Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЙСТВИЯ ИНКОРПОРИРОВАННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ НА ЛИМФОЦИТЫ КРОВИ ЖИВОТНЫХ

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЙСТВИЯ ИНКОРПОРИРОВАННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ НА ЛИМФОЦИТЫ КРОВИ ЖИВОТНЫХ"

Министерство сельского хозяйства СССР * 1 ; ""

всесоюзный научно-исследовательский институт .. сельскохозяйственной радиологии

На прааах рукописи

УДК б М,876+575:839.1в+57в.3:575

МОНАХОВ Александр Степанович

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЙСТВИЯ ИНКОРПОРИРОВАННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ НА ЛИМФОЦИТЫ КРОВИ ЖИВОТНЫХ

03.00.01 — Радиобиология

хг/

Аштореферат

диссертации на «оиекание ученой степени кандидата биологических наук

Ленинград

— 1984

Работа выполнена в Ленинградском научло-исследовательском ншстнтуте радиацкои ной гигиены Министерства здрава схрачгенкя РСФСР,

Научные руководители: доктор биологических наук, сгаригяй научный сотрудник О. В. МАЛИНОВСКИЛ, \ кандидат медицинских наук,

старигий науччый сотрудник Б. Н. ИЛЬИН,

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, старший [[ауйшй сотрудник В. М, МИ А* ЕЛ ЪСО Н,

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник ¡1. П. АСТАШЕВА.

Ведущее учреждение: Ленинградский ветеринарный инсти- ■ тут Министерства сельского хозяйства СССР, л

Защита дмссертацнн состоится * ."У» """ г.

■;;-, , . . часов на заседании с» «шалю и рванного Совета 120.81,01 в' ЛИИ сельскохозяйственной радиологии МСХ СР (249020, Калужская обл., г, Обнинск, ВНИИСХР).

С диссертаций мфммо ознакомиться в библиотеке Всесоюзного НКЦ еельокюхоз я й степной радиологии.

Автореферат разослан^«....» 1984 г.

1

Учений секретарь специализированного Совета,

кандидат «((«логических наук Н. И. САН ЖАРОВА

Актуальность проблемы и состояние вопроса. В настоящее время различные радионуклиды находят все большее применение в хозяйственной* деятельности человека и >6с количество растет в окружающей среде! в воде, в воздухе и в почве. Поэтому возрастает их поступление и в организм человека* -

В то же время известно /Я. П. Грачева ,В .Г. Короле в «1077; И.Я.Ви-смленно, 1979;В.Ф.Степаненко, А.В,Севанькаев,19бО и др./, что инкорпорированные радионуклиды обладают мутагенным действием. Даже п^:* однократном попадании в организм радионуклиды окаэыошот пролонгированное действие на его клетки, иногда в течение всей жизни. Поэтому для выяснения уровня и характера мутагенного действия инкорпорированных радионуклидов,возможных последствий такого действия важно .проводить его исследование на одном и том же организме в дилачике.

К настоящему яремени мутагенный эффект инкорпорированных ■ радионуклидов на млекопитающих изучен в меньшей степени по сраоненип с такооим при внешнем их облучении.Это в значительной мере обусловлено тем.что на людях такие наблюдения весьма длительны и в то же 1ремя ограничены (проводятся у част« профессионалов к изредка при , рентгене- и радиодиагност и ке и рентгено- и радиотерапии),а метод прижизненного исследования мутагенного действия вредных факторов на мелких лабораторных животных .которые наиболее широко используются в токсикологически» экспериментах (мышах,крысах.хомячках),в С.ХР до сих пор отсутствовах.Зарубежные сведения по тексту.методу / Ргм*&, Вавкппк, 1970г'7ага»г ^ а1., 1975{ Тг1п1лп вг «1,, 1975/ ТруДНОВОСПрОНЗ$ОДИМЫ. * ■ , '

Некоторые цитогенётмческие исследования мутагенного эффекта , вредных факторов прижизненно проводится на кроликах и обезьянах /В.П.Коснченко,1976,1977,1978; З.А.Джемилев,Ы.Г.Мачавариани,1976; Н.П .Бочков с соавт. ,1982 идр.). Ко такиэ исследования малочисленны,так как обезьяны! явллотсядефшрггнши, а кролики малопригодными для эт1а Челей / рв(я»,1*оалга ,19еОА В то же время прижизненные исследования на индивидуальных организмах важны как дйя : разработки теоретических положений,так к для практического приме-нения,особенно при разработке методов, прогнозирования и оценки " возможных: генетических последствий загрязнения окружающей среда :

как для лцдей,так и для животных.

Такой прогноз ранних и отдаленных последствий от воздействия инкорпорированных радионуклидов по мутагенному эффекту вполне возможен. Во-первых, к настоящему времени твердо установлено,что хромосом.» ные и геномьые мутации играют существен« уи роль в патологии организма /Н .Л .Дубинцн с с оавт,,19С2;Н .П.Дубин ин, 1977; Н Д1 .Кулешов,1975 и ■ др./. Во-вторых, не ноключено,что радиационно индуцированные рак и лейкемии(сокращение продолжительности жизни облученных организмов являются поздним следствием tонтогенетических эффектов ь соматических клетках.Имеетея данные о положительной корреляции между этими показателями / Kanada, Uchino ,1977; В.К.Лемберг с соавт.,1978; , lehlbnra it al. ,1976; Brooke, 1979; К.Н.ЫуксиноваД.И.Урядниц-кая,1960;Е,К.Хандогина с соавт.,1900 и др./. Дальнейшие исследования в зтом направлении безусловно актуальны.В Постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СОСР от 01.12.78 г.отмечается,что важнейшей задачей науки на современном атапе лиляется'рлзработка методов прогнозирования и оценки возможных генетических последствий загрязнения окружаицей среды".

