеток млекопитающих от повреждений, индуцированных ионизирующим излучением // Радиационная биология. Радиоэкология, 2007. - Т. 47, № 4. - С.408-413.

39. Комарова Л.Н. Прогнозирование доли необратимых радиационных

повреждений после одновременного действия гипертермии и ионизирующего излучения на дрожжевые клетки // Радиационная биология. Радиоэкология, 2007. - Т. 47, № 5. - С.591-597.

40. Комарова Л.Н., Петин В.Г., Саенко А.С. Параметры восстановления

разрывов ДНК асцитных клеток Эрлиха после комбинированного воздействия ионизирующего излучения и гипертермии // Радиационная биология. Радиоэкология, 2007. - Т. 47, № 5. - С.584-590.

41. Комарова Л.Н., Петин В.Г. Модификация радиочувствительности: новые

горизонты и перспективы. Обнинск, ИАТЭ, 2007. - 141 с.

42. Kim J.K., Komarova L.N., Kim S.H., Petin V.G. Inhibition of DNA repair

from radiation damage by hyperthermia is mainly realized through the production of irreversible damage // Indian J. Rad. Res., 2007- 4 (3-4). P.188-195.

43. Kim J.K., Komarova L.N., Petin V.G. Mathematical prognosis of cell recovery

after combined exposures of environmental agents // In: Spring Meeting of Korean Society of Environmental Biology. 8-9 June 2007. Korea Research Institute of Bioscience & Biotechnology. Daejeon, 2007. - P.32.

44. Petin V.G., Kim J.K., Kritsky R.O., Komarova L.N. Mathematical description,

optimization and prediction of synergistic interaction of fluoride and xylitol // Chemosphere. Environmental Toxicology and Risk Assessment, 2008 - V.72.-P.844-849.

45. Komarova L.N., Kim J.K., Petin V.G. Mathematical description and prognosis

of cell recovery after thermoradiation action // Korean Journal of Environmental Biology, 2008.-V. 26, № 1.-P.1-7.

Заказ № 3180. Формат-60х84Лб. Объем 2 п.л. Тираж 100 экз.

Отпечатано в МП «Обнинская типография» 249035 Калужская область, г. Обнинск, ул. Комарова, 6

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Комарова, Людмила Николаевна

Введение.

Глава 1. Основные закономерности взаимодействия факторов окружающей среды (аналитический обзор литературы).

1.1. Характер взаимодействия повреждений при комбинированных воздействиях

1.2. Восстановление клеток после комбинированных воздействий различных факторов окружающей среды.

1.3. Математические модели комбинированных воздействий

1.4. Совместное действие ионизирующего излучения и других физических факторов

1.5. Комбинированное воздействие ионизирующего излучения и химических агентов

1.6. Эффекты комбинированных воздействий при малых мощностях доз ионизирующего излучения

1.7. Постановка цели и задач исследования

Глава 2. Восстановления дрожжевых клеток после комбинированных воздействий различных факторов.

2.1. Восстановление дрожжевых клеток после последовательного действия ионизирующего излучения и гипертермии.

2.2. Восстановление дрожжевых клеток после одновременного терморадиационного воздействия.

2.3. Оценка параметров, описывающих восстановление дрожжевых клеток после комбинированного действия тепла и ионизирующего излучения.

2.4. Восстановление дрожжевых клеток после одновременного воздействия УФ-излучения и гипертермии.

Глава 3. Восстановление культивируемых клеток млекопитающих после терморадиационных воздействий

3.1. Восстановление разрывов ДНК клеток млекопитающих после терморадиационного воздействия

3.2. Ингибирование восстановления клеток китайского хомячка от потенциально летальных радиационных повреждений гипертермией

3.3. Параметры восстановления культивируемых клеток человека после действия ионизирующего излучения и гипертермии

3.4. Подавление восстановления от потенциально летальных радиационных повреждений клеток солидной опухоли гипертермией

Глава 4. Восстановление клеток млекопитающих после комбинированных воздействий ионизирующих излучений и химических агентов.

4.1. Подавление способности клеток китайского хомячка восстанавливаться от радиационных повреждений химическими ингибиторами восстановления

4.2. Химическое ингибирование восстановления от потенциально летальных повреждений культивируемых клеток человека и грызунов

4.3. Действие новобиоцина на восстановление клеток китайского хомячка от потенциально летальных повреждений

4.4. Влияние 5-иододеоксиуридиина на восстановление повреждений, индуцированных ионизирующим излучением

Глава 5. Прогнозирование восстановления и синергизма после комбинированных воздействий.

5.1. Математическое описание необратимого компонента радиационного поражения дрожжевых клеток после комбинированных воздействий.

5.2. Прогнозирование объема восстановления и синергизма после одновременного действия ионизирующего излучения гипертермии

5.3. Предсказание объема восстановления и синергизма после одновременного действия УФ-излучения и гипертермии на дрожжевые клетки.

Глава 6. Синергические эффекты после комбинированных воздействий различных факторов

6.1. Комбинированное действие ультразвука и гипертермии на дрожжевые клетки.

6.2. Особенности одновременного действия цитостатиков и гипертермии на клетки китайского хомячка

6.3. Математическое описание, оптимизация и предсказание синергического взаимодействия флюорида и ксилитола на бактериальные клетки

6.4. Одновременное действие СВЧ излучения и температуры окружающей среды на повышение температуры тела кроликов

Глава 7. Комбинированное действие гипертермии и ионизирующего излучения при малых мощностях доз.

7.1. Закономерности отмирания дрожжевых клеток, выдерживаемых после облучения в непитательной среде

7.2. Биологические эффекты комбинированного действия хронического облучения и повышенной температуры

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Комбинированное действие ионизирующего излучения и других факторов окружающей среды на живые организмы: новые закономерности и перспективы"

Актуальность работы. Живые организмы и вся биосфера в целом подвергаются комбинированным многофакторным воздействиям. Испытания ядерного оружия, аварии на объектах ядерной энергетики, таких как Чернобыльская АЭС, химические комбинаты «Маяк» и «Томск-7», привели к загрязнению биосферы долгоживущими радионуклидами. Активно включаясь в круговорот веществ в биосфере, долгоживущие радионуклиды оказывают радиационное воздействие на человека, растительный и животный мир. Особую актуальность эта проблема приобрела в связи с тем, что радиоактивные загрязнения, как экологический фактор, никогда не действуют изолированно, а в комбинации с другими факторами окружающей среды. Увеличение производства химических веществ, синтетических лекарств, использование удобрений, повышение фона ультрафиолетового (УФ) излучения в связи с образованием озоновых дыр, а также комбинации этих факторов друг с другом и ионизирующими излучениями приводят к отрицательным последствиям и вредно отражаются на здоровье человека и на всей окружающей среде. Поэтому проблема восстановления клеток после раздельного и комбинированного воздействий факторов физической и химической природы, модифицирующих радиочувствительность клеток различного происхождения, становится все более актуальной. Часть вопросов по восстановлению клеток не нашла отражения в отечественной и зарубежной научной литературе: изучение механизма ингибирования процесса восстановления после воздействия негативных факторов различной природы и их комбинаций; влияние модификаторов радиочувствительности на параметры, описывающие и характеризующие процесс восстановления. Следовательно, количественная оценка параметров восстановления после комбинированных воздействий различных факторов окружающей среды и химических ингибиторов восстановления является актуальной задачей. При комбинированном действии различных физических, химических и даже социальных факторов их вредное действие может суммироваться (независимое действие), ослабляться (антагонизм), либо усиливаться (синергизм). Синергическое взаимодействие факторов окружающей среды представляет особую опасность и привлекает внимание многих исследователей. Многообразие загрязняющих агентов обусловливает необходимость изучения общих закономерностей взаимодействия физических и химических факторов окружающей среды, разработки концептуальных основ их синергического взаимодействия, прогнозирования и оптимизации эффектов, индуцируемых при комбинированных воздействиях. Чтобы оценить принципиальную возможность синергического и антагонистического взаимодействий вредных факторов окружающей среды при малых интенсивностях загрязняющих агентов в биосфере, необходимо проанализировать зависимость синергизма от мощности дозы ионизирующего излучения, интенсивности УФ излучения, ультразвука, радиоволн СВЧ диапазона или концентрации химических агентов, используемых в комбинации с другими агентами. Принципиальную важность представляет малоисследованное явление радиационного гормезиса при действии малых доз ионизирующего излучения в комбинации с другими факторами внешней среды.

5. Выяснить, связано ли повреждение восстановления, регистрируемое после комбинированных воздействий различных факторов на эукариотические клетки, с нарушением процессов восстановления или является следствием формирования необратимых повреждений, от которых клетки неспособны восстанавливаться.

6. Изучить закономерности явления комбинированного действия малых доз ионизирующего излучения с другими поражающими факторами на отмирание дрожжевых клеток, выдерживаемых в непитательной среде после облучения.

Материалы и методы исследований

1. Собственные экспериментальные исследования проведены на простейших эукариотических клетках (дрожжевые клетки различного генотипа) после комбинированного действия гипертермии с ионизирующим излучением, УФ-светом и ультразвуком.

2. Для доказательства общности полученных закономерностей привлечены обширные экспериментальные данные по комбинированному действию физических и химических факторов окружающей среды на культивируемые клетки млекопитающих различного происхождения и животных, опубликованные другими авторами.

3. Теоретическое исследование базируется на научном обосновании постулатов, лежащих в основе математической модели синергизма и дальнейшем ее развитии, которое позволит прогнозировать синергические эффекты и восстановление клеток после комбинированных воздействий.

Научная новизна. Научная новизна работы заключается в экспериментально-теоретическом исследовании взаимодействия ионизирующего излучения с физическими и химическими агентами окружающей среды для прогнозирования синергических эффектов. Следующие новые факты, положения и сформулированные на их основе концепции о механизмах проявления эффектов комбинированных воздействий, имеющие принципиальный характер, впервые получены в настоящей работе.

1. Экспериментально изучена динамика пострадиационного восстановления диплоидных дрожжевых клеток после различных режимов комбинированного действия ионизирующего излучения и гипертермии. Продемонстрировано, что скорость и объем восстановления постоянно млекопитающих является следствием образования необратимых повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться.

7. Доказана возможность использования математической модели синергизма для описания и прогнозирования объема и скорости восстановления клеток от потенциально летальных повреждений при комбинированных воздействиях различных физических и химических факторов окружающей среды.

