Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Цитогенетические эффекты, наблюдаемые у разных контингентов лиц, пострадавших от аварии на Чернобольской АЭС

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Цитогенетические эффекты, наблюдаемые у разных контингентов лиц, пострадавших от аварии на Чернобольской АЭС"

' АКАДЕМИЯ НАУК СССР Институт Общей Генетики им. Н.И. Вавилова

На правах рукописи ЕЛИСЕЕВА ИРИНА МИХАИЛОВНА

УДК: 575.232:577.346:599.9

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ, НАБЛЮДАЕМЫЕ Я РАЗНЫХ КОНТИНГЕНТОВ ЛИЦ, П0СТРАДАВ1ИХ ОТ АВАРИИ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЗС

(03.00.15 - генетика)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1991

Работа выполнена в лаборатории экологической генетики Института общей генетики им. Н.И. Вавилова ПИ СССР

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор В.А. Шевченко

Офицальные оппоненты:

доктор биологических наук В.М. Михельсон кандидат биологических наук И.И. Сосков

Ведущее учреждение - Институт теоретической и экспериментальной биофизики АН СССР

в часов на заседании Специализированного совета по

специальности 03.00.15 - генетика при Институте об*ей генетики ин. Н.И. Вавилова АН СССР по адрессу: 117809, ГСП-1, Москва, В-333, ул. Губкина, 3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института обчей генетики им. Н.И. Вавилова АН СССР

Защита диссертации состоится

Автореферат разослан

Чченый секретарь Специализированного совета, кандидат биологических наук

Г.Н. Полухина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема генетической опасности экологи-1еского загрязнения обострилась после аварии, произошедшей в 1986 ■оду на Чернобыльской атомной станции, в результате которой больше контингенты людей подверглись воздействию мощного мутагенного рактора в виде ионизирующих излучений. В связи с этим актуальной ¡адачей стало изучение генетико-зкологических аспектов состояния ¡доровья различных контингентов лиц, пострадавших от Черно-шльской аварии, и оценка поглощенных ими доз радиации для прог-шзирования эффектов в данном и последующих поколениях. Цитогене-гические эффекты, выраженные в возникновении аберраций хромосом, 1вляются наиболее объективным и показательным тестом для оценки •енетических последствий действия радиации (Бочков И.П., 1971).

Цель и задачи исследования. Целью данной работы являлось (зучение цитогенетических эффектов в группах взрослого и детского юнтингентов, подвергшихся острому и хроническому облучению в ¡езультате аварии на ЧАЭС, а такие оценка поглощенной ими дозы )блучения, с использованием построенных калибровочных кривых до-ia-эффект для различных типов аберраций хромосом.

В соответствии с поставленной целью были определены следую-1ие задачи:

1. Определить закономерности возникновения хромосомных 1берраций в лимфоцитах периферической крови человека in vitro фи действии ионизирующих излучений в дозах от 5 до 100 сГр и на )снове этих данных построить калибровочные кривые доза-эффект. .

2. Оценить цитогенетические эффекты у лиц, принимавших |частие в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС и, шпользуя калибровочные дозовые зависимости, оценить поглощенную ши дозу облучения.

3. Определить уровень, цитогенетических нарушений и просле-1ить динамику их изменения у детского населения, подвергшегося иительному воздействию ионизирующих излучений в связи с проаи-1анием на загрязненных радионуклидами территориях.

Научная новизна. В данной работе впервые непосредственно госле радиационного воздействия был изучен спектр и частота фомосомных аберраций и сестринских хроматидных обменов у лиц, финимаввих участие в ликвидации последствий Чернобыльской

- г -

аварии, а также 9 детей, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях. По уровню, наблюдаемых хромосомных нарушений с использованием полученных нами колибровочных кривых у лиц, участвующих в ликвидации аварии на ЧйЭС была оценена поглощенная доза радиации и прослежена динамика изменения цитогенетических показателей у хронически облучаемого детского населения. Все наблюдаемые аберрации хромосом учитывались только в . метафазах первого митоза.

Практическое значение работы. Проведенный цитогенетический мониторинг лиц, пострадавших в результате Чернобыльской аварии, особенно наиболее критической группы населения - детей и оценка поглощенной дозы облучения позволяет прогнозировать онидаемые генетические и соматические изменения у самих индивидуумов и их потомков. Полученные данные могут быть учтены при проведении профилактических мероприятий и медицинского контроля всех контингентов лиц, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены на П-м Всесоюзном Координационном совещании "Радиационный и химический мутагенез" (Сыктывкар, 1989); 1-м Всесоюзном радиобиологическом съезде (Москва, 1989); Международной конференции "Биологические и радиозкологические аспекты последствий аварии на Чернобыльской атомной станции" (Зеленый мыс, 1990); доложены и обсуждены на IU Координационном совещании "Генетические аспекты воздействия радиации на популяции и экосистемы в связи с аварией на ЧЙЭС" (Пущино, 1990); Всесоюзном координационном совещании "Генетические последствия загрязнения окружающей среды мутагенными факторами" (Самарканд, 1990); U Координационном совещании "Эколого-генетические последствия загрязнения окружающей среды в связи с аварией на ЧЙЭС" (Минск, 1991); и межлабораторном семинаре "Нутационный процесс и окружающая среда" Института общей генетики им. Н.И. Вавилова АН СССР (Москва, 1991).