В связи с еикеаеречислеиным цель» настоящей работы' являлось. определение уровня и характера цутагенного действия инкорпорированных радионуклидов в соматических клетках {лимфоцитах крови) экспериментальных животных (крью) н его связи с продолжительность» жизни, выходом опухолей и другими биологически важными показателями.

Для выполнении поставленной цели решались следующие1 задачи}

- разработать метод прижизненного исследования хромосомных и,- ' геномных нарушений в лимфоцитах крови крыс;

- исоледовать в динамике онтогенетические изменения в лимфоцитах крови крыс с!инкорпорированными радионуклидами; *

- определить степень корреляционной связимежду онтогенетическими изменениями;в лимфоцитах крови крыс.лимфопенией, выходом опухолей и сокращением продолжительности жизни животных.

. Научная новизна работы. Впервые в стране разработан онтогенетический метод прижизненного исследования мутагенного дейотвия вредных факторов на мелких лабораторных животных (на крысах).

. Впервые на лимфоцитах периферической яровн крыс в прижизненном вксиерименте а динамике проведено цмтогекетическое исследование мутагенного действия инкорпорированных радионуклидов.Показано, что

ухе в ранние емки (1-30 сутки) 4бСа.131Д и спае и нук-

лидов 4МСа « ,4ЕСа в 137Сли'1317 с ®?г индуцируютв лимфо-цитахкрови крыв стабильные хромосомные и геномные нарушения {симметричные транслокации,гиг$£>- и полиплоидии), количество которас .при действии 45^ 91 у „ 35 0ТдМвИ1Шв сроки увеличивав тс л.При действии инкорпорированных и доказано развитие клонов

аномальных клеток в отделенные сроки (у 60 и 80$ о»их животных соответственно} , и у этих же животных (соответственно у 32 и СО%) в последующем развивались различные опухоли. Впервые показана высо-коположитвльная корреляция между количеством стабильных цитогенети ческнх изменений, образующихся ь отдаленные сроки в лиифоцитах кро ви животных с инкорпорированными радионуклидами, и выходом у этих животных опухолей,а также «езду количеством аберрантных лимфоцитов а крови животных через сутки после введения в юс организм радионук лидог,уровнем ликфопении в раннио сроки и сокращением продолжите ль мости жизни опытных животных.

Впервые показано,что цутагенный эффект;выявляемый по хромосомный аберрациям в лимфоцитах крови крыс ,при сочетанием введении ^За и 1313 в различные сроки исследования в 1,5-!! раза меньше суммарного. -г'-'.;"'' *

На защиту выносятся оледудщие положения; ■ ' *

I. Микрометод взятия" Й культивирования крови крыс дает возможность прижизненно оценивать мутагенное действие инкорпорированных радионуклидов на соматические клетки животных .сопоставлять этот &ффокт с друггом последствиями действия нуклидов в том же организме (напршвр.о лтафопоннаП ,выходом опухолей,сокращением продолжи-*-геяьности кизки) .которые раскрывают значимость мутагенного эф£ок-4 та для состояния организма.■;

< 2. Устаномэниэ вшокопсшяш^е льной корреляции между мутагенным ефф&ятом инхерпорярокшных радионуклидов и уровне« лимфопении, сокраченкл продолжительности жизни,выходом опухолей уодних и тех жа кивотмъос по»водявтисшэдь8оватьпоказатеяь цитогенеткчееких нарушений как прогностиздскяЯ в отношении таких последствия, л 3. Иод-131 при сачеташом ег^ введении с кальциеи-45 ослабляет ■ действие последнего обирв мутагенныЗ' эффект при одновременном \ присутствия .8 организме »тих нуклидов меньше суммарного,. :>"ч

Возможная область применения и формы внедрения результатов ' работы. По методу, разработанному и примененному в данной работе, подготовлены"Методические рекомендации по прижизненному цитогене-тическсиу исследованию мутагенеза у мелких лабораторных животных " (крыс и кроликов)",которые утверждены Главным санэиидуправлением Министерства здравоохранения СССР (У 2937-83). Метод внедрен в НИИ общей и коммунальной гигиены им.А.М.Сысина АМН СССР и а институте генетики'и цитологии АН БССР,a также апробирован в ряде института в: Всесоюзном ЛИИ сельскохозяйственной радиологии,НИИ медицинской радиологии AMI! СХР, Институте медицинской генетики АМН ОХР и в Институте цитологии АН СССР.

Материалы данного исследования могут бьггь использованы для раннего прогнозирования отдаленны* неблагоприятных последствий,кото- , pue могут развиваться в организме млекопитающих при попадании в них радионуклидов различной органотpotшости.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано II печатных ; работ.

Структура работы. Работа состоит из виедения.обзора литературы, двух глав ( 7 подглав) собственных исследований,занлючения и выводов^ также списка литера?/ры <155 работ отечественных и 61-зару-бежных авторов),приложения, иллюстрирована 14 рисунками и 19 табли цами.

Материал и методы исследования .

В работе изучалось мутагенное действие радионуклидов различной органотропности,которые широко применяются а народном хозяйствуй количество которых увеличивается в окружающей человека среде;4^а,

шэ wKs biy и зь5..

Радионуклиды раздельно и в виде сочетаний вводились однократно внутри*елудочно беспородным белым крысам.Вводимое количество нуклидов выбиралось с таким расчетом,чтобы,во-первых,в момент формирования максимальной поглощенной дозы не было ранней массовой гибели жипотнык как при раздельном, так к при сочетай ном поступлении радионуклидов (И во-вторых, поглощенные дозы должны были быть близ-', кимн к оптимальным бллстомогеиным,чтобы отдаленные :х£фекты в виде новообразований были значимыми в количественном отношении,Игходя из этик условий и на основании литературных данных (Н.А.Запольск&я С ссавт.,1?7б,Ю7В)били определены вводимые количества IâI3 .«За.