8. Выявлены новые закономерности комбинированного действия малых доз ионизирующего излучения с другими поражающими факторами на отмирание дрожжевых клеток, выдерживаемых в непитательной среде после облучения.

Фундаментальная и практическая значимость работы. Результаты диссертационных исследований имеют фундаментальную значимость для понимания механизмов комбинированного- взаимодействия различных факторов и повышения радиочувствительности клеток химическими ингибиторами восстановления. Результаты данной работы имеют теоретическое значение с точки зрения понимания механизмов синергического взаимодействия и путей оптимизации воздействующих агентов. Практическая значимость результатов диссертации определяется возможностью сочетанного использования многофакторных воздействий, дифференциально влияющих на сам процесс восстановления клеток от радиационных повреждений и на формирование необратимых повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться. Помимо фундаментальной важности этой работы, ее результаты будут полезны для ряда практических применений в области биомедицинских технологий и исследований окружающей среды.

Положения, выносимые на защиту

Международная конференция «International Conference on Radiation and Health», Beer Sheva (Israel) - 1996 г.; IV съезд по радиационным исследованиям, 2001; III Международная конференция «Электромагнитные излучения в биологии», Калуга — 2005; Международная конференция БИОРАД-2006 «Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды», Сыктывкар - 2006; V съезд по радиационным исследованиям, 2006; Международная конференция «International Conference "20 years after Chernobyl: strategy for recovery and sustainable development of the affected regions», Gomel, 2006; Четвертая международная конференция «4th International Workshop on Space Radiation Research and 17th Annual NASA Space Radiation Health Investigators Workshop», Dubna, 2006; Международная конференция «Autumn Meeting of Korean Society of Environmental Biology. — Korea Ocean Research & Development Institute», South Sea Institute, 2006; Вторая международная конференция "The Second Asian and Oceanic Congress for Radiation Protection», Beijing, China, 2006; Международная конференция «International conference on radiation biology and 5th low rad Conference», India, 2006; Международная конференция «Spring Meeting of Korean Society of Environmental Biology. Korea Research Institute of Bioscience & Biotechnology», Daejeon, 2007; Международная конференция «low rad conference», Portugal, 2008; Международная конференция «International Conference on Radiation Biology», India, 2008.

Структура диссертации. Диссертация изложена на 365 страницах, включает введение, обзор литературных данных, описание материалов и методов исследования, результаты экспериментальных и теоретических исследований, обсуждение, выводы и список использованной литературы. Иллюстрирована 92 рисунками и 24 таблицами, список цитируемой

Заключение Диссертация по теме "Радиобиология", Комарова, Людмила Николаевна

выводы

2. Повышение доли невосстанавливающихся дрожжевых клеток с увеличением температуры, при которой происходило облучение ионизирующим или ультрафиолетовым излучениями, сопровождалось увеличением доли клеток, погибающих без деления и неспособных к восстановлению. Следовательно, ингибирование восстановления клеток после комбинированного действия гипертермии с ионизирующим излучением или УФ светом и синергическое взаимодействие этих агентов не связано с нарушением самого процесса восстановления, а объясняется формированием повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться.

3. Анализ большой совокупности экспериментальных данных, опубликованных другими авторами для выживаемости и восстановления культивируемых клеток млекопитающих после воздействия ионизирующего излучения в комбинации с гипертермией и различными химическими ингибиторами восстановления, показал, что радиосенсибилизирующее действия гипертермии и химических агентов происходит за счет возрастания доли клеток, не способных к восстановлению от потенциально летальных повреждений, в то время как константа восстановления остается постоянной и не зависит от условий комбинированных воздействий.

4. Впервые оценены параметры восстановления разрывов ДНК культивируемых клеток млекопитающих. Показано, что константа восстановления не зависит от условий терморадиационных воздействий, а уменьшение скорости и объема восстановления разрывов ДНК клеток млекопитающих является следствием образования необратимых повреждений, от которых клетки не способны восстанавливаться. Это означает, что механизм подавления восстановления разрывов ДНК связан с формированием повреждений, от которых клетки не способны, восстанавливаться, а не с нарушением самого процесса восстановления.

8. Обнаружено, что как хроническое (10—100 естественных радиационных фонов), так и острое облучение диплоидных дрожжевых клеток замедляло отмирание в голодной среде клеток, выживших после облучения. Этот процесс регистрировался не только в области малых доз ионизирующего излучения, снижающих выживаемость клеток до 70—90 %, но и в области больших доз, когда доля выживших после облучения клеток составляла несколько процентов. Полученные результаты интерпретируются в рамках гипотезы о роли систем репарации, поддерживающих надежность клеточного генома, в проявлении радиационного гормезиса.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Комарова, Людмила Николаевна, Обнинск

1. На русском языке

2. Агаджанян H.A., Ступаков Г.П., Ушаков И.Б., Полунин И.Н., Зуев В.Г. Экология, здоровье, качество жизни. // Москва-Астрахань: АГМА, 1996. -250 с.

3. Александров H.H., Савченко Н.Е., Фрадкин С.З., Жаврид Э.А. Применение гипертермии и гипергликемии при лечении злокачественных опухолей // М.: Медицина, 1980. 256 с.

4. Алексахин P.M. Ядерная энергия и биосфера. // М.: Энергоатомиздат, 1982.-215 с.

5. Алексахин P.M., Васильев A.B., Дикарев В.А. и др. Сельскохозяйственная радиология. // М.: Экология, 1991. — 400 с.

6. Антипов В.В., Давыдов Б.И., Вериго В.В., Свирежев Ю.М. О комбинированном действии различных факторов полета // Основы космической биологии и медицины. // М.: Наука, 1975. Т. 2, кн. 2. — С. 243-267

7. Антипов В.В., Тихончук B.C., Ушаков И.Б., Федоров В.П. Действие факторов космического полета на центральную нервную систему // Проблемы космической биологии. 1989. — Т. 66. - С. 1-328

8. Антонов В.П. Чернобыль: психосоциальные аспекты медицинских последствий // Вестник Академ, мед. наук СССР. 1991. - № 11. - С. 49-50.

9. Арский Ю.М., Данилов-Данильян В.И., Залиханов М.И., Кондратьев К .Я., Котляков В.М., Лосев К.С. Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать? // М.: МНЭПУ, 1997. 330 с.

10. Баландин Р.К., Бондарев Л.Г. Природа и цивилизация. // М.: Мысль, 1988.-391 с.

11. Барабой В.А. Ультрафиолетовая радиация и канцерогенез // Экспериментальная онкология. — 1980. Т. 2, вып. 6. - С. 8-16.

12. Борисенков Е.П. Климат и деятельность человека. // М.: Наука, 1982. — 132 с.

13. Боднарчук И.А. Анализ роли репарации ДНК, регуляции клеточного цикла и апоптоза в радиационно-индуцированном адаптивном ответе клеток млекопитающих // Радиационная биология. Радиоэкология. — 2003.-Т. 43.-№ 1.-С. 19-28.

14. Бреслер С.Е., Бекетова А.Г., Носкин Л.А., Розенберг О.А., Степанова И.М., Суслов А.В. Термоиндуцированная радиорезистентность клеток Escherichia coli // Радиобиология. -1984. Т. 24. Вып. 5. - С. 579-583

15. Булатов В.И. Россия радиоактивная. // Новосибирск: ЦЭРИС, 1996. 270 с.

16. Виленчик М.М. Радиобиологические эффекты и окружающая среда. // М.: Энергоатомиздат, 1991. — 160 с.

17. Волков Е.И., Полежаев А.А. Плазматическая мембрана как мишень действия гипертермии // Успехи современной биологии. 1983. - Т. 96, выпЗ (6).-С. 353-365.

18. Вронский В.А. Прикладная экология. // Ростов-на-Дону: Феникс, 1996. -512 с.

19. Гаврилов JI.P., Календо Г.С., Рябухин В.В., Шагинян К.Я., Ярмоненко С.П. Ультразвук как средство усиления биологического действияионизирующего излучения // VIII Всесоюзная акустическая конференция: Тез. докл.-Москва. 1973. - С. 165-168.

20. Газиев А.И. Возможность индукции адаптивного ответа клеток на воздействие ионизирующей радиации // Радиобиология. — 1986. — Т. 26, вып. 4. С. 447-452

21. Газиев А.И., Закржевская Д.Т., Сергеева С.А. и др. Активация ДНК-лигазы в клетках Вас. subtilis, облученных ионизирующей радиацией // ДАН СССР. 1973. - Т. 213, № 6. - С. 1435-1440.

22. Гикошвили Т.И., Белецкий Н.П., Виленчик М.М., Кузин A.M. Исследование механизмов перекрестной индукции термо- и радиорезистентности в проростках Zea mays // Радиобиология. 1988. -Т. 28, вып. 5.-С. 714-716.

23. Голощапов П.В., Бойцова В.П., Воробьева М.И. Анализ сокращения продолжительности жизни в эксперименте с хроническим у-облучением; структура смертности. // Радиобиология. — 1987. Т. 27, № 3-С. 497-500.

24. Григорьев Ю.Г. Космическая радиобиология // М.: Энергоатомиздат. — 1982.

25. Григорьев Ю.Г., Бесхлебнова Д.И., Митяева З.И. и др. Комбинированное действие микроволн и гамма-лучей на импринтинг цыплят, облученных на стадии раннего эмбриогенеза // Радиобиология. 1984. - Т. 24, вып. 2. - С. 204-207.

26. Давыдов Б.И., Тихончук B.C., Антипов В.В. Биологическое действие, нормирование и защита от электромагнитных излучений. М.: Энергоатомиздат, 1984.

27. Данилов-Данильян В.И., Горшков В.Г., Арский Ю.М., Лосев К.С. Окружающая среда между прошлым и будущим: мир и Россия (опыт эколого-экономического анализа). //М.: ВИНИТИ, 1994. 134 с.

28. Дертингер Г., Юнг X. Молекулярная радиобиология // М.: Атомиздат. -1973.-248 с.

29. Динева С.Б., Абрамов В.И., Шевченко В .А. Генетические последствия действия нитрата свинца на семена хронически облучаемых популяций Arabidopsis thaliana. // Генетика. 1993. - Т. 29. - С. 1914-1920.

30. Додина Л.Г. Нарушение здоровья населения и механизмы адаптации в условиях воздействия антропогенных факторов малой интенсивности : Автореф. докт. дисс. Санкт-Петербург, 1998.