Объем работы. Диссертация изложена на 123" страницах машинописного текста и состоит из введения, 6-ти глав, заключения и выв дов, включает 18 рисунков и 11 таблиц. Список литературы содержит 165 наименований, в том числе 44 на русском языке.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Цитогенетическому обследованию подвергались лица, участвующие в ликвидации аварии на ЧАЭС в 1986 и 1987 годах. Возраст обследуемых составлял от 22 до 50 лет.

Обследование детского населения в возрасте от 9-14 лет, проводили в двух районах Китоыирской области Украинской ССР три года подряд в 1988, 1989 и 1990.

В 1988 году было обследовано 30 школьников из сел Малаховка и Мощеницы Лугинского района Нитомирской области. В 1989 году обследовали 36 школьников из тех яе мест и 27 школьников из Радо-мышльского района. В 1990 году обследовали 37 школьников из сел Лугинского района. Среди обследованных детей Лугинского района была выделена подгруппа, состоящая из 16 школьников, которые проходили обследование все три года подряд. Контролем слупила группа школьников из 16 человек, в возрасте от 12 до 14 лет, прониванщих в г. Москве. Всего было обследовано 146 детей. Уровень радиации на 1989 год в Лугинском районе составил по Сэ-13? — 5 и более Ки/кв • КМ«( в Радомышльском районе - 0,1 - 0,2 Ки/кв.км. Средняя мощность дозы в селе Малаховка Лугинского района составила 126,5+0,7 мкр/ч, под окнами школы в которой учились дети она была 300 мкр/ч. В селе Мощеницы средняя мощность дозы составляла 238,7+3,5 мкр/ч.

Для определения зависимости выхода различных типов аберраций хромосом и построения кривых доза-эффект при малых уровнях облучения, лимфоциты периферической крови от 7-ми здоровых доноров в возрасте от 23-х до 50-ти лет облучали лучами Сэ—137 в дозах 5, 10, 15, 20, 25, 50, 75 и 100 рад для камдого донора. На каждую дозовую точку просматривали более 1000 метафаз первого деления. Всего было просмотрено 9.432 метафазы.

Культивирование лимфоцитов периферической крови и приготовление препаратов хромосом проводили по общепринятой методике МоогЬеай (1960) с некоторыми модификациями (НапдегГоп!, 1965; Бактон, Эванс, 1975).

Пробы крови у взрослых и детей .брали из пальца в количестве 0,3-0,5 мл. Добавляли к 5-ти мл инкубационной среды, состоящей из:, среды ЯРМ1 1640, эмбриональной сыворотки крупного рогатого скота, фитогемаглютинина "НеПсове Р", глютамина и антибиотиков. Кровь культивировали 52 часа. Для идентификации метафаз первого и второго делений митоза, определения сестринских хроматидных обме-

нов и значений репликативного индекса была использована методика дифференциального окрашивания хромосом с помощью 5-бромде-зоксиуридина (БДУ) по методу (Perry, Wolf, 1974).

Окрашивали препараты по Романовскому-Гимза. Анализ хромосомных повреждений проводили путем микроскопирования хорошо окрашенных, с хорошим разбросом метафазных пластинок. Учитывали аберрации хромосомного и хроматидного типа согласно общепринятой классификации (Bucton, Evans, 1973). Хромосомные разрывы считали как один для фрагментов, как два для дицентриков, колец и менхрома-тидных обменов. Для каядого индивидуума просматривали по 150-200 метафаз первого митоза. Подсчет частоты сестринских хроматидных обменов проводили в 40-50 метафазах второго митоза. Репликативный индекс (РИ) определяли по формуле (Пазутка и сотр., 1988):

РИ = 1М (I) + 2М ( 11 )+ ЗМ (III) + ... , где MU). H(II), MC1II)... - частоты клеток в I, II, III и т.д. делениях митоза.

Полученные результаты обрабатывали общепринятыми статистическими методами, применяя U - и t - критерии (Урбах, 1964).

Статистическая обработка дозовых зависимостей проводилась с использованием пакета программ В1ош (Sokal, Rohll, 198-1), зало-■енных в компьютер PC/AT,

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

1. Дозовые зависимости для различных типов хромосомных аберраций при облучении in vitro периферической крови человека малыми дозами.

В связи с имеющимся небольшим количеством работ по описанию цитогенетических эффектов, наблюдаемых при небольших, т.е. менее 50 сГр, дозах облучения, нами были изучены дозовые зависимости для различных типов хромосомных аберраций при облучении периферической крови человека в диапазоне доз от 0 до 100 сГр (с интервалом доз в 5 сГр в диапазоне от 0 до 25 сГр) (таблица 1), с целью получения калибровочных кривых для определения доз, поглощенных лицами, пострадавшими от аварии на ЧАЭС.

При построении дозовых зависимостей выхода аберраций хромосомного типа (парных фрагментов, дицентриков и центрических колец), аберраций хроматидного типа (одиночных фрагментов, и

Изменение числа различных типов хромосомных аберраций при облучении в дозах от 5 до 100 сГр.

Доза (сГр) Кол-во анализ. метафаз 7. абер. клеток Частота хромосомных аберраций на 100 пл. Частота хроматидных аберраций на 100 кл.