Щ »й- И 137 С5 ,котормв формировали в организме крыс дозы, равные 1/4 ЭДдо/эд. Для 3 5 вводимое количество было выбркно о таким расчетом,чтобы была возможность проводить надежные радиометрические измерения на измерителе низкознергетичеоких £ -иэ-.дучателеП,

** Цитогенетнчеокое исследование мутагенного действия вводимых радионуклидов и их сочетаний проводили на лимфоцитах периферической крови крью прижизненно метафаэным методом анализа.Мета-фазные плагинки из лимфоцитов крови получали после ее культивирования в микроколичествах (0,2-0,25 мл) специально разработанным методом (А.С.Монахов,1982,1984),который япляется модификацией ыикрометода культивирования лимфоцитов крови человека.

Схема цитогенетического обследования животных представлена в ■ ■ табл.1,

Дяч выявления хромосомных и геномных изменений применяли три метода окраски хромосом:общепринятый метод об1цей скраски по Романов с кому-Гичач; метод дифференциалыюН окраски на сегменты (А,П.Дыбан,В.С.Баранов, 1978) и метод дифференциальной окраски сестринских хроматид Л.Н.Чеботарева с соаот.{1977) в собственной /-модификации (А,С.Конахов,1982).

. При общей окрискс хромосом на 50-100 мет&фазных пластинках у, каждого животного выявляли хромосомные и -хроматидныо разрысы, парные и одиночною фрагменты,интерсгициальные дслеции,пол«центрические хромосомы, .хроматидные н хромосомные кольца.реципрокние и латеральные транслокации, неспецифические хромосомы,гиперане-. ■ уплоидные и полиплоидные клетки.

При окрашивании хромосом на "¿(--сегменты кроме анализа всех .вышеперечисленных хромосомных нарушений,которые выявляли при общей окраске хромосом,на 10 ыетафазных пластинках контрольных животных идентифицировали хромосомы крыс,а в 30 пластинках с .неспецифическкми иетацентрикамп и с_гиперанвупло«диями от каждого животного с инкорпорированными и .5 устанавливали клоны аномальных клеток. '

■ При использовании метода, дифференциальной окраски сестринских , хроматид»наряду с анализом хромосомных и геномных нарушений, в ' 30-50 пластинках от ка-кдого животного определяли количество сос-ринских хроматадньзс обменов (СХ0) на клетку.

Таблица I

Схема патогенетического обследования животных.,'

Номера Вид вводимых Сводимые кол-ва Срокицитогенвтичес-гругш радионуклидов радионуклидов кого' обследования ■''1

жквотных, сутки

1-1У контрольные животные .

У Л

УП

яг

IX

X

XI

И'"'

.ХК1 ' Х1У

XV -

XVI

ХУЛ.

'

131

■ : 131

90 +131

90 +1Э1

91 ■ '

35 35 ,

' контрольные жиоот»ше '

207 кБк/г

3,7 кБк/г

<207*3,7) кБк/г соответственно

2,07 кБц/г , ; 37 Бк/р : '

¥1М

отвенмо

г и

соответ-

, (13,0+3,7) кБк/г соответственно

(130+37)Бк/г ч соответственно

(207+270)кБк/г

185 кБк/г

3,7 МБк/г 37 Шк/г

В сроки,близкие к сроком обследования опытных животных У-Х1У групп■

■ 1.0,00,65,85,110,'.. 150,350,450„510 . ■

збЖга)'265'310'

ЭО ,90,520,730,925

1,30,120,875 1,8,120,140 8,30,350,665 :

1 ; ; 1,515

1,70,90,195

55,100,670 .-.

1,530,690 1,690

1,330,690

Пршючмне: I, Эксперимент поставлен на 210 крмсах-сакц'У и 45 кр»«ах-сам.ках с начальной массой 170*20 г.

. 2.В 1-Х1У ррупп<\х обследовалось по 15 крыс-самцов в качДой.а в ЭО^-ХУЛ группах - по 15 крыс-самок.

Хромосомные и хроматцдные раз [швы, парные я одиночные фрагменты , ките per ициольные делецнн,полицектрические хромооомы,хроматид(шс и хромосомные кольца и латеральные транслонации относили к нестабильным хромосомным нарушениям, а неспецифические хромосомы, гмигр-■анеуллоидии и полиплоидии - к стабильным цитогеиетическим наруш»-'ниям / Н.П.£очков,1971).

Опухоли у животных выявляли макроскопически и диагностировали микроскопически на гистологических препаратах .Дня этого * чаяд°й группе обследовали по 80 крыс.

Подсчет количества лимфоцитов производили в мазках но формуле крови у 15 животных в каждой группе.

Достоверность результатов по хромосомным аберрациям tXA) определяли по методу У-иреобряээвания Фишера. Для определения статистической достоверности реяультатов анализа СХО применяли математические метода,опиеанчуе в работе К.Н.Якопенко и С,И.Платоновой (1®70|, Среднюю ошибку и коэффициенты корреляции цитогенетических изменений о некоторыми показателями состояния здоровья животньл определяли общепринятыми методами / П.5.Роккцкий,19С1),

Результаты исслеуэаняя и их обсуждение .