31. Доклад 30 МКРЕ. Количественные закономерности и дозиметрия в радиобиологии // М.: Энергоиздат. 1984

32. Дотто Л. Планета Земля в опасности. // М.: Мир, 1988. 208 с.

33. Дэвидсон Г.О. Биологические последствия общего гамма-облучения человека. Пер. с англ. Под редакцией М.Ф. Поповой. // М.: Атомиздат, 1960.- 108 с.

34. Евсеева Т.И., Гераськин С.А. Сочетанное действие факторов радиационной и нерадиационной природы на традесканцию. // Екатеринбург: УрО РАН, 2001.-156 с.

35. Жестянников В.Д. Восстановление и радиорезистентность клетки // Л.: Наука.-1968.-351 с.

36. Жестянников В.Д. Репарация ДНК и ее биологическое значение // Л.: Наука. 1979.- 285 с.

37. Жураковская Г.П., Петин В.Г. Влияние мощности дозы на синергизм комбинированного действия ионизирующего излучения и гипертермии. // Радиобиология. 1987. - т. 27. - С. 487-492.

38. Жураковская Г.П., Петин В.Г. Зависимость степени синергизма одновременного действия УФ-света и гипертермии на дрожжевые клетки от интенсивности УФ-света. // Цитология. — 1988. Т. 30. — С. 1276-1280.

39. Заликин Г.А., Нисимов П.Г., Жорова Е.С. Отдаленные последствия при поступлении плутония-238 в организм // Бииологические эффекты малых доз радиации / под ред. Ю.И. Москалева. // М.: Наука, 1983. С. 83-86

40. Зюзиков H.A., Корогодин В.И., Корогодина B.JI. Особенности действия малых доз у-излучения на дрожжевые клетки // Радиационная биология. Радиоэкология. 1999. - Т. 39, № 6. - С. 619-622.

41. Иваницкая Н.Ф. Оценка сочетанного действия ионизирующего излучения и ртути на репродуктивную функцию животных // Гигиена и санитария. 1991, № 12. - С. 48-52.

42. Иванов В.К. Математическое моделирование и оптимизация лучевой терапии опухолей. //М.: Энергоатомиздат, 1986.

43. Иванов В.К., Цыб А.Ф. Медицииинские радиологические последствия Чернобыля для населения России: оценка радиационных рисков. // М.: Медицина, 2002. 389 с.

44. Капульцевич Ю.Г. Количественные закономерности лучевого поражения клеток. // М.: Атомиздат, 1978. 230 с.

45. Келлерер А., Хуг О. Стохастическая радиобиология // М: Наука, 1969. -254 с

46. Колесников П.А., Тиунов JI.A., Жербин Е.А. Комбинированное действие ацетона и рентгеновского облучения // Формак. и токсикология. — 1974, № 4. С. 446-449

47. Комаров В.П., Петин В.Г. Скворцов В.Г. Комбинированное действие УФ-света и а-частиц на дрожжевые клетки различных генотипов // Генетика. 1981. - Т. 17, № 5. - С. 814-821

48. Комаров В.П., Петин В.Г. Математическая модель одновременного воздействия ионизирующей радиации и гипертермии // Радиобиология. 1983. - Т. 23, № 4. - С. 484-488

49. Комаров В.П., Петин В.Г. Математическое описание эффектов одновременного действия ионизирующей радиации и гипертермии на клетки млекопитающих // Мед.радиология. 1985. - Т. 30, № 7. - С. 4146

50. Коноплянников А.Г., Деденков А.Н., Курпешев O.K., Лопатин В.Ф., Успенский В. А. Локальная гипертермия в лучевой терапии злокачественных новообразований // М.: ВНИИМИ, 1983

51. Коноплянников А.Г., Штейн Л.В. Использование гипертермии для подавления репаративных процессов в опухолевых клетках и для повышения эффективности лучевой терапии // Мед.радиология. — Т. 22, № 2. С. 23-27

52. Корогодин В.И. Формы инактивации дрожжевых клеток ионизирующей радиацией // Биофизика. 1958. - Т. 3, № 2. - С. 206-214.

53. Корогодин В.И. Проблемы пострадиационного восстановления. М.: Атомиздат, 1966. — 391 с.

54. Корогодин В.И., Малютина Т.С. Восстановление жизнеспособности облученных дрожжевых клеток // Природа 1959. - № 10, С. 82.

55. Красавин Е.А. Проблемы ОБЭ и репарация ДНК. Л.: Энергоатомиздат, 1989.- 192 с.

56. Крышев И.И., Рязанцев Е.П. Экологическая безопасность ядерно-энергетического комплекса России. М.: ИздАТ, 2000. — 384 с.

57. Кузин A.M. Стимулирующее действие ионизирующего излучения на биологические процессы // М: Атомиздат, 1977. 133 с.

58. Кузин A.M. Проблема синергизма в радиобиологии // Известия АН СССР, серия биологическая, 1983. Т. 4. - С. 485-502

59. Кузин A.M. Идеи радиационного гормезиса в атомный век // М: Наука. 1995.- 156 с.

60. Кузин A.M., Каушанский Д.А. Прикладная радиобиология. Теоретические и технические основы // М.: Энергоатомиздат, 1981. — 222 с.

61. Курпешев O.K., Коноплянников А.Г. Экспериментальное обоснование термо-радиотерапии злокачественных опухолей // Мед.радиология. — 1981. Т. 26, вып. 5. - С 55-56

62. Ли Д.Е. Действие радиации на живые клетки // М.: Госатомиздат, 1963. -288 с.

63. Лисовский М.А., Комаров В.П., Петин В.Г. Математическое описание эффектов синергизма одновременного цитотоксического действия химических агентов и гипертермии. // Цитология. 1994. - Т. 36, № 11.-С.1118-1122.

64. Лучник Н.В. Биофизика цитогенетических поражений и генетический код. Л.: Изд-во «Медицина», 1968. - 296 с.

65. Лысцов В.Н., Самойленко Н.И. Количественные оценки синергизма // Радиобиология. 1985. - Т. 25, № 1. - С. 43-46

66. Морозов И.И. О биологической роли свечения Вавилова-Черенкова. // Радиационная биология. Радиоэкология. 1996. — Т. 36. - С. 921-925.

67. Москалев Ю.И. Зависимость биологических эффектов ионизирующей радиации от мощности дозы // Биологические эффекты малых доз радиации/Ред. Ю.И. Москалев. М., 1983. С. 149-160.

68. Мунблит В.Я, Тальрозе В. Л., Трофимова В.И. Термоинактивация микроорганизмов. // М.: Наука, 1985. 207 с.

69. Мясник М.Н. Генетический контроль радиочувствительности бактерий. // М.: Атомиздат, 1974. 152 с.

70. Носкин Л.А. Молекулярные механизмы репарационного баланса в клетках про- и эукариотов / Диссерт. на соиск. уч. ст. доктора биол. наук // Гатчина. -1984

71. Обатуров Г.М., Семенов В.П. О молекулярной теории Чадвика и Линхаутса // Радиобиология. 1980. - Т. 20, вып. 2. - С. 163-168

72. Пелевина И.И., Саенко A.C., Готлиб В.Я., Сынзыныс Б.И. Выживаемость облученных клеток млекопитающих и репарация ДНК. // М.: Энергоатомиздат, 1985. — 120 с.

73. Петин В.Г. Чувствительность дрожжевых клеток к одновременному воздействию ионизирующей радиации и повышенной температуры // Радиобиология. 1977. - V. 17. - Р. 360-366.

74. Петин В.Г. Генетический контроль модификаций радиочувствительности клеток. // М.: Энергоатомиздат, 1987. 208 с.

75. Петин В.Г., Дергачева И.П., Жураковская Г.П. Комбинированное действие ионизирующих излучений и других вредных факторов окружающей среды. // Радиация и Риск. — 2001, вып. 12. С. 117-134.

76. Петин В.Г., Жураковская Г.П. Синергизм и интенсивность факторов окружающей среды (учебное пособие). // Обнинск, ИАТЭ, 1999. 105 с.

77. Петин В.Г., Жураковская Г.П., Комарова JI.H., Рябова C.B. Зависимость синергизма факторов окружающей среды от их интенсивности. // Экология. 1998, № 5. - С. 383-389.

78. Петин В.Г., Комаров В.П. Количественное описание модификации радиочувствительности. //М.: Энергоатомиздат, 1989. 192 с.

79. Петин В.Г., Сынзыныс Б.И. Комбинированное воздействие факторов окружающей среды на биологические системы // Обнинск, 1998. 73 с.

80. Радиация и патология: Учеб. пособие / А.Ф. Цыб, P.C. Будагов, И.А. Замулаева и др. / Под общ. ред. А.Ф. Цыба. // М.: Высш. шк., 2005. 341 с.

81. Ревель П., Ревель Ч. Среда нашего обитания. Книга 2. Загрязнение воды и воздуха. // М.: Мир, 1995 а. 296 с.

82. Ревель П., Ревель Ч. Среда нашего обитания. Книга 4. Здоровье и среда. В которой мы живем. // М.: Мир, 1995 6.- 192 с.

83. Руденок А.Н., Конев C.B. О феномене самозащиты клеток от теплового повреждения // Доклады АН СССР. 1973. - Т. 208, № 4. - С. 977-980

84. Рябченко Н.И. Радиация и ДНК // М.: Атомиздат, 1979. 191 с.

85. Саенко A.C., Семенец Т.Н., Семина О.В. Повышение радиорезистентности (адаптивный ответ) in vivo селезеночных колониеобразующих единиц (КОЕ-С) после воздействия на мышей у-лучей бОСо в малых дозах // Радиобиология. — 1991.-Т. 31. — Вып. 5. -С. 716-718.

86. Самойленко И.И. Синергические эффекты в радиобиологии бактерий // В кн.: Механизмы лучевой патологии. М. Московский университет, 1984. С. 111-119

87. Серебряный A.M., Зоз H.H. Радиационный адаптивный ответ у пшеницы. Феноменология и вероятный механизм // Радиационная биология. Радиоэкология. 2001. - Т. 41. - №5. - С. 589-598.

88. Серебряный A.M., Зоз H.H. Усиление антиоксидантами адаптивного ответа при радиационном мутагенезе у пшеницы // Радиобиология. — 1993-Т. 33.-№ 1.-С. 81-87.