парн.фр. дицен. цен.кольц. общ. один. Фр. хр.обмен, ацен.кол. об«.

0 1479 0,4?±0,17 7 0,07±0,0б 0 0 0,0710,06 1 1 0.4110,16 0,0710,06 0 0,4810,17 6 1 7

5 1100 0,91±0,28 10 ... 0,7310,25 0,0910,09 0 0,8210,26 8 1-..... 9 •■ 0,1810,12 0 0 0.1810.12 - 2..... 2

10 1072 2,2410.45 24 1,0310,29 0,3710,18 0 1,4010,33 11 4 15 1,03±0,3 0 0,1910,13 1,2110,31 11 2 13

15 1074 2,79±0,5 30 1,1210,29 0,4710,2 0 1,5810,36 12 5 17 1,3910,33 0,0910,09 0 1,4910,36 15 1 16

20 1170 3,93±0,54 46 2,3110,45 0,5110,2 0 2,8210,49 27 6 33 1,1110,30 0,0910,08 0,17±0,11 1.3710,33 13 1 2 16

25 1274 3,3010,52 42 2,12+0,39 0,2510,14 0 2,3510,42 27 3 30 0,9910,29 0 0,1610,11 1,0910,30 12 2 14

50 1129 5,31+0,66 60 3,28+0,52 1,3310,32 0,09*0,08 4,6110,59 37 15 1 52 0.8910,27 0 0,2710,15 1,1510,3 10 3 13

75 543 6,99+1,08 38 4,60+0,81 1,47+0,54 0,1810,18 6,2611,09 25 - 8 1 34 0.9210,4 0,1810,18 0,1810,18 1,2910,45 5 11 7

100 651 8,75+1,21 57 6,14+0,98 2,46+0,6 0 8,6011,2 40 16 55 0.7710,34 0 0,1510,15 0,9210,39 5 1 6

9492

сл I

межхроыатидных обменов) и дицентриков (рис. 1) было выявлено следующее. Для аберраций хроматидного типа не наблюдалось зависимости от дозы, это было отмечено ранее и другими исследователями (Сусков, 1967; Севанькаев, 1987; Phol-Ruling, Fisher, 1979). Выход аберраций хромосомного типа пропорционально и линейно увеличивался с дозой. Дозовая зависимость для дицентриков в области от 10 до 25 сГр имела плато, причем при дозе 25 сГр наблюдалось сни-нение выхода этого типа аберраций, тогда как при дальнейшем увеличении дозы их частота вновь возрастала, подобные наблюдения были сделаны Bauchinger (1978), Pohl-Ruling et al. (1983). Авторы этих работ объясняют существующие в дозовых зависимостях области плато вступлением в действие пула дополнительных репарационных ферментов.

Полученные нами дозовые зависимости для различных типов хромосомных аберраций были сравнены с линейной, линейно-квадратичной, мультипликативной и экспоненциальной математическими моделями.

При сопоставлении параметров этих моделей с полученными кривыми доза-эффект, выяснилось, что наиболее адекватно совпадают линейная и линейно-квадратичная модели.

Сравнивая дозовые зависимости для различных цитогенетических показателей с линейной математической моделью, были получены численные значения уравнений регресии и их коэфициенты корреляции. Наибольший коэфициент корреляции имеют уравнения регрессии для аберраций хромосомного типа (г = 0,993), дицентриков (г = 0,975), дицентриков плюс колец (г - 0,979), а также для общего числа аберрантных клеток (г = 0,977).

До недавнего времени в качестве калибровочных кривых в основном использовали зависимости выхода частот либо одних дицентриков, либо дицентриков плюс колец. Однако при небольших уровнях доз радиации выход этих типов аберраций является очень незначительным, что приводит к затруднениям в определении по ним поглощенных доз ионизирующего излучения. Поэтому при построении колибровочных кривых при малых дозах облучения, кроме дицентриков и колец можно попытаться использовать другие типы хромосомных аберраций, включая и парные фрагменты, довольно часто встречающиеся в облученных в этом режиме клетках.

В связи с этим, нами в качестве калибровочной кривой была использована дозовая зависимость для общего числа аберраций хро-

Зависимости доза-эффект для различных типов аберраций хромосом

-4- - аберр. хромосом, типа

- £3— - аберр. хроматид.

Ю-' _ти1??

)( - дицентрики

О 20 40 60 00 100

ДОЗА (сГр)

Рис. I-

- а -

мосомного типа (дицентриков, колец, парных фрагментов). На рисунке 2 представлена регрессионная прямая, вычисленная для этой до-зовой зависимости, козфициент корреляции которой составляет 0,99. Все полученные экспериментальные точки попадают в 95%-ный доверительный интервал. Расчитанное уравнение регрессии имеет вид Y = 0,48 + 0,08Х, где У - частота аберраций хромосомного типа, X -доза в сГр.

2. Цитогенетические эффекты, наблюдаемые у лиц, участвующих в ликвидации аварии на ЧАЭС. Оценка поглощенной дозы.

Цитогенетическое обследование лиц, участвующих в ликвидации аварии на ЧАЗС было начато сотрудниками нашей лаборатории в мае 1986 (Иевченко и сотр., 1990). В группы обследованных лиц были включены: сотрудники ЧАЗС, медицинские работники, вертолетчики, водители грузовых автомобилей, доставляющие грузы на 4-ый блок, строители сооружений вокруг 4-го блока, дозиметристы.

