Влияние импульсно-периодических неионизирующего и ионизирующего излучений на нормальные и опухолевые клетки

Булдаков, Михаил Александрович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Влияние импульсно-периодических неионизирующего и ионизирующего излучений на нормальные и опухолевые клетки
ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние импульсно-периодических неионизирующего и ионизирующего излучений на нормальные и опухолевые клетки"

□03482451

БУЛДАХОЬ МИХАИЛ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ВЛИЯНИЕ ИМПУЛЬС! 10-11ЕРИ0ДИЧЕСКИХ НЕИОНИЗИРУЮЩЕГО И ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЙ НА НОРМАЛЬНЫЕ И ОПУХОЛЕВЫЕ КЛЕТКИ

03.00.13 - физиология

5 НОЯ 2ССЗ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации па соискание ученой степени кандидата биологических наук

Новосибирск - 2009

003482451

Работа выполнена в ГОУ ВПО Томском государственном университете и Учреждении Российской академии медицинских наук Научно-исследовательском институте онкологии СО РАМН

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор

Научный консультант:

доктор биологических наук, профессор

Большаков Михаил Алексеевич

Чердынцева Надежда Викторовна

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Короленко Татьяна Александровна доктор биологических наук Архипов Сергей Алексеевич

Ведущая организация:

Институт иммунологии и физиологии Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург

Защита состоится «¿?£» 2009 г. а 1С ■ ¿V? часов на заседании

диссертационного совета Д 001.014.01 при НИИ фитологии СО РАМН (630117, г. Новосибирск, ул. академика Тимакова, 4)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИ физиологии СО РАМН Автореферат разослан «¿Я_» г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

ОБЩАЯ СТРУКТУРА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В последние годы активно исследуются реакции различных биологических объектов на такой физический фактор, как низкоинтенсивное импульсное излучение различной природы (Adey W.R., 1981; Budowsky E.I. et a!., 1986; Venugopalan V. et al„ 1995; Даренская Н.Г. с соавт., 1997; Humphreys T.R., 199S; Ульяненко C.E., 2000; Чернов З.С. с соавт., 1989; Riesz P. and Kondo T., 1992; Большаков М.А. с соавт., 2000; Feril L.B. et al., 2003; Dromi S. et al., 2007), вследствие широкого распространения источников такого излучения в промышленности, медицине и в быту (Григориев Ю.Г. с соавт., 1999).

К настоящему времени установлено, что практически все известные типы клеток реагируют на такое воздействие, при этом ответная реакция может быть зарегистрирована на всех уровнях организации — от молекулярного до организменного (Adey W.R., 1980; Антипов В.В., 1980; Григорьев Ю.Г. с соавт, 1999; Узденский А.Б., 2000; Степанян P.C., 2000; Гапеев А.Б. и Чемерис Н.К., 1994; 2000). Наиболее выраженный биологический ответ на импульсное излучение отмечается у биообъектов, характеризующихся достаточно высокой пролиферативной активностью (Humphreys T.R., 1998; Sicard-Rosenbaum L. с соавт., 1998).

Для всех типов экспериментальных моделей общей закономерностью является тот факт, что биологические эффекты в ответ на импульсное воздействие существенно отличаются от эффектов, наблюдаемых при воздействии того же вида излучения в непрерывном режиме (Чернов З.С. с соавт., 1989; Fang H.Y. et al., 2007). Так, Sicard-Rosenbaum L. с соавторами показали, что использование ультразвукового излучения в импульсном режиме приводит к торможению роста опухоли при отсутствии такого эффекта после воздействия непрерывного излучения при сопоставимых интенсивностях (Sicard-Rosenbaum L. et al., 1998). Более того, реакция клетки на импульсное воздействие напрямую зависит от частоты повторения импульсов излучения, т.е. формирование биологического ответа происходит лишь при определенном наборе импульсов в единицу времени (Adey W.R., 1980, 1981; Большаков М.А. с соавт., 2000; Карташев А.Г. и Большаков М.А., 2005). Кроме того, выявлено, что реакция клеток на воздействие импульсных излучений низких интенсивностей связана не с повышением температуры (что характерно для высокоинтенсивных излучений), а с модуляцией внутриклеточных процессов, которые проявляются в изменении конформации биологических молекул и надмолекулярных структур, нарушении физико-химических свойств мембран и активности каналообразующих белков, каталитических свойств ферментов и др. (Карташев А.Г. и Большаков М.А., 2005).