89. Спитковский Д.М. Концепция действия малых доз ионизирующих излучений на клетки и ее возможные приложения к медико-биологическим последствиям // Радиобиология. 1992. — Т. 32, вып. 3. -С. 382-400

90. Суринов Б.П., Карпова H.A. Сочетанное воздействие ионизирующей радиации и стресса на антителогенез у мышей. // Радиац. биология. Радиоэкология. — 1996. — Т. 36, вып. 3. — С. 359-364.

91. Сынзыныс Б.И., Саенко A.C., Коноплянников А.Г. Репарация ДНК в облученных клетках асцитной карциномы Эрлиха в условиях гипертермии // Радиобиология. — 1979. — Т. 19, вып. 4. С. 600-604

92. Тимофеев-Ресовский Н.В., Иванов В.И., Корогодин В.И. Применение принципа попадания в радиобиологии. // М.: Атомиздат, 1968. 228 с.

93. Тиунов Л.А., Жербин Е.А., Жердин Б.Н. Радиация и яды. // М.: Атомиздат, 1977.

94. Филиппович И.В. Феномен адаптивного ответа клеток в радиобиологии // Радиобиология. 1991. - Т. 31, № 3. - С. 803-814.

95. Хансон К.П., Комар В.Е. Молекулярные механизмы радиационной гибели клеток. М.: Энергоатомиздат, 1985. — 152 с.

96. Хуг О., Келлерер А. Стохастическая радиобиология // М.: Атомиздат, 1969.-183 с.

97. Циммер К.Г. Проблемы количественной радиобиологии // М.: Госатомиздат, 1962. 100 с.

98. Шведенко В.И., Кабакова Н.М., Петин В.Г. Сравнительное изучение ОБЭ плотноионизирующего излучения для различных форм гибели дрожжевых клеток. // Радиационная биология. Радиоэкология. — 2001. — Т. 41.-С. 361-365.

99. Шуба К.П., Балицкий К.П., Панфилова Т.К., Баран A.A. Комбинированное действие рентгеновского излучения и ультразвука на рост экспериментальных опухолей // Мед. Радиология. — 1976. — Т. 21, № 9. С. 42-46

100. Эдгрен М., Модиг X., Ревез JI. Защита от облучения глютатион-дефицитных клеток тиолсодержащими соединениями // В кн.: Проблемы природной и модифицированной радиочувствительности. — М.: Наука, 1983.-С. 220-226.

101. Ш.Эйдус JI.X., Корыстов Ю.Н. Кислород в радиобиологии. М.: Энергоатомиздат, 1984. — 177 с.

102. Ярмоненко С.П., Вайнсон A.A., Календо Г.С., Рампан Ю.И. Биологические основы лучевой терапии опухолей. // М.: Медицина, 1976.-272 с.

103. Ярмоненко С.П., Вайнсон A.A., Магдон Э. Кислородный эффект и лучевая терапия опухолей. // М.: Медицина, 1980. 248 с.

104. Ярмоненко С.П., Коноплянников А.Г., Вайнсон A.A. Клиническая радиобиология. // М.: Медицина, 1992. — 320 с.

105. Ярмоненко С.П., Вайнсон A.A. Радиобиология человека и животных

106. М.: Высш. школа. 2004. 549 с.1. На английском языке

107. Ager D.D., Haynes R.H. Mathematical description of the interactions between cellular inactivating agents // Radiat. Res. 1987. - V. 110, N. 1. -P. 129-141

108. Alper T. Cellular Radiobiology. // London: Cambridge University Press, 1979.-320 p.

109. Ansari A.S., Ali R. Synergistic action of ultraviolet radiation and hydrogen peroxide on citrulline // J. Radiat. Res. 1984. - V. 25, № 4. - P. 283-289.

110. Archer V.E. Enhancement of lung cancer by cigarette smoking in uranium and other miners. // Carcinogenesis. 1985. -V. 8. — P. 23-37.

111. Averbeck D. Repair of damage induced by near ultraviolet light plus furocoumarin in Saccharomyces cerevisiae // In: J. Kiefer (Ed.) Radiation and Cellular Control Processes / Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 1976. P. 139-146.

112. Averbeck D., Moustacchi E. Methoxypsoralen plus 365 nm light effects and repair in yeast // Biochim Biophys Acta. 1975. - V. 23, №4. - P. 393-404.

113. Barkev S.S. Low-level radiation and cancer death. // Health Phys. 1978. — V. 34.-P. 521-536.

114. Becker K. Regulatory low dose limits: from sciences to political correctness. // Int. J. Low Radiat. 2006. - V. 3, № 2/3. - P. 159-165.

115. Ben-Hur H.J. Mechanisms of the synergistic interaction between hyperthermia and radiation in cultured mammalian cells // J. Radiation Res. — 1976.-V. 17, N. 2.-P. 92-98

116. Ben-Hur E., Elkind M.M. Thermally enhanced radioresponse of cultured Chibese hamster cells: damage and repair of single-stranded DNA and a DNA complex. // Radiat. Res. 1974. - V. 59. - P. 484-495.

117. Ben-Hur E., Elkind M.M. DNA damage and repair in hyperthermic mammalian cells: relation to enhanced cell killing // Radiation Research

118. Biomedical, Chemical and Physical Perspectives // Academ. Press. 1975. -P. 703-717

119. Ben-Hur E., Elkind M.M., Sronk B.V. Thermaly enchanced radioresponse of cultured Chinese hamster cells: inhibition of sublethal damage and enchancement of lethal damage // Radiat. Res. 1974. - V. 58, N 1. - P. 3851

120. Ben-Hur E., Riklis E. Enhancement of thermal killing by polyamines: II. Uptake and metabolism of exogenous polyamines in hyperthermic Chinese hamster cells. // Int. J. Cancer. 1978. - V. 22. - P. 607-610.

121. Ben-Hur E., Riklis E. Enhancement of thermal killing by polyamines: III. Synergism between spermine and y-radiation in hyperthermic Chinese hamster cells. // Radiation Res. 1979. - V. 78. - P. 321-328.

122. Billiard B.E., Hynynen K., Roemer R.B. Effects of physical parameters on high temperature ultrasound hyperthermia // Ultrasound Med. Biol. 1990. -V. 16, N. 4.-P. 409-420.

123. Bodel W.J., Cleaver J.E., Roti Roti J.L. Inhibition by hyperthermia of repair synthesis and chromatin reassembly of ultraviolet-induced damage to DNA // Radiat. Res. 1984. - V. 100. - P. 87-95.

124. Booz J., Feinendegen L.E. A microdosimetric understanding of low-dose radiation effect // Int. J. Radiat. Biol. 1988. - V. 53. - P. 13-21.

125. Bond V.P., Feinendegen L.E., Sondhaus C.A. Microdosimetric concepts applied to hormesis. // Health Physics. 1987. - V. 52, № 5. - P. 659-661.

126. Boothman D.A., Trask D.K., Pardee A.B. Inhibition of potentially lethal DNA damage repair in human tumor cells by ß-lapachone, an activator of topoispomerase I // Cancer Res. 1989. - V. 49. - P. 605-612.

127. Borchers A.H., Kennedy K.A., Straw J.A. Inhibition of DNA excision repair by methotrexate in Chinese hamster ovary cells following exposure to ultraviolet irradiation or ethylmethanesulfonate // Cancer Res. 1990. - V. 15, №50(6).-P. 1786-1789.

128. Brannen J.P. A temperature — and dose rate-dependent model for the kinetics of cellular response to ionising radiation // Radiat. Res. 1975. - V. 62, N 3. -P. 379-387.

129. Brendel M., Haynes R.H. Interaction among genes controlling sensitivity to radiation and alkylation in yeast // Mol. Gen. Gen. 1973. - V. 125. - P. 197216.

130. Bridges B.A., Ashwood-Smith M.J. Correlation on bacterial sensitivities to ionizing radiation and mild heating // J. Gen. Microbiol. 1969. V. 58. - P. 115-124.

131. Bronk B.V. Thermal potentional of mammalian cell killing: clues for understanding and potential for tumor therapy // Adv. Radiat. Biol. 1976. -V. 6.-P. 267-324.

132. Burgman P., Konings A.W.T. Effect of inhibitors of Poly(ADP Ribose) Polymerase on the heat response of HeLa S3 cells. // Radiat. Res. — 1988. — V. 116.-P. 406-415.

133. Burkart W., Finch G.L., Jung T. Quantifying health effects from the combined action of low-level radiation and other environmental agents: Can new approach solve the enigma? // Sci. Total Environ. 1997. - V. 205. - P. 51-70.

134. Burkart W., Heusser P., Vijayalaxmi Microdosimetric constrants on specific adaptation mechanisms to reduce DNA damage caused by ionising radiation // Rad. Protect. Dos. 1990. - V. 31, № 1/4. - P. 269-274.

135. Cai L., Liu S.-Z. Induction of cytogenetic adaptive response of somatic and germ cells in vivo and in vitro by low-dose X-irradiation // Int. J. Radiat. Biol. 1990. -V. 58, № 1. - P. 187-194.

136. Calabrese E.J. Hormesis: changing view of the dose-response, a personal account of the history and current status. // Mutat. Res. 2002. - V. 511. - P. 181-189.

137. Calkins J., Ballard R., Gillespie M. Ultraviolet light-induced reactivation of alpha-irradiated yeast cells // Radiat. Res. 1978. - V. 73. - P. 440-451.

138. Carlson L.D., Jackson B.H. The combined effects of ionising radiation and high temperature on the longevity of the sprague-dawley rat // Radiat. Res. — 1959.-V. 11.-P. 509.

139. Casarett C.W. Pathalogical changes after protracted exposure to low dose radiation // Late effects of radiation / Ed. J. Fry et al. L. 1970. - P. 85-100.

140. Cebulska-Wasilewska A., Leenhouts H.P., Chadwick K.H. Synergism between EMS and X-rays for the induction of somatic mutations in Tradescantia. // Int. J. Radiat. Biol. 1981. - V. 40. - P. 163-173.

141. Chadwick K.H., Leencouts H.P. The Molecular Theory of radiation Biology // Berlin-Heidelberg-New York: Springer Verlag. 1981. - 271 p.

142. Chameaud J., Perraud R., Chretien J., Masse R., Lafuma J. Lung cancerogenesis during in vivo cigarette smoking and radon daughter exposure in rats. // Recent Results in Cancer Res. 1982. - V. 82. - P. 11-20.