В 1987 году были обследованы те же категории лиц, принимавших участие в ликвидации аварии с 1986 года.

В таблице 2 представлены индивидуальные показатели спектра и частоты хромосомных нарушений у группы, изученых непосредственно нами контингентов лиц, обследованных в 1987 году. Показано, что в лимфоцитах периферической крови данных лиц среди аберраций хромосом обнаружены в преобладающем большинстве .парные и одиночные фрагменты, причем частота одиночных фрагментов значительно превышала наблюдаемую частоту парных фрагментов. Дицентрики и межхрома тидные обмены (транслокации) наблюдались лишь у 4-х человек.

По данным цитогенетического анализа у лиц, обследованных в 1986 году (Шевченко и сотр., 1990), также наряду с хромосомными аберрациями, включающими парные фрагменты были обнаружены аберрации хроматидного типа (одиночные фрагменты, транслокации) с частотой, превышающей контрольный уровень. Их доля в общем спектре аберраций у отдельных лиц достигала 50Х. Высокую частоту аберраций хроматидного типа в лимфоцитах периферической крови отмечали Пяткин и сотр. (1989) при проведении цитогенетического обследования лиц, пострадавших от аварии на ЧАЗС. Авторы объясняют это присутствием в крови радиоактивных изотопов, действующих на лимфоциты в фазах S и G2 при делении в культуре.

Регрессионная зависимость выхода аберраций хромосомного типа от дозы

10

а) Р-Р< 0) о аз

а) и о е-и (в

6

О

О 20

Рис. 2

40 . 60

Д 0 3 А ( сГр )

80

100

- ю -

Хромосомные аберрации, наблюдаемые у людей, участвующих в ликвидации последствий аварии 1987 году.

Контингент людей О Число анализ. метафаз Число аберр. клеток Хромое, аберрации Хромат, аберрации

парн.фр. дицентр. один.Фр.| трансл. 5 8 1 И 4 2 7 2 2 2 1 1 1 2 2 4 7 2

Сотрудники ЧАЭС 1 200 2 200 3 200 4 100 5 80 6 200 7 125 8 133 9 145 10 165 И 140 12 95 13 140 14 180 15 100 16 140 17 90 18 170 6 9 10 5 2 8 2 4 2 2 1 2 2 5 7 2 1 1 1 1 1 1 1 1 -

2.599 69(2,65± 0.4) 8 (0,31±0,1) 62 (2,3910,3)

Дозиметристы 19 200 20 200 21 200 22 165 23 100 24 125 8 2 6 6 1 7 1 1 1 3 - 1 1 6 6 1 6

990 29(2,93± 0,53) 5 (0,6±0,5) 26 (2,6310,51)

3 г £ V са л РЭ 25 200 26 200 27 200 28 200 29 57 30 75 31 130 6 10 1 7 3 4 5 1 1 5 10 1 7 3 3 7

1.020 36(3,531 0,57) 2 (0,27±0,26) 36 (3,53+0,57)

Поглощенные дозы радиации для лиц, участвующих в ликвидации аварии на ЧАЭС, определялись по результатам цитогенетического анализа, проводимого группой сотрудников нашей лаборатории в 1986 и 1987 годах. Дозовая оценка проводилась с использованием полученного нами математического уравнения для линейной зависимости выхода аберраций хромосомного типа.

Уравнение имело вид: Д = (ХА-(0,48^,17))/(0,081±0,04), где Д-доза в сГр, ХА-частота аберраций хромосомного типа. В таблице 3 представлены среднегрупповые частоты аберраций хромосомного типа для различных контингентов лиц. Из таблицы видно, что частота аберраций этого типа у обследованных в Чернобыле лиц в несколько раз превышалат контрольный уровень. Средние величины поглощенных доз для различных групп лиц колебались от 10-ти до 34 бэр.

При распределении обследуемых групп лиц в соответствии с наблюдаемой у них частотой хромосомных аберраций было выявлено, что в группе лиц, состоящей из строителей Саркофага только у 152 не обнаружено никаких аберраций хромосом. Разброс в их частоте среди отдельных лиц колебался от 1 до 162. Встречаемость людей с уровнем аберраций свыше 62 составляла 502. Эта группа людей является наиболее критической. Средняя поглощенная доза для них составила 34,1 бэра. Среди сотрудников ЧАЭС, обследованных в 1986 году, разброс в частоте аберраций хромосом колебался от 1 до 162. Средняя поглощенная доза, определенная методом биологической дозиметрии составила 23,6 бзр.

При проведении биологической дозиметрии ваяно учитывать фактор времени после облучения. По данным литературы уровень аберраций хромосом в лимфоцитах крови человека практически не мелется в течении 4-6 недель после облучения и может служить адек-ттным показателем поглощенной дозы СРге$1оп еЬ а1., 1974; Бак-гон,Эванс, 1975).