Однако к настоящему моменту выявить какие-либо общие механизмы действия импульсных излучений на живые объекты не представляется возможным. Это связано с тремя основными недостатками исследований такого рода: 1) использование несопоставимых по физиологическим характеристикам биологических объектов (от бактерий и дрожжей до целостного организма); 2)

использование различного диапазона частот повторения импульсов; 3) использование различных по интенсивности воздействий. Для устранения этих недостатков необходимо, во-первых, использовать биологические объекты, обладающие сходными свойствами. В качестве таких модельных объектов могут выступать клетки, характеризующиеся высокой скоростью пролиферации, поскольку способность к росту является самой универсальной функцией всех биологических объектов. В этой связи удобным модельным объектом являются клетки костного мозга и селезенки вследствие их высокой чувствительности к действию различных излучений, а также из-за их непосредственного участия в качестве регуляторов и эффекторов важнейших физиологических функций всего организма. Кроме того, удобной биологической моделью являются опухолевые клетки различного происхождения вследствие крайней степени их иммортализованности, т.е. способности к неограниченному делению. Во-вторых, необходимо использовать одинаковый диапазон частот повторения импульсов для различных излучений. Так, еще в 80-х годах прошлого века был определен диапазон частот, при использовании которого реакция биологических объектов значительно усиливается - это диапазон от 0 до 40 Гц (Adey W.R., 1980, 1981). В-третьих, дозовые нагрузки должны находится в области «малых» значений, характерных для данного вида излучений.

Следует отметить, что все вышеизложенное касалось работ, посвященных исследованию реакций биологических объектов на импульсное электромагнитное и ультразвуковое излучения. Это связано с тем, что источники, позволяющие генерировать аналогичное (импульсное излучение при низких значениях дозы) ионизирующее излучение, появились недавно (Артемов К.П. с соавт., 2004). По этой причине в литературе практически отсутствуют какие-либо данные по исследованию их биологического действия. Однако следует отметить, что использование ионизирующего излучения при малых значениях дозы уже само по себе будет видоизменять биологический эффект в облучаемом объекте, независимо от уровня его организации (Luckey T.D., 1998; Chen S.L. et al., 2000), а исходя из литературных данных по исследованию других типов излучений, работающих в импульсном режиме (Humphreys Т.К., 1998; Даренская Н.Г. с соавт., 1997; Большаков с соавт., 2000), можно предположить, что ответные реакции биообъектов, индуцированные воздействием рентгеновского излучения в импульсном режиме, будут видоизменяться еще в большей степени.

Таким образом, научная сторона работы в фундаментальном и прикладном аспектах предполагает сравнительное исследование биологического ответа быстро-пролиферирующих типов клеток различного происхождения на воздействие импульсно-периодических излучений. При этом неотъемлемой частью таких исследований является изучение зависимости биологических эффектов от частоты повторения импульсов.

Цель исследования: изучение общих закономерностей и механизмов действия импульсно-периодического рентгеновского, микроволнового и ультразвукового излучений на нормальные и опухолевые клетки.

Задачи исследования:

1. Исследовать функциональные показатели клеток костного мозга и селезенки при тотальном облучении здоровых мышей низкодозовым импульсно-периодическим рентгеновским излучением.

2. Исследовать влияние низкодозового импульсно-периодического рентгеновского излучения на рост опухоли при тотальном облучении мышей, а также на уровень пролиферативной активности опухолевых клеток in vitro.

3. Оценить способность низкодозового импульсно-периодического рентгеновского излучения индуцировать процесс апоптоза в опухолевых клетках.

4. Исследовать изменение уровня пролиферативной активности и апоптоза нормальных и опухолевых клеток в ответ на воздействие низкоинтенсивного импульсно-периодического микроволнового излучения in vitro.

5. Исследовать выживаемость и механизм гибели опухолевых клеток in vitro после воздействия низкоинтенсивного импульсно-периодического ультразвукового излучения.

Научная новизна. Впервые исследовано влияние импульсно-периодического рентгеновского, микроволнового и ультразвукового излучений на различные типы нормальных (клетки селезенки и костного мозга) и опухолевых клеток (мастоцитома Р-815, карцинома Эрлиха, рак шейки матки He-La, лейкемия человека U 937), т.е. клеток, обладающих высокой пролиферативной активностью. Впервые показано, что реакция нормальных и опухолевых клеток в ответ на импульсно-периодическое воздействие различна: выявлено снижение уровня пролиферации опухолевых клеток, при отсутствии повреждений нормальных клеток. При этом показано, что механизм гибели опухолевых клеток связан с индукцией в них процесса апоптотической гибели, сопровождающегося увеличением продукции активных форм кислорода, экспрессии гена р53, выходом цитохрома С в цитоплазму и активацией каспазы-3.

Установлено, что при использовании низкоинтенсивного или низкодозового импульсно-периодических излучений характер биологического ответа зависит от частоты повторения импульсов, при этом такая зависимость является нелинейной — наибольший эффект наблюдается при использовании следующих частот повторения импульсов: 10,13 и 16 Гц.