I. Цитогенетическое исследование мутагенного действия радионуклидов .При цитогенетическоч обследовании контрольных крыс в ранние сроки било выявлено порядка 1-3% ХА,& вйолее отдаленные сроки, вплоть до SSO ¿уток, - не более 4Ä хромосомных и единичные геномные нарушения. ■

Кальций-45. Количество онтогенетических нарушений в лимфоцитах крови жявотиых.с введенным в' количестве 207 кБк/r, волнообраз-

но изменялось в зависимости от времени.В наиболее раьний период . (через сутки) оно возрастало, вероятно, под влиянием максимальной мощности дозы в крови,костном мозге и в KvCTHOft ткани,а а отдаленные сроки ( через 430 и 510 суток) увеличивалось.видимо,как под влиянием максимальной поглощенной дозы,так к из-за клонирования клеток со стабильными аберрациями, которое было установлено у этих животных при окрашивании jtpCM0C0M на 'S» сегменты;

При введении крысам %а в количестве 2.07 кЕк цктогенетичве |Я ;-ейект''.в^ лимфоцитах шс крови, через сутки был практически такой ж» ' как и при введении • в количестве 207, кЕк/г {37£ и 39i ХА соответственно). Одаакч-а последней случае средоее количество ци-

то re нети чес «их нарушений ни «летку с ос та ил ял о 1,17, а при действии

введенного в меньшем количестве - 1,07. Кроме того, у животных этих групп выявлена разная диналика изменений количества- аберрантных лимфоцитов и количества и типов цитогенетических нарушений а ник. Так, у животных с большим количеством ^Оа, после' уменьшении на 8 сутки количества аберрантных лимфоцитов (до I6.8CÍ) и цито-генетических нарушений в них (до I8Í), повторное увеличение их в крови наблюдалось через 30 суток (до 29,0 и Э7,С<^-соотиетстпенио). ■ При этом 10,23 бьло нарушений стабильного типа. У животних с меньшим количеством "^Са Ita ЭО сутки был« отмечно уменьшение количества аберрантных лим1«цитов (до 18,4.?) и цито генетических нчрушеиий и них (до 20^) ,а у о^.п нижние тех и других (до 3-12) было испилено че-р*?э 120 суток, в том числе и нарушений стабильного тип;* (до 182). Среди последних IQ,ífí было полиплоидия,что может свидетельствовать / Knuutil« ,1076 / о наличии у этих животных гоиатоложчес-ких заболунаний. *

К отдаленному сроку (на ЬШ сути«) у к pi te о большим количеством введенного до II у во ли чн лоо ь-коли чест вол им^ю цит о в о симмет-ричннми траж!локациями,в m время как у крыс с меньшим количеством этого нуклида через 57& суток таких клеток Oimiu в 2 раза меньше/ Известно (ЕГ.1СЛ1яткин,1969; J«oka-»lo-3tejln ,1978; Э.К.Дкикидзе с соавт.,1981 и др.), что увеличение со временем в организме количества клеток со стдбильшми аберрациями можэт свидетельствовать о ' риске развития злокачественного процесса. ' .

Значительное стойкое увеличение в крови количества лимфоцитов с различными цитогенетичеекими нарушениями приводит к глубокой И длительной иммунодепрессии,. развитию-воспалительных заболеваний и сокращению продолжительности жизни /А.А.Прилип с саавт.,1979; В.О.Нугис, 1931; Т.А.Норц с соавт. 1980 и др./. '

Йод-131. При введении крысам в количестве 3,7 кБк/г через

сутки, при максимальной мочрюсти дозы (750 сГр/сут) и минимальной., поглощенной дозе в щитовидной железе, в крови животных было выявлено 27.Í аберрантных лимфоцитов и 33¡E цито генетических нарушений о ник, среди которых С>,Л% было аберраций стабильного типа. Вполне возможно,что такое большое количество аберраций в лимфоцитах крови -i'ii*i4ia сутки было индуцировано влиянием значительной мощности дозы.

Э , ибо,вероятно, в течение первых суток мощность дозы в крови Си«» т»к>.е максимальной,как и в 1Ч1>торидж>р В дальнейшем

уровень цитогенетических нарушений в лимфоцитах крови животных этой группы волнообразно менялся в основное, видимо, в зависимости от биологических процессов, влияпцих на реализацию или репарацию первичных и потенциальных повреждений и измененных под влиянием радио-,йода:в костном мозге в виде его гиперплазии, в гормональной системе - в в идо нарушений в щитовидной и паращитовидной железах,гипофизе ■и надпочечниках (2.Н.Стрельцова, О.И.Москалев,1968) и, вероятно, в иммунной системе. То есть изменение уровня цитогенптических нарушений в лимфоцитах крови под влиянием инкорпорированного в отда-- ленные сроки происходило,вероятно, независимо от его непосредственного влияния, ибо из крови , после однократного попадания в ' организм, в самые рчнние сроки практически полностью уходит в щито-.. . видку» железу и частично в другие органы.

В отдаленные сроки (через 415-520 суток) цитогенетический эффект от в лимфоцитах кропи крыс превышал контрольный уровень о 7-0

■ раз, причем среди аберрантных лимфоцитов было значительное количест-. во'{£¡-75) клеток оо стабильньми нарушениями. . .' При введении животным в количестве. 37 Бк/г общий цитогене-

тический эффект в лимфоцитах их кроои через сутки был такой же,как . и при'введении этого нуклида в количестве 3,7. кВн/г, Однако среднее ,' количество хромосомных нарушений на клетку у животных этой группы ■* /было меньше,чем у животных с большим количеством {1,07 и 1,22 соответственно Г. Кроме -Того, через 8 и 120 суток у них было более выраженное уменьшение количества аберрантных лимфоцитов и цитоге-нотических нарушений в них, чем у последних. Повторное усиление ци-• тогенетического эффекта в лимфоцитах их крови наблюдалось на 140 ■ ■ ' сутки,(до 15,&% и 21,9!» - соответственно), в то время как у живот. ;ных с большим количеством оно происходило в более отдаленный-■ срок'{через 265 суток) и бшю более выраженным (30,Ей и 34,23 соответственно).-. ".,.:. - ' , ■ ■'-.:,-." -' . * ■":