Однако с увеличением промежутка времени после облучения !астота клеток с аберрациями хромосом снижается в результате их •лиминаЦии и обновления циркулирующей крови новыми лимфоцитами. 1оэтому оценка дозы, определяемая по цитогенетическому показателю |ри промежутке времени, прошедшем после облучения от полугода до ода и более, будет несколько занижена. Большинство людей, обсле-[ованных в 1987 году, принимали участие в ликвидации последствий 'варии в 1986 году и уже тогда получили определенное радиационное

Частота аберраций хромосомного типа и оценка поглощенной дозы у лиц, принимавших участие в ликвидации последствий аварии на ЧАЭС в 1986-1987 годах.

Контингент Год Кол-во обследованных людей Частота аберрац. хромосомного типа Поглощенная доза в бэрах

Сотрудники ЧАЭС 1986 1987 83 74 2,37±0,20 1.25*0.10 23,6+2,4 10,0+1,2

Сотрудники ПО "Комбинат" 1987 58 1,79+0,14 16,5+1,7

Врачи МСЧ 1986 1987 37 49 1,37±0,23 1,14+0,13 10,6±2,8 8,5+1,6

Дозиметристы 1986 23 3.10±0.43 32,5+5,2

Водители 1986 60 1,47±0,17 12,6±2,1

Строители Саркофага 1986 71 3,24±0,25 34,1+3,1

Контроль 0,20+0,10

оздействие, приблизительно равное 25 бэрам. По-видимому, следствие указанных выше причин, доза, определенная у них на снове оценки аберраций хромосом, является несколько заниженной. Однако у лиц, проходивших обследование в 1986 году и получивших хтрое кратковременное облучение, оцененные дозы в допустимых [ределах совпадали с дозами, оцененными физическими способами.

3. Соотношение частот сестринских хроматидных обменов и аберраций хромосом у людей, участвующих в ликвидации аварии на ЧЙЭС.

При определении частоты сестринских хроматидных обменов у иц, принимавших участие в ликвидации последствий аварии на ЧАЭС, ыло выявлено (таблица 4), что индивидуальные вариации частоты ХО находились в пределах от 2,8 до 8,9 на метафазу. Средняя астота СХО составила 6,2t0,4 обмена на метафазу. Такое значение ХО при используемой концентрации БДУ (5 j^/мл) по различным ли-ературным источникам находится в пределах нормы (Wolff, 1978; Shby, Richardsen, 1985; Bender et al., 1988). Поскольку из ли-ературы известно, что увеличение частоты СХО может служить пока-ателем мутагенного воздействия агентов химической природы Ockey, 1981; Лазутка и др., 1988), наши данные об уровне СХЛ у иц, участвующих в ликвидации последствий Чернобыльской аварии озволяют исключить определяющее действие химических факторов.

Средняя частота хромосомных разрывов, подсчитанная для 1-го 11-го делений митоза, составила 3,29±0,6 на 100 клеток б 1-м дн-ении, с индивидуальным разбросом от 0 до 8,8 и 6,29±1,66 - во 1-м, с индивидуальным разбросом от 0 до 22,2.

При сравнении полученных данных по частотам СХО с различными ипами хромосомных аберраций для первого и второго делений митоза ыла выявлена обратная корреляционная зависимость между частотой ХО и суммарной частотой одиночных фрагментов для первого и торого делений митоза, а также частотой одиночных фрагментов'вп тором делении митоза (таблица 5). Обратная корреляция мржду ислоы СХО и общим числом разрывов хромосом также имела место, но меньшим чем для первых двух случаев уровнем значимости. Не было бнаружено корреляции между СХО и числом парных фрагментов перво-о и второго митоза. Подобные данные были обнаружены и другими

Частот хромосомнил айерппиий и сестринских хроматидных ооменов, наблюдаемы? г сбслодуемой группе людей, пострадавших от аварии на ЧРЗС.

N. л- Число анализ, метафаз Число СХО на метаф. Частота аберраций -ромг.глм на 100 клртс

хроматид. типа хромое, типа общее числп .

I дел. 11 дел.

I деление II ДРЛРН1

1 98 27 3.6 7.2 0.8 8.8 18.5

т 136 46 3.2 6.6 - 6.6 10.8

3 160 40 2,8 5.0 - 5.0 7.5

4 95 21 4.8 4.3 - 4.3 19,0

5 48 9 4.8 8.8 - 8.7 22,2

6 114 36 6.0 2.0 0.6 3,3 -

7 77 •и 5.2 2.3 - - -

8 192 8 6.0 4.0 0.5 5.0 12.5

9 123 77 7.9 2.5 - 2.5 3.9

10 133 42 5.9 - - - -

И 141 59 6.9 1.0 - 2.0 1.7

12 172 28 6,4 1.5 - 1.5 3.6

13 75 8 8.1 4.8 - 4.0 -

14 90 14 7.6 1.9 - 2.0 7.1

15 167 33 7.6 • - - - -

16 97 28 7.6 1.6 - 1.6 3,6

17 145 55 8,9 1.5 1.0 . 3,5 1,81

18 165 35 7.9 1.0 - ' 1.0 -

19 138 42 6.7 1.1 0,5 2.8 7.14

2366 619 6,2±0,4 3,0±0,6 0,18+0,07 3.29±0,6 6,29±1,6

Таблица 5

Корреляция частот различных типов хромосомных разрывов с частотой СХО.