Теоретическая и практическая значимость. Получены новые знания о закономерностях биологических эффектов, индуцируемых импульсно-периодическим рентгеновским, микроволновым и ультразвуковым излучениями, при условии, что дозовые нагрузки за сеанс облучения остаются в области «малых» значений, характерных для данного вида излучения. Для этих условий установлены общие закономерности и механизмы биологического ответа клеток, характеризующихся высокой скоростью пролиферации, на воздействие импульсно-периодических излучений.

Показанный в работе высокий эффект ингибирования пролиферативной

активности на различных экспериментальных моделях опухолевого роста при отсутствии повреждающего действия на нормальные клетки, указывает на перспективность разработки методов низкодозовой лучевой терапии злокачественных новообразований с использованием источников импульсно-периодических ионизирующих и неионизирующих излучений. Положения, выносимые на защиту.

• Биологические эффекты, индуцирующиеся в клетках с высокой пролиферативиой активностью воздействием низкодозового или низкоинтенсивного импульсно-периодического излучения, зависят от частоты повторения импульсов, причем такая зависимость является нелинейной. Биологическая реакция клеток наблюдается лишь на определенных «эффективных» частотах 3, 10, 13 и 16 Гц и существенно отличается от биологического ответа клеток на воздействие в непрерывном режиме.

• Общее количество нормальных клеток при тотальном облучении здоровых мышей низкодозовым импульсно-периодическим рентгеновским излучением, в зависимости от использованной частоты повторения импульсов, не изменяется, либо снижается, но при этом активируются процессы репарации за счет усиления клеточной пролиферации. Такое же воздействие на опухолевые клетки приводит к значительному торможению их роста.

• Механизм гибели опухолевых клеток после воздействия низкодозового или низкоинтенсивного импульсно-периодического излучения связан с индукцией в них процесса апоптотической гибели, инициатором которой является усиленная продукция в клетках активных форм кислорода. Апробация работы. Результаты научно-исследовательской деятельности

доложены и обсуждены на Третьей международной конференции «Электромагнитные поля и здоровье человека» (2002 г., Москва - Санкт-Петербург); ХЫ международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (2003 г., Новосибирск); на конференции молодых ученых ТГУ «Старт в науку» (2004 г., Томск); на конференции молодых ученых ГУ НИИ онкологии ТНЦ СО РАМН (2004 г., Томск); на 47-м Съезде радиационных исследований Японии (2004 г., Нагасаки, Япония); на 12-м Международном съезде по повышению эффективности терапии рака (2006 г., Тоямя, Япония); на 2-ом Европейском симпозиумоме по изучению импульсных источников излучения (2004 г., Гамбург, Германия); на V Конгрессе молодых ученых и специалистов СибГМУ (2004 г., Томск); на конференции молодых ученых ГУ НИИ онкологии ТНЦ СО РАМН «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической онкологии» (2005 г., Томск); на VI Конгрессе молодых ученых и специалистов СибГМУ (2005 г., Томск); на X Всероссийском онкологическом конгрессе (2006 г., Москва); на Всероссийской конференции «Механизмы индивидуальной адаптации» (2006 г., Москва); на IV Международной научно-практической конференции «Медицинские и экологические эффекты ионизирующего излучения» (2007 г., Москва); на VI Всероссийской конференции молодых ученых «Актуальные вопросы

клинической и экспериментальной онкологии» (2007 г., Москва); на конференции молодых ученых «Актуальные вопросы лучевой диагностики и онкологии» (2007 г., Москва); на обществе онкологов ГУ НИИ онкологии ТНЦ СО РАМН (2007 г., Томск); на конференции «Старт в науку», аккредитованной по программе «У.М.Н.И.К.» (2008 г., Томск).

По теме диссертационной работы имеется 25 публикации, из которых 3 статьи входят в перечень журналов, рекомендованных ВАК, 3 статьи в зарубежных журналах, 17 тезисов в материалах конференций, в том числе 3 в тезисах зарубежных конференций и один патент на изобретение.

Объем н структура работы. Работа изложена на 161 странице машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, собственно результатов и их обсуждения, выводов, заключения и списка литературы, включающего 261 источников, в том числе 136 иностранных. Работа иллюстрирована 27 рисунками и 9 таблицами.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе использовано 1136 мышей разводки лаборатории экспериментального биомоделирования НИИ фармакологии Сибирского отделения РАМН (сертификат имеется) обоего пола в возрасте 8-14 недель массой 18 - 20 г, следующих линий: C57Bl/6j (H-2b) и DBA/2j (H-2d). Животных содержали на стандартном рационе вивария со свободным доступом к воде, в соответствии с Правилами Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей. Для получения исследуемого материала мышей забивали методом цервикальной дислокации под эфирным наркозом.