Кальций-45 в сочетании с Водом-131. При сочетанием введении крысам 45Са и соответственно в количествах 20? и 3,7 кБк/г цито-генетический эффект в лимфоцитах крови животных в сравнимые сроки ^/исследования (30,90 и 520 сутки) был меньше,чем при действии одн^-К го м тем более'меньше суым&рно>го//-',: ¿хотя До конца исслв-' дования (на 730 и 925 сутки) сохранялся на высоком уровне (27,3?' • ХА .в 24,7£ аберрант1оа лимфоцито^, ! - .• ., '"> ./' • ... . • . ' •'

Вероятно, при сочетайном попадании в организм животных и сказывается значительное влияние \7 в ранний период

на щитовидную железу,гипофиз и надпочечники. В сво» очередь нарушение гормональной регуляции под влиянием , видимо! оказывало влияние на метаболизм тормозило его проникновение в клетки организма (А.И.Доброекок,1973), и,следовательно, ослабляло его действие на эти клетки.Однако,как и при изолированном введении животном ^^Са, в крови крыс этой группы также били выявлены лимф^ци— ты с однотипными симметричными трапелокациями,что в значительной степени,видимо,можетОпределять слецифичнсють действия

При елчетамном введении крысам ^ЧЗа и в 100 раз меньших

количеств»!* (2,07 кБк/г и 37 Бк/г соответственно) цит о генетический эффект в лимфоцитах крови в сравнимые сроки (через Э0,Е£0-Г@5 суток) был слабее,чем у животных с большим количеством этих нуклидо^ в 7,6 и в во раз соответственно, и, как и у последних,был меньше суммарного. ' *

Стронций-90 в сочетании с йодом-131. При сочетанием действии с , введенных крысам соответственно в количествах 13,0 и 3,7 кБк/г, через сутки почти в 40£ лимфоцитов их крови было выявлено более 50£ цитогенетивеских нарушений.Среднее количество хромосомных повреждений на клетку у этих животных составило 1,37, то есть многие лимфоциты крови имели по несколько хромосомных нарушений и, вероятно, элиминировались в наиболее ранние сроки, о чем свидетельствуют и гематологические данные (табл.2).Ввиду значительной мощности дезы в костном мозге этих животных в ранний период (43,5 Гр/сут.хЮ~^) можно предполагать к о повреждении в ати сроки генетического материала его клеток,в том числе и стволовых.

Резкая лиыфопенил у животных этой группы,видимо была обусловлена как «начительной гибелью лимфоцитов крови,так и повреждением' системы костно-мозгового кроветворения, из-за чего не могло происходить своевременное восстановление лимфоцитов крови. Такой признак,как известно, является одним из главных при острой лучевой бо- . лепни.'и, возможно, в данно*£лучае »то было основной причиной ранней гибели животных (табл.2). При сочетанием введении крысам

в 100 раз меньших количествах <130 и 37 Ек/г соответственно) через сутки в к^зви бы-л^ выявлено в 1,5 раза меньше аберрантных лимфоцитов (24,4£ против Эв,2') и почти в диа раза меньше цитогенетических нарушений в них (ЙР.&Г щч>тив Гй,7&), чем у животных о большим колич<- ^ ■•< оти* нуклидов. -■

Таблица2.

Уровень аберрантных лимфоцитов в крови крыо.через сутки ¡¿еле введения редиону кладов, лкмфопени и в ранние сроки « сокращения продолжительности жизни опытных животных

Л

'вутты % аберрантных Уменьшение количества Сокращение про-

(во'гн'ос лимфоцитов в лимфоцитов в крови в должительности

крови опытных ранний период IX к ' жизни у опытных

яипотных контролю) животных,еутки

Ух XX

Si

33,6+9,7 26,9+2,5 38,2+2,2

15,7+7,е

. 40-60 {1-90 сутки)

36,0 х) (10 сутки)

45-60

(1-30 сутки)

42-48

(1-60 сутки)

496,8+79,0

186+29,9

719+13,3

760,0+48,8

И^лмеч&ние: I .Продолжительность жизни контрольных животных

930+55 суток

2.x) - Н.А.Запольская с ооавт. (1976). ■

Ь отдаленный срок (через 515 суток) среднее количество цнтоге-■'•ч иче^км-С нарушений на клетку у животных етоП группы было больше, чрм через сутки (2,35 против 1122), то есть большая часть поврежден* нмх лимфоцитов крови имела более,чем по одному'повреждению.Однако л ьм.^у того, что количество аберрантных лимфоцитов в крови крыс

* ттсму сроку сократилось в 3 раза (их было 7,9J), гибель этих клеток уже..не представляла непосредственной опасности дня во в го организма. Тем не ыенее, при сравнительно небольшом количестве поьрежденных лимфоцитов у этих животных в отдаленный срок было 2,91 еолигпоадньа клеток и 3,6i клеток о симметричными транслокациями, j которые,как указывалось ранее, являются неблагоприятны* признаком в ■ отношении возможного развития гематологических заболеваний, крови, *) тон числе и злокачественных. * qqo ^

Следовательно, введение.в организм смеси £г и . 3. в коли-'»CTftut 13,0 и Э,7 кБк/г опасно ранними последствиями,а введение

такого же сочетания нуклидов,но в 100 рад меньших количествах может привести к развитию неЛлаглприятччх отдален! ti« последствий /В. Л.Йведов,Л Л1.Пантелеев, 1975;Б. И.Ильин с соппт. ,1983).