Типы хромосомных аберраций К.ОЭффИЦИЭНТ корреляции Значение U-критерия Уравнение регрессии Знзчение Р Значимость | регрессии i |

Одиночные Фрагменты I+I1-го деления - 0.65 3,13 у= 8,?б-0,92х 0,002 Значима

Парные фрагменты НИ деления 0.053 0.24 у= О.П+О.ОИх 0,8 Не значима

Общее число разрывов хромосом (Uli) -0.58 2.65 у= 8.7-0,87х 0.008 Значим®

Одиночные фрагменты 11 деления -0.65 3,15 у= 23.5-2,72х 0.002 Значима

исследователями (Платонова и сотр., 1987), которые объясняют существование таких корреляций трансформацией аберраций хроматидно го типа в аберрации хромосомного типа. Еще одно объяснение можн! дать с позиции механизмов образования СХО и аберраций хромосом Если предположить, что хроматиднне повреждения являются результа том неудачного прохождения сестринских хроматидных обменов (Ка1о 1977), и механизмы образования СХО и аберраций хромосом сходны то возникновение этих двух повреждений взаимосвязано. Следовател но, при мутагенном воздействии одно и т^же повреждение хроматиды если оно не подверглось репарации, приведет в конечном итоге либ к образованию в этом месте СХО, либо аберрации хроматидного тип

4. Цитогенетические эффекты у детей, проживающих в районах

с повышенным содержанием радионуклидов.

Цитогенетическое обследование детей, проживающих в районах повышенным содержанием радионуклидов выявило значительное и ста тистически достоверное превышение над контролем частот различны типов аберраций хромосом, . наблюдаемых за три года исследовани (таблица 6). Так, наибольший по сравнению с контроле (0,81±0,19%), уровень частоты • аберрантных клеток наблюдался первый год обследования у детей из Лугинского район (2,29±0,22Х). Во второй и третий годы обследования частот аберрантных клеток у детей из того же района снижалась д 1,4710,18% и затем вновь повышалась до 2,21±0,17%. Наблюдаемы колебания уровня частот аберрантных клеток у обследуемых дете происходили за счет изменения уровня, учитываемых нами аберраци хроматидного типа (одиночных фрагментов, транслокаций, интерсти циальных делеций). Как,известно из литературы уровень аберраци этого типа не является постоянным и зависит от многих внешних внутренних факторов, а также от методов культивирования крови и коррелирует с поглощенной организмом дозой облучения (В1зЬии е а1., 1973; Ноуй еЬ а1.; 1988; Пяткин и сотр.. 1989).

Общий уровень аберраций хромосомного типа (парных фрагмеь тов, дицентриков, колец), являющихся наиболее важным показателе цитогенетических эффектов действия повышенных уровней радиации, детей из обследуемых районов статистически достоверно превыше контрольный в 3,5.-4 раза, а к третьему году исследования в (

Таблица б

1'ПЕКР XPOMOCOHHUX АНОМАЛИЙ, НАБЛЮДАЕМЫХ У ДЕТЕЙ. ПРОБИВАЮЩИХ В ЗАГРЯЗНЕНИЙ* РАДИОНУКЛИДАМИ РАЙОНАХ.

1ес то жвания Москва (М) Радомышль (А) Малахов.1988 (Bl) Малахов. 1989 (B2) Малахов. 1990 t B3 )

Число :мотренннх клеток 1985 2736 4544 4414 7028

1СТОТЭ )рантных 1еток 16 0,81+0,19 46 1.68t0,24 104 2,29+0,22 65 1,47±0,18 155 2,21±0,17

Чагтпта парных Фрагментов 3 0, ISiO.Ofl ta 0.58i0.14 31 0,68±0,12 28 0,S3±0,11 68 0,97+0,11

Частота колец - 2 0.07+0,05 - 4 0,09+0,14 2 0,03+0,03

Частота дицентриков 1 0.05±0.03 3 0,lli0.06 - 3 0,07±0,02 22 0,31±0,06

Общая частота хромосомных аберраций 4 0.2±0,1 21 0,77±0,16 31 0,68i0,12 35 0,79+0,13 92 1,30±0,13

Частота одиночных Фрагментов 13 0.65±0.18 24 0,88±0,17 91 26 2,00i0,20 0,59±0,11 60 0.85+0.1

Частота транслокаций - 1 0,04±0.04 1 4 0.02i0,02 0,09+0,14 3 0.04+0,02

Частота интерстиц. делеций - - 2 0,04+0,04 - 2 0,03+0.03

Общая частота хроматид. аберраций 13 0,65±0,18 25 0,91 ±.0,18 94 2.06±0,2 30 0.68t0,18 65 0,92+0,11

Частота полиплоидных клеток 3 0.15+0.08 2 0,07+0,05 - 9 0.26+0,07 12 0.17+0,15

раз, В нашей контрольной группе уровень аберраций хромосомног типа составил 0,2110,1 на 100 клеток. По данным Пилинской и сотр (1990) частота этого типа аберраций в контрольной группе детей и сельских районов, обследованных до Чернобыльской аварии достовер не отличалась от значений, полученных нами.

При изучении распределения детей с различными типами абер раций хромосом (рис. 3) было выявлено, что в контрольной группе 50% детей не было каких-либо аберраций. У 32% были только одиноч ные фрагменты, у 12'/. - находили одиночные и парные фрагменты только у одного ребенка (6%) из контрольной группы была обнаруяе на одна дицентрическая хромосома.