143. Chang, P.C., Li, H.Y., Tang, H.J., Liu, J.W., Wang, J.J., Chuang, Y.C. In vitro synergy of baicelein and gentamicin against vancomycin-resistant Eneterococcus. // J. Microbiol. Immunol. Infect. 2007. - V.40. - P. 56-61.

144. Clark E.P., Dewey W.C., Lett J.J. Recovery of CHO cells from hyperthermic potentiation to X-rays: Repair of DNA and chromatin. // Radiat. Res. 1981. -V. 85.-P. 302-313.

145. Clarke R.H. Control of low-level radiation exposure: what is the problem and how can it be solved? // Health Phys. 2001. - V. 4. - P. 391-396.

146. Cleaver J.E. Specificity and completeness of inhibition of DNA repair by novobiocin and aphidicolin. // Carcinogenesis. 1982. - V. 3. — P. 1171-1174.

147. Collins, A., Johnson, R. Novobiocin: an inhibitor of the repair of UV-induced but not X-ray-induced damage in mammalian cells // Nucleic Acid Res. — 1979. -V. 7. P. 1311-1320.

148. Cuttler J.M. What becomes of nuclear risk assessment in light of radiation hormesis? // Int. J. Low Radiat. 2006. - V. 3, № 1. - P. 93-104.

149. Dahm-Daphi J., Brammer I., Dikomey, E. Heat effects on the repair of DNA double-strand breaks in CHO cells // Int. J. Radiat. Biol. 1997. - V. 72, № 2.-P. 171-179.

150. Dahm-Daphi, J., Dikomey, E., Pyttlik, G., Jeggo, P.A. Repairable and nonreparable DNA strand breaks induced by X-irradiation in CHO K1 cells and the radiosensitive mutants xrsl and xrs5 // Int. J. Radiat. Biol. 1993. - V. 64.-P. 19-26.

151. Dietzel F. Tumor und Temperature. Actuelle Probleme bei der Anwendung thermischer Verfahren in Oncologie und Strahlentherapie // Munchen-Berlin-Wien.- 1975. -254 P.

152. Dikomey E. Effect of hyperthermia at 42 and 45°C on repair of radiation-induced DNA strand breaks in CHO cells. // Int. J. Radiat. Biol. 1982. - V. 41.-P. 603-614.

153. Dikomey E., Duen D. Effect of dsb in Gl- and S-phase studied in the human HeLa S3 cell line // Int. J. Radiat. Biol. 2000. - V. 76, № 10. - P. 13351341.

154. Dikomey E., Franzke J. Effect of heat on induction and repair of DNA strand breaks in X-irradiated CHO cells. // Int. J. Radiat. Biol. 1992. - V. 61, № 2. -P. 221-234.

155. Dikomey E., Jung H. Correlation between thermal radiosensitization and slowly rejoined DNA strand breaks in CHO cells. // Int J Radiat Biol. 1995. -V. 68, №3.-P. 227-233.

156. Douriez E., Kermanach P. Fritsch P. et al. Coarcinogenic effect of cytochrome P-450 1A1 inducers for epidermoid lung tumor induction in rats previously exposed to radon. // Radiat. Prot. Dosim. 1994. - V. 56. - P. 105-108.

157. Dugan V.L. A kinetic analysis of spore inactivation in a composite heat and gamma radiation environment // Space Life Sciences. 1971. - V. 2, N.3. -P. 498-505

158. Dutta K., Verma N. Exposure to low dose of gamma radiation enchances the excision repair in Saccharomyces cerevisiae // J.Gen.Appl.Microbiol. — 1998. -V. 44.-P. 243-249.

159. Eichholtz-Wirth H., Hietel B. Heat sensitization to cisplatin in two cell lines with different drug sensitivities. // Int. J. Hypertherm. 1990. — V. 6. - P. 4755.

160. Elkind M.M., Sutton H. Ultraviolet mitigation of X-ray lethality in dividing yeast cells.//Science.- 1958.-V. 158, N 3331.-P. 1082-1083.

161. Fowler J.F. New horizons in radiation oncology // Brit. J. Radiol. — 1979. — V. 52,N. 21.-P. 523-535.

162. Frankenberg D., Frankenberg-Schwager M., Blocher D., Adamczyk C. Initial and irreparable double-strand breaks in the DNA of irradiated eukaryotic cells in dependence of dose rate and LET; implications for survival studies/ In:

163. Proc. Seventh Symp. Microdos. Vol. II. Edited by J. Booz,H.G. Ebert, H.D. Hartfield, Harwood Academic Publishers Ltd., Chur, 1981. P. 1033-1042

164. Frigerio N.A., Stowe R.S. Carcinogenic and genetic hazard from background radiation. In: Biological and environmental effects of low-level radiation. Vienna, IAEA, 1976.-Vol. 2.-P. 385-391.

165. Game J.C. The Saccharomyces repair genes at the end of the century // Mutat. Res. -2000. -V. 30, № 451(1-2). P. 277-293.

166. Gellert M., O'Dea M.H., Hoh T., Tomizawa J.I. Novobiocin and coumermycin inhibit DNA supercoilding catalyzed by DNA gyrase // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1976. - V. 73. - P. 4474-4478.

167. Gerner E.W., Leith J.T. Interaction of hyperthermia with radiation of different linear energy transfer // Int. J. Radiat. Biol. 1977. - V. 31, N. 3. -P. 283-288.

168. Gerweck L.E., Gillette E.L., Dewey W.C. Effect of heat and radiation on synchronous Chinese hamster cells: killing and repair // Radiat. Res. 1975. -V. 64. P. 611-623.

169. Gianferrari L., Serra A., Morganti G. et al. Mortality from cancer in an area of high background radiation. // Bull. World Health Organ. — 1962. V. 26. -P. 696-701.

170. Goodhead D.T. Track structure considerations in low dose and low dose rate effects of ionizing radiation. // Adv. Radiat. Biol. 1992. - V. 16. - P. 7-44.

171. Hahn G.M . Hyperthermia and Cancer. // N.Y.: Plenum Press, 1982. 285 p.

172. Hall EJ. Radiobiology for the Radiologist. // New York: Harper & Row, 1988.

173. Han A., Elkind M.M. Ultraviolet light and X-ray damage interaction in Chinese hamster cells //Radiat. Res. 1978. -V. 74, № 1. - P. 88-100.

174. Harris J.R., Murthy A.K., Belli J.A. The effect of hyperthermia on the repair of radiation damage in plateau phase cells // Radiology. 1976. - V. 119, № l.-P. 227-229.

175. Harder D., Virsik-Peuckert R.P., Bartels, E.R. Theory of intratrack pairwise lesion interaction. // Radiat. Prot. Dosimetry. 1994. - V. 52. - P. 13-16.

176. Hartwig A., Beyersmann D. Enhancement of UV-induced mutagenesis and sister-chromatid exchanges by nikèl ions in V79 cells: evidence for inhibition of DNA repair. // Mutation Res. 1989. - V. 217. - P. 65-73.

177. Haynes R.H. Molecular localization of radiation damage relevant to bacterial inactivation // In: L. Angenstein et al. (Eds.) Physical Processes in Radiation Biology / Academic Press, New York. 1964. - P. 51-72.

178. Haynes R.H. The interpretation of microbial inactivation and recovery phenomena. // Radiat. Res. 1966, suppl. 6. — P. 1-29.

179. Henle K.J., Leeper D.B. Interaction of hyperthermia and radiation in CHO cells: Recovery kinetics. // Radiat. Res. 1976. - V. 66. - P. 505-518.

180. Henle K.J., Leeper D.B. Combinations of hyperthermia (40°, 45°C) with radiation. //Radiology. 1976. -V. 121. - P. 451-454.

181. Hoerter J., Eisenstark A. Synergistic killing of bacteria and phage by polystyrene and ultraviolet radiation // Environ Mol Mutagen. 1988. - V. 12, №2. -P. 261-264.

182. Holmberg M., Strausmanis R. The repair of chromosome aberrations in human lymphocytes after combined irradiation with UV-radiation (254 nm) and X-rays // Mutat. Res. 1983. - V. 120, № 1. - P. 45-50.

183. Holtzman S., Stone J.P., Shellabarger C.J. Synergism of estrogen and X-rays in mammary carcinogenesis in female ACI rats. // J. Nat. Cancer Inst. — 1981. -V. 6, №2.-P. 455-459.

184. Iliakis G., Seaner R. A DNA double-strand break repair-deficient mutant of CHO cells shows reduced radiosensitization after exposure to hyperthermia temperatures in the plateau phase of growth. // Int. J. Hyperthermia. 1990. — V. 6.-P. 801-812.

185. Ivanov V., Tstb A., Ibanov S, Pokrovsky V. Medical radiological consequences of the Chernobyl catastrophe in Russia: estimation of radiation risks. // S.-Pb.: Nauka, 2004. 388 p.

186. Jablon S., Ishida M., Yamasaki M. Studies of the mortality of A-bomb survivors // Radiat.Res. 1965. - V. 25, № 1. - P. 25-52.

187. Jain V.K., Pohlit W. Biocybirnetics of Cancer. Optimizing Cancer Treatment with Ionizing Radiations // Banglore: INSDOC, 1986.

188. Johnson H.A., Pavelec M. Thermal enhancement of thio-TEPA cytotoxicity // J. Natl. Cancer Inst. 1973. - V. 50, № 4. - P. 903-908.

189. Jones G.D., Boswell T.V., Ward J.F. Effects of postirradiation temperature on the yields of radiation-induced single- and double-strand breakage in SV40 DNA // Radiat. Res. 1994. - V. 138. - P. 291-296.

190. Jorritsma J.B.M., Konings A.W.T. Inhibition of repair of radiation-induced strand breaks by hyperthermia, and its relationship to cell survival after hyperthermia alone. // Int. J. Radiat. Biol. 1983. - V. 43. - P. 505-516.

191. Joshi D.S., Barendsen G.W., van der Schueren E. Thermal enhancement of the effectiveness of gamma radiation for induction of reprioductive death in cultured mammalian cells. // Int. J. Radiat. Biol. 1978. - V. 34. - P. 233243.

192. Joshi D.S., Haveman J., Barendsen G.W. Influence of hyperthermia on the effectiveness of UV-radiation for induction of reproductive death of cultured mammalian cells // Ind. J. Exp. Biol. — 1984. V. 22, N. 5. - P. 248-250.