КальпиЗ-45 п сочетании с цезием-137, При введении крысам в сочетании с в количествах 207 и 270 нЕк/г Соответственно

через сутки в лимфоцитов их ирови выло 64.ÎÏÎ цитогенетических наитиений,что как м у животных,затравленных смесью с ^ J ,

сопровождалось острой лим!>опенией и другими явлениями острой лучевой болезни,из-за чего большинство животных этой группы погибло в ранние сроки (табл.2).

Вероятно, наибольшее раннее цмтогенетическое действие на лимфоциты крови животных этой группы, в сравнении с животными других опытных групп, было обусловлено большей суммарной мощностью дозы в это время от введенных и как в костном мозге (169,0

Гр/сутДО-2) так, видимо, и в крови.

В дальнейшем (вплоть до 195 суток) среднее количество аберрантных лимфоцитов в крови животных этой группы и среднее количество хромосомных нарушений в них постепенно уменьшалось как за счет элиминации части поврежденных лимфоцитов,так и за счет ранней гибели животных с большим числом аберрантных лимфоцитов.

Иттрий-91. Цитогенетические данные, подученные при обследовании животных.которыч вводился ^У в количестве 185 кБк/г свидетельству-., ют о том,что несмотря на то,что доза от этого нуклида при' внутрижеду-* дочном введении практически полностью сформировалась именно в желу-, .очно-кишечном тракте в течение первых суток (28 Гр), в. значительном количестве лимфоцитов крови этих животных Чв20-ЭЙй) в разные, сроки (через 55,160 и 670 суток) было выявлено в 5-9 раз.'больше цитогенетических нарушений,чем у контрольных животных .Причем к 670 суткам Среди 21,6£» аберрантных лимфоцитов было'б,7!$ клеток с симметричными транслокацкпми.2,4- гиперанеуплоидных и ZX -полиплоидных клеток, то есть половина клеток с цитогенетическйми нарушениями re.se-. ла стабильные.изменения, с которыми клетки могли клонироваться.Следовательно, у животных этой группы бкла большая степень риска, раз- ; . вития отдаленных неблагоприятных. последствий, в том числе и ялока-;.. качсственнцх'. заболеваний. ■'■■■■'V. ¿Л;

Jem-35. Цятогеиетическое исследование л(1мфоцитов крови < крыс ' '?. ;< . <сс:до:с) »которым -. вводилась в количествах 3,7 и 3?,)2Бк/г»пока-' г

зало,что черед сутки у животных о меньшим количеством нуклида было почти'в 2 раза меньше аберрантных лимфоцитов и цитогенетических нарушений в них (10,7 и 20,7^),чем у животных о большим количеством (31,2 и 37,8%). При этом у жипотнмх обеих групп уже в этот ранний период отмечалось появление большого количества клеток со стабильными нарушениями генетического материала:6,Е& и соответственно.

Такой значительный цитогенетический эффект в лимфоцитах крови животных обеих опытных групп через сутки после введения нуклида вряд-ли был обусловлен только облучением клеток крови 5 с мощностью дозы 9,3 сГр/сут. Скорее всего, в данном случае,как и при Действии 3Ч9'на дрожжевые клетки /В.Г.Королев с соавт.,I974),ци-тoгeнeтичecкиe нарушения в лимфоцитах крови,а также,оидимо, я в ство* довых клетках, костного мозга ( довольно равномерно распределяется в организмев основном возникали в результате трансмутационного эффекта

К отдаленному сроку (через 690 суток) у животных обеих групп было выявлено больше аберрантных лимфоцитов со значительным количеством цитогенетических Нарушений (35,С(1;41 и 40,0;46,соответственно) ,чем через сутки.Причем было обнаружено,что при меньшем количестве инкорпорированной было больше клеток со стабильными нарушениями (17,150,чем при большем ее количестве (10,9$).

Многие поврежденные лимфоциты у животных обеих групп имели однотипные:симметричные транолркации или'одинаковые дополнительные хромосомы,то есть такие клетки в организме,вероятно.клонировались.

Несмотря на то, что даже при опедении животным 3 5 в количестве 37 МБк/г в крови формировалась поглощенная доза только в пределах 13 сГр, а й других органах и системах поглощенная доза,возможно, была еще меньше, особенно при введении меньшего количества ^ » кроме.значительного'цитогенетического эффекта в лимфоцитах крови у животных этих групп был определен и значительней онкоген- ; ныИ эффект в ввде различных опухолей (33£ и соответственно, \ табл.З). ,'.'■...■ ■ -

2. Соностапление цито генетически.* д>шних у опытных жиротных с гематологическими,с оинодад у.них опухолей и с сокращением нродол^ктельм^о.тм их П."и сопасмалкипи кадич^сго»» аб^рриитких ли.чроцитов.шякяенпих з !ф"ои опытных ¡киьитны* чо^о.'! сутки и'гсле взоденмя с и к органи эи

ТаСлица 3

Стабильные цитогенетическив изаене'шя в лимфоцитах крови крш с инкорпорированным^ радионуклидами а отдаленные сроки иссле- ' доеания и выход опухолей у обследованных животных

Г группы Цитогенетическве исследования % животных о

животных '- опухолями

сроки исследова- % клеток со ета-ния,сутки бильными цитоге-

нетическими из-

менениями

У 510 13,6+2,5 31,8

У1 БЙО 7.0+1,1 5,6

га ■ 524 9,1+1,3 20,9

X 565 0,01 1.9

ХУ 690 17,1+2,2 60.0

от 690 10,9+1,7 33.0

1-1У 510 1,0+0,5

560 0,0 4,2

ХУЛ 690 1»&+0,7

131Э или сочетаний ^ с 137С£ и 1313 .(табл-2),

с уровнем ранней лимфопении у этих животных,была получена ьысоко-положительная корреляция этих показателе Я. Коэффициент* корреляции

X »0,97, - ' ■ ' '

Такая корреляция между количеством аберрантных лимфоцитов в * крови опытных животных и уровнем госледущей гибели этих клеток может быть логичным обоснованием мнения некоторых исследователей /Н,Т1.Бочкоб(1971; Н,И.Рябченко, 1979;Л.Л.Самопнова с соавт.1У79), что и гибели лимфоцитов крови приводят либо структурные .либо количественные изменения в их хромосомах.