Другой характер распределения наблюдается у детей из районо с повышенным уровнем радионуклидов. Здесь больший процент прихо дится на детей, в лимфоцитах крови которых обнаруяены одиночные парные фрагменты и дицентрики, меньший процент составляли дети, которых не найдены какие бы то ни было хромосомные аберации.

У детей, проходивших обследование на протяжении трех лет было выявлено увеличение: количества детей, в лимфоцитах кров которых обнаружены парные фрагменты с 39,8% в 1988 году, 42,0% в 1989 и до 59,4% в 1990; количества детей имеющих сложные обмен ные аберрации (транслокации, кольца, дицентрики) с 9,9% в 198 году, 27,9% - в 1989 году и до 48,6% в 1990 году. К третьему го? у всех обследованных детей из Лугинского.района (сел Малаховка Ноценицы) были найдены какие либо аберрации хромосом.

При определении динамики изменения во времени чаете аберраций хромосомного и хроматидного типов в группе дете( проходивших обследование три года подряд нами было отмечено монс тонное возрастание уровня аберраций хромосомного типа и скачкс образное изменение по годам аберраций хроматидного типа (рис. 4! Так, частота аберраций хроматидного типа резко увеличилась пс сравнению с контролем в 1988 году (2,051 0,28 на 100 клеток), зг тем падала ниже контрольного уровня (0,45±0г15) и вновь повыше лась в 1990 году до 0,83±0,15.

Частота аберраций хромосомного типа у детей, обследованных 1990 году (1,32±0,2) статистически достоверно превышала частот; наблюдаемую в 1988 году (0,52+0,14). Подобные данные о увеличенш частоты аберраций хромосомного типа и частоты дицентрических хр< мосом в лимфоцитах крови детей,проживающих в районах с повышенн

% ле?ей

Без. абер. Один, фрагы. Парн. фрагы, Дицентрики Кольца Транслок.

Москва ^^ Радомышль 1 I Малаховка-88

ШЗЯ Малаховка-89 ¡111111111 Малаховка-90

Рис. 3

даНАМИКА ИЗМЕНЕНИЯ ВО ВРЕМЕНИ АБЕРРАЦИЙ ХРОМОСОМНОГО И ХРОМАТВДНОГО ТИПОВ У ДЕТЕЙ

одержанием радионуклидов были получены Пилинской и сотр. С 1990 1. азюком и сотр. ( 1990 ) и Stephan,Oest.reicher ( 1989).

При определении частоты сестринских хроматидных обменов СХО) и репликативного индекса (РИ), являющегося показателем про-олжительности клеточной генерации, было обнаружено, что средние начения частот СХО для детей из Лугинского района, обследованных 1989 (7,76+0,17) и 1990 (6,46±0,14) годах статистически не от-ичаются друг от друга и от контроля (7,67±0,38), в то время как ля группы детей из Радомышльского района среднее значение часто-ы СХО равное 8,78i0,2 достоверно превышало таковое для контроля для группы детей из /1угинского района.

Поскольку, как известно из литературы, индукторами СХО в ольшей степени являются химические вещества, чем физические фак-оры (Капо, Fujiwara, 1981; Perry, 1980; Solomon, Rohrov, 1975; екявичус, 1983), можно предположить что загрязненность хими-ескими агентами в Радомышльском районе выше, чем в Лугинском. то может обуславливать повышение частоты хромосомных аберраций у етей из этого района, несмотря на существующий невысокий уровень адиации.

Средние значения РИ, определенные для группы детрй и? Лу-инского района, обследованных в 1989-м (1,32+0,02) и в 1990-м 1,44±0,012) годах достоверно превышали таковые для контроля 1,15±0,03) и, для группы детей из Радомышльского района 1.27*0,02).

Повышенное по сравнению с контролем, и увеличивающееся с го-эми среднее значение РИ у детей из районов с повышенным содержали радионуклидов позволяет сделать заключение о наблюдаемой знденции ускорения прохождения лимфоцитами крови цикла клеточной гнерации. Этот факт может служить косвенным показателем увеличр-1Я радиочувствительности лимфоцитов, поскольку из данных ли-фатуры известно, что клетки характеризующиеся высокой радио-(вствительностью имеют укороченный клеточный цикл за счет chstin юка в котором проходят репаративнне процессы в S-фазе lates,Lavin, 1989; Cantoni et al.. 1989).

При сравнении данных о влиянии пола на цитогенетические податели для детей, проживающих в районах с повышенным содержани-I, радионуклидов, не было обнаружено различий по частоте юмосомных аберраций, частоте сестринских хроматидных обмрнов и

значениям репликативного индекса у мальчиков и девочек как контроле, так и в группах детей из обследуемых районов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение цитогенетических эффектов у различных контингенте лиц, пострадавших в результате аварии на ЧАЗС, оценка поглощенно ими дозы радиации является ванным для решения многих задач биоло гической дозиметрии в плане прогноза отдаленных последстви действия небольших доз радиации на генетический аппарат человека Использование цитогенетических методов исследования (анализ аберраций хромосом и теста СХО) позволяют сделать некоторые зак лючения о характере воздействия низких уровней ионизирующих излу чений. В исследованиях 1П vit.ro в диапазоне доз от 10 до 25 сГ частота дицентриков и дицентриков плис колец не изменялась, тогд как общая частота аберраций хромосомного типа росла пропорционал но дозе. Поэтому оценку поглощенных доз следует проводить по все аберрациям хромосомного типа. При обследовании разных континген-тов лиц, участвующих в ликвидации аварии выявлен повышенны уровень аберраций хроматидного и хромосомного типа, оцененная до за облучения была различна для разных контингентов и уменьшалас в 1987-м году по сравнению с 1986-м.