193. Jung, H. A generalized concept for cell killing by heat // Radiat. Res. 1986. -V. 106.-P. 56-72.

194. Kampinga H.H., Kanon B., Konings A.W., Stackhouse M.A., Bedford J.S. Thermal radiosensitization in heat- and radiation-sensitive mutants of CHO cells // Int. J. Radiat. Biol. 1993. - V. 64, № 2. - P. 225-230.

195. Kampinga H.H., Konings A.W.T. Inhibition of repair of X-ray-induced DNA damage by heat: the role of hyperthermic inhibition of DNA polynerase a activity.// Radiat. Res. 1987. - V. 112. - P. 86-98.

196. Kanno J., Onodera H., Furuta K., Maekawa A., Fasuga T., Hayashi Y. Tumor-promoting effects of both iodine deficience and iodine excess in the rat thyroid. // Toxicol. Pathol. 1992. - V. 20. - P. 226-235.

197. Kant K., Chakarvarti S.K. Radiation hormesis: the validity of the linear no-threshold hypothesis. // Int. J. Low Radiat. 2006. - V. 3. - P. 66-73.

198. Kappos A., Pohlit W.A. A cibernetic model for radiation reaction in living cells. Sparsely-ionising radiation stationary cells // Int. J. Radiat. Biol. — 1972. V, 22, N. l.-P. 51-65.

199. Kato H., Brown C.C., Hoel D.C., Schull W.J. Studies of the mortality of A-bomb survivors: Mortality from causes other than cancer and mortality in early entrans // Ibid. 1982. - V. 91. - P. 243-264.

200. Kellerer A.M., Rossi H.H. The theory of duel radiation action I I Current Topics in Radiation Research. 1972. - V. 8. - P. 85-158.

201. Kiefer J. The effect of caffeine on survival of UV-irradiated diploid yeast strains of different sensitivities //Mutat Res. 1975. - V. 30, № 3. - P. 317326.

202. Kim J.K. Petin V.G. Theoretical conception of synergistic interactions. // Korean J. Environ. Biol. 2002. - V. 20. - P. 277-286.

203. Kim, J.K., Petin, V.G., Tkhabisimova, M.D. Survival and recovery of yeast cells after simultaneous treatment of UV light radiation and heat // Photochem. Photobiol. 2004. - V. 79. - P. 349-355.

204. Kim, J.K., Petin, V.G., Zhurakovskaya, G.P. Exposure rate as a determinant of synergistic interaction of heat combined with ionizing or ultraviolet radiations in cell killing // J. Radiat. Res. 2001. - V. 42. - P. 361-365.

205. Korogodin V.l. The study of post-irradiation recovery of yeast: the 'premolecular period'. // Mutation Res. 1993. - V. 289. - P. 17-26.

206. Korogodin V.l., Kapul'tsevich Yu.G., Petin V.G., Blisnik K.M. Radiosensitivity of haplont yeast cells irradiated with sparsely and densely ionizing radiations. // Mutation Research. 1996. - V. 357. - P. 67-74.

207. Kumar A., Kiefer J., Schneider E., Crompton N.E.A. Inhibition of recovery from potentially lethal damage by chemicals in Chinese hamster V79 A cells // Radiat. Environ. Biophys. 1985 a. - V. 24, № 2. - P. 89 - 98.

208. Kunze-Muhl E. Observations on the effect of x-ray alone and in combination with ultrasound on human chromosomes // Hum. Genet. — 1981. —V. 57. — P. 257-260.

209. Kuo M.L., Kunugi K.A., Lindstrom M.J. et al. The interaction of hydroxyurea and iododeoxyuridine on the radiosensitivity of human bladder cancer cells. // Cancer Res. 1995. - V. 55. - P. 2800-2805.

210. Lea D.E. Actions of Radiation on Living Cells. // Cambridge University Press, 1946.

211. Lee-Chen S.F., Gurr J.R., Lin I.B., Jan K.Y. Arsenite enhances DNA doublestrand breaks and cell killing of methanesulfonate-treated cells by inhibiting the excision of alkali-labile sites. // Mutation Res. 1993. - V. 294. - P. 2128.

212. Lee-Chen S.F., Wang M.C. Tu C.T., Wu D.R., Jan K.Y. Nickel chloride inhibits the DNA repair of UV-treated but not methyl methanesulfonate-treated Chinese hamster ovary cells // Biological Trace Element Research. — 1993.-V. 37, № l.-P. 39-50.

213. Leenhouts H.P. Radon-induced lung cancer in smokers and non-smokers: risk implications using a two-mutation carcinigenic model. // Radiat. Environ. Biophys. 1999. - V. 35. - P. 57-71.

214. Leenhouts H.P., Chadwick K.H. Interaction of chemical mutagens and radiation in the induction of malignancy. In: Late Biological Effects of Ionizing Radiation. // IAEA, Vienna, 1978. V. 2. P. 409-422.

215. Leenhouts H.P., Chadwick K.H. An analysis of synergistic sensitization // Brit. J. Cancer. 1978. -V. 37, Suppl. III. P. 198-201.

216. Leenhouts H.P., Chadwick K.H. A molecular model for the cytotoxic axtion of UV and ionizing radiation. / ed. E. Riklis // In: Photobiology, New York: Plenum Press, 1991.-P. 71-81.

217. Leenhouts H.P., Chadwick K.H. Analysis of the interaction of different radiations on the basis of DNA damage. / eds. K.H. Chadwick, G. Moschini,

218. M.N. Varma // In: Bristol: Biophysical Modelling of Radiation Effects Adam Hilger, 1992.-P. 29-36.

219. Leenhouts H.P., Chadwick K.H. Use of a two-mutation carcinogenesis model for analysis of epidemiological data. // In: Health Effects of Low Dose Radiation: Challenges of the 21st Century. British Nuclear Energy Society, London, 1997.-P. 145-149.

220. Leenhouts, H.P., Sijsma, M.J., Cebulska-Wasilewska, A., Chadwick, K.H. The combined effect of DBE and X-rays on the induction of somatic mutations in Tradescantia // Int. J. Radiat. Biol. 1986. - V. 49. - P. 109-119.

221. Leith J.T., Miller R.C., Gerner E.W., Boone M.L.M. Hyperthermic potentiation. Biological aspects and applications to radiation therapy. // Cancer. 1977. - V. 39. - P. 766-779.

222. Li G.C., Evans R.G., Hahn G.M. Modification and inhibition of repair of potentially lethal x-ray damage by hyperthermia // Radiat. Res. — 1976. — V. 67, №3.-P. 491-501.

223. Li G.C., Kai H.B. Effect of hyperthermia on the radiation response of two mammalian cell lines. // Eur. J. Cancer. 1977. — V. 13. — P. 65-69.

224. Li G.C., Shiu E.C., Hahn G.M. Recovery of cells from heat-induced potentially lethal damage: Effects of pH and nutrient environment. // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 1980. - V. 6. - P. 577-582.

225. Libkind D., Bunge M., Durand J., Gillete V. Radio-adaptive response in human lymphocytes // Radiobologia. 2002. - V. 2. - P. 38-43.

226. Little J.B. Low-dose radiation effects: interactions and synergism. // Health Phys. 1990. - V. 59. - P. 49-55.

227. Little J.B., Ueno A.M., Dahlberg W.K. Differential response of human and rodent cell lines to chemical inhibition of the repair of potentially lethal damage // Radiat Environ Biophys. 1989. - V. 28, № 3. - P. 193-202.

228. Lorenz E. Some biologic effects of long continued irradiation // Amer. J. Roentgenol. 1950. -V. 63. -P. 176-185.

229. Lorenz E., Holleroft J.W., Miller E. et al. Effects of acute and chronic irradiation in mice // J. Nat. Cancer. Inst. 1955. - V. 15. - P. 1049-1056

230. Loshek D.D., Orr J.S., Solomonidis E. Interaction of hyperthermia and radiation: the survival surface. // Br. J. Radiology. — 1977a. -V. 50. P. 893901.

231. Loshek D.D., Orr J.S., Solomonidis E. Interaction of hyperthermia and radiation: temperature coefficient of interaction. // Br. J. Radiology. 1977b. -V. 50.-P. 902-907.

232. Loverlock P., ter Haar G. Synergism between hyperthermia, ultrasound and y-irradiation // Ultrasound Med. Biol. 1991. - V. 17. - P. 607-612.

233. Luchnik A.N., Glaser V.M., Shestakov S.V. Repair of DNA double-strand breaks requires two homologous DNA duplexes // Mol. Biol. Repts. 1977. -V. 3,N. 6.-P. 437-442.

234. Luchnik A.N., Sevankaev A.V. Radiation induced chromosomal aberration in human lymphocytes // Mutat. Res. 1976. - V. 36. - P. 363-375.

235. Luckey T.D. Hormesis with Ionizing Radiation // Ney York: Roca Raten CRC Press, 1980-169 p.

236. Luckey T.D. Physiological benefits from low levels of ionizing radiation // Health Phus. 1982. - V. 43. - P. 771-789.

237. Luckey T.D. Radiation Hormesis // Boca Raton, Fla.: CRC Press, 1991.

238. Luxin W. Aspects of environmental radiation and dosimetry concerning the high background radiation area in China // J.Radiat.Res. 1981. - V. 22, № l.-P. 119-136.

239. Maehara H., Iwami Y., Mayanagi H., Takahafhi. Synergistic inhibition by combination of fluoride and xylitol on glycolysis by mutants streptococci and its biochemical mechanism. // Caries Res. 2005. - V. 39. - P. 521-528.

240. Martignoni K.D., Smith K.C. The synergistic action of ultraviolet and x radiation on mutants of Escherichia coli K-12 // Photochem Photobiol. -1973.-V. 18, №1.-P. 1-8.

241. Matsumoto, M., Takagi, H., Yoshimura, N. Synergistic suppression of retinal pigment epithelial cell proliferation in culture by radiation and hyperthermia. // Invest. Opthalmol. Visual Sei. 1993. - V. 34. - P. 2068-2073.

242. Mattern M.R., Painter R.B. Dependence of mammalian DNA replication on DNA supercoiling. II. Effects of novobiocin on DNA synthesis in Chinese hamster ovary cells // Biochim. Biophys. Acta. — 1979. — V. 26, № 563(2). — P. 306-312.

243. Melloni E., Marchesini R., Emanuelli H., Fava G., Locati L., Pezzoni G., Savi G., Zunina F. Hyperthermal effects in phototherapy with hematoporphyrin derivative sensitization // Tumori. 1984. - V. 70, № 4. - P. 321-325.