При сопоставлении количества аберрантных лимфоцитов,выявленных через сутки в крови этих опытных животных, с уровне« сокращения продолжительности их жизни (табл.2), тагане получена высокоположит тельная корреляция. Коэффициент корреляции между этими двумя пока-

зателями ,92. Эта корреляция подтверждает мнение С,Н.Алексацд^ рооа (1905,1978) и иыещиеся прямые доказательства Ш .Внленчик,

К'78*,Т.А.Федорова,В^.Лаэурик,197б) о том,что нарушение ст£уктури" Д"Гв соматических клэтках.« это один из возможных пусковых иех»-

ниэмовстарения,развития неполноценности органов и систем организма, различных заболеваний,в том числе и канцерогенных,и как итог - сокращения продолжительности жизни организма.

Сопоставление количества стабильных цитогенетических изменений, выявленных в лимфоцитах крови опытных животных в отдаленнее сроки после введения им ,3dS и сочетания 4оСа с 131Э , с

частотой опухолей у этих животных (табл.З) показало наличие высокоположительной корреляции и между этими показателями: 1 »0,03.

Подобную корреляцию между указанными показателями многие последователи /Г .Г.Порошенио ,Г.ЛЛ1икольская, Ю67;Л.В, Захарова,?,Л. ло ке-ева,1971;З.Н.Стрельцова,1978;1(.Н.5|уксинова,Т.Я. Уряднпцкоя, 1980} , обнаружили у лодей и у экспериментальных животных на однотипных клетках.Однако некоторые исследователи /В.К.Лемберг с соавт., 1979; fbtrtin ,1982) показали наличие положительной корреляции меж» ду стабильными.цитогенетическими изменениями в клетках костного -мозга иди в лимфоцитах крови и частотой опухолей в различных орга^ нах у крыс.

Таким образом,хотя во многих случаях еще нет достаточного количества надежных доказательств причинно-следственной связи мезду повреждением хромосом в соматических клетках,последующей злокачественной их трансформацией и сокращением продолжительности жиэ-* ни организмов о такими повреждениями в клетках,наличие высокоггол«^ жительной корреляции между этими показателями дает возможность уже в настоящее -время считать цитогенетические изменения в клет-. ках организма иногда диагностическим и, по существу, всегда прогностическим признаком указанных ранних и отдаленных пострадкацион-¿шх последствий.

(ДО в лимфоцитах крови крью с инкорпорированными радионуклидами; При анализе ОД) d лимфоцитах крови крь» в инкорпорированным радионуклидами различной органотропности выявлено,что увеличение количества COCO в этих клетках происходило в основном при умень- , шении мощности доз этих нуклидов и,вероятно,при усилении репара-тивных процессов'о клетках онанизма. Кроме того, выяснено,что увеличение частота CJC0' происходило как за счет одиночны:.' обменов й большем числе хромосом,так и за счет множественных обменов в хромоеомах,» в основном в те сроки,когда уменьшалось количества цитогенетических нарушений в клетках.

Предполагаетея,что показатель множественных сестринских обманов Р хромосомах является индикатором интенсивности действия вредного фактора при его .малых дозах и интенсивности репарати аикх про-

цессов з Д[К.

Таким образом, тест СТО является важной дополнительной характеристикой негативного влияния инкорпорированных радионуклидов на соптические клет*и организма. Однако ввиду того,что до насто-ir^eri сглк'ели значение СХО до конца не раскрыто доль-

тсс.-^.г.оваиие г^того покапатьля при различим* влияниях на организм м^екол^па^их,особенно,исследование его изменения в ди-!iiwv.iis у ичдявидупльных организмов,

S и й О Д II

1. Р'.прг/'ота.инг?'! и при.'л'чкмиц1? » дяииоП работе цитогенетич»с-метод прискоке га юг о иелчедовяиия хромосомных и геномных нару-

а»ний в лик^оцитах крежи крыс паяется достаточно бистрым и инфор-i.«T<iBH«a для характеристики цутагеннэго действия инкорп^рированшас роди оку кладов.

2. Однократно введенные в организм крыс радионуклиды в количествах, формирующих онкоген! 1ые дозы, уже в ранние сроки индуцируют значительное количество цитогенетичесхих нарушений в лимфоцитах кповн животных и, еледовате-.-но, обладают вцраженним мутагенным действием на эти клетки.

3. Образование цитогенетических нарушении в большом количестве лимфоцитов крови в наиболее ранние сроки после однократного внедекад радионуклидов в организм крис обусловлено в основном моирюстью дозы, а увеличение количества аберрантных лимфоцитов в отдаленные сроки зависит от накопленной в организме дозы и нарушения биологических процессов 'D 'нем. ' _

4. При сочетанном ведении крысам т^а и 131Лцитогенетический ' аффект в лимфоцитах крови животных в различные срока исследования меньше суммарного..