У детского населения, подвергшегося-длительному хроническом облучению цитогенетические эффекты выражались в повышенном уровн аберраций хромосомного типа, дицентриков, общего числа аберрант ных клеток, в расширении спектра наблюдаемых повреждений хромоте Изучение динамики изменения частоты абераций хромосомного ту во времени выявило тенденцию к накоплению этого типа аберраций, такяе наблюдалось повышение с годами радиочувствительности лимфе цитов детей. Наблюдаемое отсутствие возрастания уровня СХО обследованных взрослых и детей позволяет -сделать заключение незначительном воздействии химических мутагенных факторов г сравнению с радиационными.

Таким образом, можно заключить, что наблюдаемое повышение I тогенетических эффектов у обследуемых лиц, пострадаших в резул! тате аварии на ЧАЗС, требует необходимости проведения дальней»! исследований и осуществления контроля за состоянием их здоровья

ВЫВОДЫ

1. При облучении периферической крови человека in vitro ма-im дозами, зависимости доза-эффект для дицентриков, аберрантных леток и общего числа аберраций хромосомного типа, достоверно 1исываются линейной математической моделью.

2. Для определения поглощенных доз при низких уровнях облу-эния по цитогенетическим показателям, правомочно использовать <нейное уравнение регресии для общего числа аберраций хромосом-эго типа,, имеющее вид у = (0,48±0,16) + (0,081±0,004)Х.

3. Цитогенетическое обследование лиц, пострадавших при зарии на Чернобыльской АЭС, показало достоверное увеличение по эавнению с контролем частоты аберраций как хромосомного, так и зоматидного типов у всех обследуемых контингентов лиц.

4. Оцененная по цитогенетическим показателям поглощенная до-а у лиц, пострадавших от аварии на ЧАЭС, различалась у разных знтингентов в зависимости от характера работы и степени радиаци-1ного воздействия.

5. Не наблюдалось увеличения частоты сестринских хромосомных Зменов у лиц, пострадавших от аврии на ЧАЭС. Была обнаружена знденция обратной зависимости частоты СХО на метафазу с частотой эоматидных аберраций и общей частотой хромосомных разрывов.

6. В лимфоцитах периферической крови детей, проживающих в згрязненных радионуклидами районах наблюдался широкий спектр хро-зсомных повреждений, достоверно превышающий контроль; динамика зменения этих повреждений во времени характеризовалась монотон-1м возрастанием уровня аберраций хромосомного типа.

7. При определении значения репликационногп индекса ГРИ) и зстоты сестринских хроматидных обменов у обследуемых детей, вы-злено достоверное отличие от контроля и увеличение с годами зкз-зния РИ, тогда как отличий от контроля и изменения вл Бремени 1стоты СХО не наблюдалось.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

I. Елисеева И.М., Иофа З.Л. Оценка цитпгенетичегкг.гн Ч4ектл детей при действии малых доз ионизирующего излучения. Те?.. |кл. I Всес. Радиобиол. съезда. М., 1989, т. 5, ст'. 11RFt.

2. Левченко В.Й., Акаева Э.А., Елисеева U.M., Hof,а З.Л., !!;:■ лова И.Н., Семов А.Б. Цитогенетические аспекты последствий Чернобыльской аварии для человека. Тез. докл. Рсес. Кпорд. Сове«. Москва-Самарканд, 1990. 201-202.

3. Елисеева И.М., Ипфя З.Л., Стоян Е.Ф. Хромосомны-аберрации и сестринские хроматидные обмены, наблюдаемые у детей проливающих на загрязненных радиануклидами территориях. Тез докл. Всес. Коорд. Совещ., Москва-Самарканд, 1990, 76-77.

4. Елисеева U.M., Иофа Э.П., Шевченко В.А. Оценка цитогене тических эффектов у детей, проживающих в районах с повышенны вследствие аварии на ЧАЗС уровнем радионуклидов. Те?, докл. на Международной конференции "Биологические и радиоакплогически аспекты последствий аварии на ЧАЗС. Чернобыль, iНПО, с. t?R.

5. Шевченко В.А., Акаева Э.А., Елисеева И.М., Ели.-ова Т.В. Иофа З.Л., Нилова И.Н., Рубенович А.В., Семпв А.К. Использовсшя метода биологической дозиметрии в условиях аварии на Черня быльской АЗС. Сб ст. Проблем» безопагнпсти при. чрязвкчпйнкх си туациях.гВИНИТИ), вп. 12, Я., 1Т1П, R9-C?.

Подписано к печати 25,07.3/ Заказ А/7

Объем 1,5 п.л. Формат 60x84 1/16 Тираж/00

ВНИРО. 107140, В.Красносельская, 17