244. Menezes S., Costa J.A. Methylene blue inhibits polymerase 1 enzyme and sensitizes Escherichia coli bacteria to X-rays // Int. J. Radiat. Biol. 2000. — V. 76, №9.-P. 1289-1294.

245. Michaelson S., Thomson R.A.F., Ödland O.T. The influence of microwaves on ionizing radiation exposure // Aerospace Med. — 1963. — V. 34. — P. 111115.

246. Mills M.D., Meyn R.E. Effects of hyperthermia on repair of radiation-induced DNA strand breaks // Radiat. Res. 1981. - V. 87, № 2. - P. 314-328.

247. Mine M., Okumura Y., Ichimary M. et al. Apparently benefical effect of low to intermediate doses of A-bomb radiation on human lifespan // Intern.J.Radiat.Biol. 1989. - V. 56, № 6. - P. 964-965.

248. Mitchell R.E.J., Chan A., Smith B.P., Child S.D., Paterson M.C. The effects of hyperthermia and ionizing radiation in normal and ataxia telangiectasia human fibroblast lines. // Radiat. Res. 1984. - V. 99. - P. 627-635.

249. Mitchell R.E.J., Morrison D.P. Heat-shock induction of ionizing radiation resistance in Saccharomyces cerevisiae, and correlation with stationary growth phase // Radiat. Res. 1982. - V. 90. - P. 284-291.

250. Mitchell R.E.J., Morrison D.P. Is DNA damage the signal of thermal resistance? Induction by radiation in yeast // Radiat. Res. — 1984. V. 99. - P. 383-393.

251. Mitchel R.E.J., Smith B.P., Wheatly N., Chan A., Child S., Paterson M.G. Sensitivity of hyperthermia-treated human cells to killing by ultraviolet or y-radiation // Radiat. Res. 1985. - V. 104. P. 234-241.

252. Miyakoshi J., Furukawa, M., Kano, E. Recovery kinetics from radiation and hyperthermia damage to cultured Chinese hamster V79 cells // Nat. Cancer Inst. Monograph. 1982. - V. 61. - P. 263-266.

253. Morozov I.I., Petin V.G., Dubovick B.V. Influence of tonicity and chloramphenicol on hyperthermic cytotoxicity and cell permeability under various heating rate. // Int. J. Hyperthermia. — 1997. — V. 13. — P. 49-57.

254. Murray D., Wang J.Y.J., Mizayans R. DNA repair after low doses of ionising radiation. // Int. J. Low Radiat. 2006. - V. 3, № 2/3. - P. 255-272.

255. Murthy M.S.S., Deorukhakar V.V., Rao B.S. Hyperthermic inactivation of diploid yeast and the interaction of damage caused by hyperthermia and ionizing radiation // Int. J. Radiat. Biol. 1979. - V. 35. - P. 333-341.

256. Nambi K.S.V., Soman S.D. Environmental radiation and cancer in India // Health Phys. 1987. - V. 52, № 5. - P. 653-657.

257. Ng C.E., Bussey A.M., Raaphorst G.P. Inhibition of potentially lethal and sublethal damage repair by camptothecin and etoposide in human melanoma cell lines. // Int. J. Radiat. Biol. 1994. -V. 66. - P. 49-57.

258. Ohshima M., Ward J. Dietary iodine deficiency as a tumor promotor and carcinogen in male F344/NCr rats. // Cancer Res. 1986. - V. 46. - P. 877883.

259. Olivieri G., Bodycote I., Wolff S. Adaptive response of human lymphocytes to low concentrations of radioactive thymidine // Science. 1984. - V. 223. — P. 594-597.

260. Patrick, M.H., Haynes, R.H. Dark recovery phenomenon in yeast. II. Conditions that modify the recovery process // Radiat. Res. 1964. — V. 23. — P. 564-579.

261. Petin V.G., Berdnikova I.P. Effect of elevated temperatures on the radiation sensitivity of yeast cells of different species. // Radiat. Environ. Biophys. — 1979.-V. 16.-P. 49-61.

262. Petin V.G., Berdnikova LP. Responses of yeast cell to heat applied alone or combined with gamma-rays // Int. J. Radiat. Biol. 1981. - V. 38. - P. 281290.

263. Petin, V.G., Kim, J.K. Survival and recovery of yeast cells after combined treatment with ionizing radiation and heat // Radiat. Res. 2004. - V. 161. -P. 132-139.

264. Petin, V.G., Kim, J.K., Rassokhina, A.V., Zhurakovskaya, G.P. Mitotic recombination and inactivation in Saccharomyces cerevisiae induced by (254 nm) radiation and hyperthermia depend on UV fluence rate // Mutat. Res. -2001.-V. 478.-P. 169-176.

265. Petin, V.G., Kim, J.K., Zhurakovskaya, G.P., Dergacheva, LP. Some general regularities of synergistic interaction of hyperthermia with various physical and chemical inactivating agents // Int. J. Hyperthermia. 2002. - V. 18. - P. 40-49.

266. Petin, V.G., Kim, J.K., Zhurakovskaya, G.P., Rassokhina, A.V. Mathematical description of synergistic interaction of UV-light and hyperthermia for yeast cell // J. Photochem. Photobiol. B: Biol. 2000. - V. 55. - P. 74-79.

267. Petin, V.G., Komarov, V.P. Estimation of the contribution of ionization and excitation to the lethal effect of ionizing radiation // Radiat. Environ. Biophys. 1982. - V. 20.-P. 79-87.

268. Petin, V.G., Komarov, V.P. Mathematical description of synergistic interaction of hyperthermia and ionizing radiation // Mathem. Biosci. 1997. -V. 146.-P. 115-130.

269. Petin V.G., Komarov V.P. and Skvortsov V.G. Combined action of ultrasound and ionizing radiation in yeast cells // Radiat. Environ. Biophys. — 1980.-V. 18.-P. 45-55.

270. Petin, V.G., Zhurakovskaya, G.P. The peculiarities of the interaction of radiation and hyperthermia in Saccharomyces cerevisiae irradiated with various dose rates // Yeast. 1995. - V. 11. - P. 549-554.

271. Petin V.G., Zhurakovskaya G.P, Kalugina A.V. Microwave dosimetry and lethal effects in laboratory animals. // In: Radio Frequency Radiation Dosimetry. Kluwer Academic Publishers, 2000. - P. 375-382.

272. Petin V.G., Zhurakovskaya G.P., Komarova L.N. Fluence rate as a determinant of synergistic interaction of simultaneous action of UV-light and mild heat in Saccharomyces cerevisiae // J. Photochem. Photobiol. B. — 1997. -V. 38.-P. 123-128.

273. Planel H., Soleilhavoup I.P., Tixador R. Effects de tres faibles doses de radiation ionisantes sur la multiplication de Paramecium aurela // C.r.Acad.sci. 1967. - V. 264. - P. 2945.

274. Pohl-Ruling I., Fisher P. Comparision of dose dependence of chromosome aberrations in peripheral lymphocytes at low levels of acute irradiation with X-rays // Biological effects of lo-level radiation. Vienna: IEAE. — 1983b. — P. 171-184.

275. Pohlit, W., Heyder, I.R., Growth of cells on solid culture medium // Radiat. Environ. Biophys. 1977. -V. 14. - P. 213-230.

276. Pohlit W.E., Schäfer M. Recovery and repair in yeast cells after irradiation with densely ionizing particles // In: Biological Effects of Neutron Irradiation. -Vienna: IAEA, 1974.-P. 177-184.

277. Pollycove M. Radiobiological basis of low dose irradiation in preventation and therapy of cancer. // Proceedings of 14th Pacific Basin Nuclear Conference, Honolulu. 2004. - P. 647-653.

278. Purnell M.R., Whish W. J. Novel inhibitors of poly(ADP-ribose) synthetase // BiochemJ.- 1980.-V. 1,№ 185(3).-P. 775-777.

279. Raaphorst G.P. Recovery of sublethal radiation damage and its inhibition by hyperthermia in normal and transformed mouse cells. // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 1984. -V. 10. - P. 253-258.

280. Raaphorst G.P., Azzam E.I. Thermal radiosensitization in Chinese hamster V79 and mouse C3H-10T1/2 cells. The thermotolerance effect. // Br. J. Cancer. 1983. - V. 48. - P. 45-54.

281. Raaphorst G.P., Azzam E.I. Thermal enhancement of radiosensitivity in normal and ataxia telangiectasia human cells. // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys.- 1992.-V. 22.-P. 1035-1041.

282. Raaphorst G.P., Azzam E.I., Feeley M.M. Potentially lethal radiation damage repair and its inhibition by hyperthermia in normal hamster cells, mouse cells, and transformed mouse cells. // Radiat. Res. 1988. - V. 113. - P. 171-182.

283. Raaphorst G.P., Feeley M.M., Danjoux C.E., Da Silva V., Gerig L.H. Hyperthermia enhancement of radiation response and inhibition of recovery from radiation damage in human glioma cells // Int. J. Hyperthermia. 1991. -V. 7, №4.-P. 629-641.

284. Raaphorst G.P., Freeman M.L., Dewey W.C. Radiosensitivity and recovery from radiation damage in cultured CHO cells exposed to hyperthermia at 42.5 or 45.5 degrees C // Radiat. Res. 1979. - V. 79, № 2. - P. 390-402.

285. Raju M.R. Heavy particle radiotherapy. // New York-London: Academic Press, 1980.-500 p.

286. Raju M.R., Gnanapurani M., Stackler B., Madhvanath U., Howard J., Lyman J.T., Hanney T.R., Tobias C.A. Influence of linear energy transfer on theradioresistance of budding yeast cells. // Radiat. Res. — 1972. V. 51. - P. 310-317.

287. Reddy N.M.S., Anjara K.B., Deorukhakar V.V., Rao B.S. Recovery from heat damage in stationary and log phase diploid yeast cells under growth and non-growth conditions. // Int. J. Radiat. Biol. 1983. - V. 43. - P. 465-469.

288. Reddy N.M.S., Rao B.S., Murthy M.S.S. Liquid holding recovery in stationary and log phase cultures of diploid yeast, exposed to gamma and alpha radiations. // Radiat. Environm. Biophys. — 1976. — V. 13. P. 167-175.

289. Revesz L., Edgren M., Nishidai T. Mechanisms of inherent radioprotection in mammalian cells // Modifications of radiosensitivity in Cancer Treatment. (Ed. T. Sugahara). Academic Press. New York, 1984. - P. 13-29.