5. В ранние сроки (через 1-30 суток) инкорпорированные радионуклида индуцируют в лимфоцитах крови крыс образование стабильных хромосомных и геномных нарушений, количество которых при действии 4^ «у ( 35 S

к сочетаний 45Са с 13^ и С 137Cs и С 90Sr ■ з отдаленные сроки увеличивается.

С; .Между количеством аберрантных лимфоцитов,индуцированных в jtjpoa* крь--с через сутки после начала воздействия инкорпорированных радионуклидов, уровнем у этих животных ранней лимфопении и сокращением продолжительности их жизни, а'также мееду количеством ста-бкльккх тро^о'ооглнг'х и" геномных нарушений в лимфо!;итах крови опыт-] пых. «{¿г; в^стдалчнтте сраки jt выходом' у них. опухолей- имеете^' высо-

коп сложите л ьная корреляция (соотпетотвенно: 7(=0 ,97; ,02 и ^,=0,93).

7. Полученные данные, снидетельетвующие о высокой цитогетп-ческой и ончогенноР эффективности на соматические клетк;:

крмс,требуют более детального изучения,

0. Показатель частоты JX0 может Сыть использован при цитогенс-тическом исследовании действия инкорпорированных рлди -л :у к л 1:до о Нн соматические клетки мдекопитлюцих наряду с анализом хромосомных и геп'мисх нарушений для более полной характеристики их мутагенного г^ЗД^кта.

:.1|УГ1*ри.'1Лы диссертации долоте ни и обсуждены на: .1.11 координщионнои совещании по мутагенному действию физических факторов и надежности функционирования процессов репарации ДК (Пуцино .Московской обл.,1980).

2. Заседании Ленинградского научного общества рентгенологов и . радиологои (I98X).

3. Заседании Всесоюзного общества генетиков и селекционеров (Ленинград, 1981),

4. Заседаниях Всероссийского научного общества гигиенистов и санитарных врачей (Ленинград,1901,1902).

5. Заседаниях секции генетических аспектов проблемы "Человек . и биосфера" (Паланга,1982; Кемерово,1983; Иркутск,I9D4). .

6. Всесоюзном совещании "Клеточные и молекулярные механизмы канцерогенеза и антиканцероГенезпв(ЛенинГряд11982).

7. X Всесоюзном симпозиуме по радиационной генетике (Пущино, Уоскооской обл.ШИ), . . ' .

Диссертационная работа апробирована на межлабораторном научном совещаний Ленинградского научно-исследовательского института ра- . диационной гигиенй й(3 POSCP 29 декабря 1983 года.

- ш ,

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Прижлананноэ цлтогенетическоа иседедова-

5?? к^тегегтаза в эксперименте. Со.Редясщионная гигиена,

*

2. А.С.^.онахос. Считанный уровень хромосомных абер;,аций п Лй^оцйтьх белых беспородных крае и его лъиокение прл вва-^зеаК з орггвизм ж; во г них радионуклидов. кал ендарь реоотз ■иеикнгредз^уго научного общества рентгенологов и рйиншюгов. анварь,1У81. . ■ ■ г

£. А . С. Цо;; £ хо п. I: ро < а т а д культипироваиия Л1тм1>оцитов псрктйр^чаской кроям к,, ил ¿ж о 8 к йельх крыс для исследования хромосом. Цитология, 1У132, Х.24ДЯ,с.£м-гЬа. ■

4, А.с.каналов. хзрсктер мутагенного дойстезия радионуклидов при соча ген ко:; введении их в органаем кцнс. О».Радиационная ги ги ена, Л., вып. 11,с.бО-Са .

5. А.С.Е,юнахов.>Б.Н.1.льин,А,аЛедорова1Л.Л.а.орно,П.п.Ки-

тагдарова,л.«.дойроскок,З.З.Ьорисова. ЭкспериментальнаА поджег »■ т>#и!г---------------------■*—■ -------------- ------------

6. й.пЛ.';ьан.Л.Й.¿орно,А.В.Федорова.Зеаимо-связь цихогеаетическмх иаиенений в соматических клетках с образованием опухолей и продолжительное тью ивш крыс ври , действий инкорпорированных радионуклидов. Тев.докл.Всесоюи.

"Актуальные вопросы радиационной Гигиены ,00нанск,Ы.(

7. А.С.Ноеохов. Хромосомные аберрации и сестринские Хрош1-тддиые обмены в хрокосоиах лиагоцимв крови крыс-после инкорпорирования в оргашьи. крыс йода-1о1.Геиегнка, 1УШ, ■

нахов,А.й оскок. ивд&ленгпл. эМ-екты при комбинированном действии некоторах радионуклидов. и*."Ьиодоглчесякз »^екты калах доз радиач»а%Йод 1Л>а,е.|СЗ-|07

. Б.К.Ильин,А,Э.ОздороЕа,З.З.Борисова1Л.я.Ьорно,Д.С.-1И>-¡тахов, Современные вопроси экспериментальной рздъациогшой хат ск кол о г ш в редиационкой гигиене. Сб. редмоц20ь*на*гжгие*а ЛНлИРГ.Л.„ вып. и, с. 71-61. - '

10. А^С.^онаХов. иетсдич&еьие рег.омеядьциипо гтижяввзнно-, .' му цшоген этическому исслздовашш мутагенеее у мелких яеои-ратерных кивотшх (к^ис икродкков>.«.,И>>«м,с.|о.

..... . .____. _ .. ^ с « .. _ , .-- 4 ч - ) ~ __.* Ь !' ~ . _ ~

. тин.сэри (эак. 1705,тир. 1о0,м-2ы73,24. 12.84г.

. ' ,. 1 »СЕСГ1ЛАТНО 1