290. Reynolds M.C., Brannen J.F. Thermal enhancement of radiosterilization. // Rad. Preservation of Food Vienna: IAEA, 1973. P. 165-170.

291. Reynolds M.S., Garst D.M. Optimizing thermal and radiation effects for bacterial inactivation // Space Life Sciences. 1970. - V. 2, N. 3. - P. 394399.

292. Rogers A.H., Bert A.G. Effects of xylitol and fluoride on the response to glucose pulses of Streptococcus mutans T8 growing in continuous culture. // Oral Microbiol. Immunol. 1992. - V. 7. - P. 124-126.

293. Ryabchenko N.I., Antoshchina M.M., Fesenko E.V. et all. Cytogenetic adaptive response in cultured human lymphocytes: dependence on the time of exposure to adapting and challenging doses of y-rays // Mutat.Res. 1998. -V. 418, № 1.-P. 7-19.

294. Saeki T, Machida I., Nakai S. Genetic control of diploid recovery after gamma-irradiation in the yeast Saccharomyces cerevisiae // Mutat Res. — 1980. V. 73, № 2. - P. 251-265.

295. Sapareto S.A., Hopwood L.E., Dewey W.C. Combined effects of X-irradiation and hyperthermia on CHO cells for varios temperatures and orders of application // Radiat. Res. 1978. - V. 73, N. 2. - P. 221-233.

296. Sapora O., Fielden E.M., Loverock P.S. A comparative study of the effect of two classes of radiosensitizer on the survival of several E. coli B and K12 mutants // Radiat Res. 1977. - V. 69, № 2. - P. 293-305.

297. Scheie, A.A., Assev, S., Rölla. G. 1988. Combined effect of xylitol, NaF and ZnCl2 on growth and metabolism of Streptococcus sobrinus OMZ 176. // APMIS 1988. - V. 96. - P. 761-767.

298. Schneider E., Kiefer J. Delayed plating recovery in diploid yeast of different sensitivities after X-ray and alpha-particle exposure. // Int. J. Radiat. Biol. — 1976.-V. 29.-P. 77-84.

299. Scott B.R. Methodologies for predicting the expected combined stochastic radiobiological effects of different ionizing radiations and some applications. //Radiat. Res.- 1984.-V. 98.-P. 182-197.

300. Segaloff A., Pettigrew H.M. Effect of radiation dosage on the synergism between radiation and estrogen in production of mammary cancer in the rat // Cancer Res. 1978. - V. 38. - P. 3445-3452.

301. Shahmohammed H.R., Asgarani E., Terato H., Ide H., Yamamoto O. Effects of 60Co gamma-rays, ultraviolet light and mitomycin C on Halobacterium salinarium and Thiobacillus intermedius // J. Radiation Research. — 1997. — V. 38, N. l.-P. 37-43.

302. Sheldon W., Wiencke I.K. The induction of chromosomal repair enzymes be 1 cGy (1 rad) of X-rays to human lymphocytes // Environ, and Mol. Mutagenes.- 1988.-V. ll,suppl. 11.-P. 114-121.

303. Shellabarger C J., Stone J.P., Holtzman S. Effect of interval between neutron radiation and diethylstilbestrol on mammary carcinogenesis in femail ACI rats. // Environm. Health Perspect. 1983. - V. 50. - P. 227-232.

304. Shimizu Y., Kato H., Schull W.J. Studies of the mortaliy of A-bomb survivors // Radiat.Res. 1990. -V. 121. - P. 120-141.

305. Shore R.E. Overview of radiation-induced skin cancer in humans // Int. J. Radiat. 1990. -V. 57, N. 4. - P. 809-827.

306. Stapleton A.E., Ultraviolet Radiation and Plants: Burning Questions // Plant Cell. 1992.- V.4,№ 11 - P. 1353-1358.

307. Steel G.G. Terminology in the description of drug-radiation interactions. // Int. J. Radiat. Oncology Biol. Phys. 1979. - V. 5. - P. 1145-1150.

308. Stewart A.M., Kneale G.W. Late effects of A-bomb radiation: Risk problems unrelated to the new dosimetry // Health.Phys. 1988. - V. 54. - P. 567-569.

309. Stewart F.A., Denekamp J. Combined x-rays and heating: is there a therapeutic grain? / In: Cancer Therapy by Hyperthermia and Radiation / eds. Streffer C. et al. / Baltimore-Munich, Urban & Schwarzenberg. 1978. - P. 249-252.

310. Streffer C. Biological basis for the action of hyperthermia and of conbination with ionising radiation. / ed. Gautherie M. // In:Biological Basis of Oncologic thermotherapy. Berlin Heidelberg New York: Springer, 1990. — P. 33-38.

311. Streffer C., Muller W.U. Radiation risk from combined exposure to ionizing radiation and chemicals // Adv. Rad. Biol. 1984. - V. 11. - P. 173-210.

312. Streffer C., Van Beuningen G., Dietzel F., Rottinger E., Robinson J.E., Scherer E., Seeber S., Trott K.-R. (Eds.) Cancer Terapy by Hyperthermia and Radiation // Baltimore-Munich: Urban & Schwaarzenberg, 1978. 344 p.

313. Streffer C., Vauper P., Hahn G. Biological Basis of Oncologic Thermotherapy . Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo, Hong Kong: Springer Verlag, 1990.

314. Strehler B.L. Time, cells and aging //N.Y.: Acad.Press, 1962.

315. Takahashi S., Takeda E., Kubota Y., Okayasu R. Inhibition of radiation-induced DNA double-strand breaks by nickel and aresnite. // Radiat. Res. — 2000.-V. 154, №6.-P. 686-691.

316. Timofeeff-Ressovsky N.W., Zimmer K.G. Biophysik I: Das Trefferprinzip in der Biologic-Leipzing // Hirzel. 1947.

317. Tirmarche M., Rannon A., Mollie A., Sauve A. Epidemiological study of regional cancer mortality in France and natural radiation // Radiat.Protect.Dosim. 1988. -V. 24, № 1/4. - P. 479-482.

318. Tobias C.A. The repair-misrepair model in radiobiologyxomparison to other model // Radoat. Res. 1985. - V. 104, N. 2. - P. 77-92

319. Tobias C.A., Blakely E.A., Chang P.Y., Lommel L, Roots R. Response of sensitive human ataxia and resistant T-l cell lines to accelerated heavy ions // Br. J. Cancer Suppl. 1984.- V. 6.-P. 175-185.

320. Trujillo R., Dugan V.L. Synergistic inactivation of viruses by heat and ionizing radiation // Biophysical J. 1972. - V. 12, N. 2. - P. 92-113.

321. Tuschl H., Altman H., Kovac R. et al. Effects of low-dose radiation on repair processes in human lymphocytes// Radiat. Res. — 1980. — V. 81. P. 1-90.

322. Tyrrell R.M. Synergistic lethal action of ultraviolet violet radiations and mild heat in Escherichia coli // Photochem. Photobiol. 1976. - V. 24, № 4. - P. 345-351.

323. Tyrrell R.M. Radiation synergism and antagonism // Photochem. Photobiol. Res. 1978. -V. 3. - P.35-113.

324. Tyrrell R.M., Peak M.J. Interaction between UV radiation of different energies in inactivation of bacteria // J. Bacteriol. 1978. - V. 136, № 1. — P. 437- 440.

325. Urano, M., Kahn, J., Majima, H., Gerweck, L.E. The cytotoxic effect of cis-diamminedichloroplatinum (II) on cultured Chinese hamster ovary cells at elevated temperatures: Arrhenius plot analysis. // Int. J. Hyperthermia. -1990.-V. 6.-P. 581-590.

326. Utsumi H., Elkind M.M. Potentially lethal damage versus sublethal damage: independent repair processes in actively growing Chinese hamster cells // Radiat. Res. 1979. - V. 77, № 2. - P. 346-360.

327. Utsumi H., Shibuya M.L., Elkind M.M. Novobiocin inhibits the repair of potentially lethal damage but not the repair of sublethal damage // Radiat. Res.- 1990.-V. 123, № l.-P. 55-60.

328. Virsik-Peuckert R.P., Harder D. Temperature and the formation of radiation-induced chromosome aberrations. II. The temperature dependebce of lesion repair and lesion interaction. // Int. J. Radiat. Biol. 1986. - V. 49. - P. 673681.

329. Waldow S.M., Dougherti T.J. Interaction of hyperthermia and photoradiation therapy // Radiat. Res. 1984. - V. 97, № 2. - P. 380-385.

330. Warters R.L., Axtell J. Repair of DNA strand breaks at hyperthermic temperatures in Chinese hamster ovary cells. // Int. J. Radiat. Biol. 1992. -V. 61.-P. 43-48.

331. Warters R.L., Lyons B.W., Axtell-Bartlett J. Inhibition of repair of radiation-induced DNA damage by thermal shock in Chinese hamster ovary cells // Int. J. Radiat. Biol. 1987. -V. 51, № 3. - P. 505-517.

332. Weichselbaum R.R. Radioresistant and repair proficient cells may determine radiocurability in human tumors. // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 1986. — V. 12.-P. 637-639.

333. Weichselbaum R.R., Little J.B. Repair of potentially lethal X ray damage and possible applications to clinical radiotherapy // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys.-1983.-V. 9,№ 1.-P. 91-96.

334. Wilkinson H.A., Fujiwara T., Rosenfeld S. Synergistic effect between intraneoplastic methotrexate and radiation on experimental intracrebral rat gliosarcoma. // Nerosurgery. 1994. - V. 34. - P. 665-668.

335. Yang L.-X., Douple E.B., O'Hara J.A. et al. Enhanced radiation-induced cell-killing by carboplatin in cells of repair-proficirnt and repair-deficient cell lines. // Radiat. Res. 1995. - V. 144. - P. 230-236.

336. Yonezawa M., Takeda A. Misonoh J. // Radiat. Res. 1990. - V. 31. - P. 256-262

337. Zaider M., Rossi H.H. The synergistic effects of different radiations // Radiat. Res. 1980. - V. 83, N. 3. - P. 732-739О1. О 20 40 60 80

338. Продолжительность восстановления, мин

339. Доза, Гр Продолжительность восстановления, мин

340. Продолжительность восстановления, мин

341. Доза, Гр Продолжительность восстановления, мин

342. Продолжительность восстановления, ч

343. Продолжительность восстановления, ч

Информация о работе