В работе использовались следующие клеточные модели:

• клетки селезенки интактных мышей

• клетки костного мозга интактных мышей

• асцитный вариант карциномы Эрлиха (Банк клеточных линий РОНЦ им. H.H. Блохина РАМН, г. Москва);

• асцитный вариант мастоцитомы Р-815 (Банк клеточных линий РОНЦ им. H.H. Блохина РАМН, г. Москва);

• опухолевые клетки рака шейки матки человека He-La (Банк клеточных линий Центра естественных исследований, г. Токио, Япония);

• опухолевые клетки лейкемии человека U937 (Банк клеточных линий Центра естественных исследований, Токио, Япония).

Для исследования реакции нормальных клеток in vivo на воздействующий фактор использовались интактные мыши линии C57Bl/6j. Для этого животных помещали в пластиковую камеру, пропускающую рентгеновское излучение и проводили тотальное облучение животных в течение 10 минут. Для получения клеток селезенки и костного мозга мышей забивали на 5-е сутки после облучения и извлекали селезенку и бедренную кость. Далее проводили подсчет общего количества клеток с помощью трипанового синего, а также оценивали

пролиферативную активность клеток.

Для исследования реакции опухолевых клеток in vivo на воздействующий фактор использовали опухолевые клетки мастоцитомы Р-815 и карциномы Эрлиха, поддерживаемые in vivo на мышах линий DBA/2j и C57Bl/6j соответственно методом внутрибрюшинной трансплантации (5 млн. кл/мышь). Животных помещали в пластиковую камеру и облучали в область живота. В случае использования клеток мастоцитомы Р-815 формировались следующие группы животных: группа «ложного облучения», подвергавшаяся всем процедурам, что и группы «облученных животных» за исключением самого воздействующего фактора; а также группы, облученные при частоте повторения импульсов 13 и 16 Гц. При исследовании реакции опухолевых клеток карциномы Эрлиха формировались следующие группы животных: группа «ложного облучения»; группа животных, облученных в день трансплантации; группа, облученная на 3-й день после трансплантации; группа, облученная на 7-е сутки после трансплантации; а также группа, облученная трехкратно - в день трансплантации, на 3-й и 7-е сутки после нее. Во всех случаях мышей забивали на 10-е сутки после трансплантации и проводили подсчет общего количества клеток в асците с помощью трипанового синего.

В экспериментах in vitro использовались опухолевые клетки карциномы Эрлиха и мастоцитомы Р-815, поддерживаемые как описано выше, а так же клетки рака шейки матки человека (He-La) и лейкемии человека (U937), поддерживаемые методом культивирования в чашках Петри. Формировались следующие исследуемые группы: группа «контроля» - находившаяся в стационарных условиях (37 °С, 5% уровень С02), по которой оценивали состояние клеточной культуры; группа «ложного облучения» - подвергавшаяся всем процедурам, что и группа «облучения», кроме самого облучения; группа «облучения» - непосредственно подвергавшаяся облучению. Для поддержания заданной температуры во время сеанса облучения рентгеновским излучением, флаконы с культурой опухолевых клеток размещали в открытом термостате. Облучение микроволновым излучением проводили в безэховой камере, а при использовании ультразвука чашку Петри с культурой клеток помещали на излучатель, смоченный водой для равномерной передачи энергии излучения.

Пролиферативную активность клеток оценивали радиоизотопным методом. Для этого клетки инкубировали в течение суток с добавлением меченого по атому водорода тимидина (Н3-тимидин) («Изотоп», г. Москва), включающегося в ДНК пролиферирующих клеток. Уровень включенного Н3-тимидина оценивали с использованием планшетного микро-р-счетчика («Wallac», Голландия), определяя остаточную радиоактивность (импульсов/мин). По уровню включенной метки судили о процессе клеточной пролиферации - чем больше значение остаточной радиоактивности, тем больше метки включилось в ДНК и тем выше пролиферативная активность.

Количество клеток с признаками апоптоза верифицировалось тремя способами: морфологически, с помощью окрашивания по Гимза (Sigma-Aldrich Inc.); методом проточной цитофлуориметрии с помощью аннексина V; а так же флуоресцентным методом с помощью специфического субстрата к каспазе-3 -

AC-DEVD-AMC («Pharmingen», San Diego, CA). Продукцию супероксид-аниона в клетках определяли спектрофотометрически с помощью нитросинего тетразолия (HCT) (Sigma-AIdrich Inc.), обладающего способностью восстанавливаться пероксидами до формазана с изменением окраски, а так же методом электронно-парамагнитного резонанса с помощью «ловушки» свободных радикалов 2,2,6,6-тетраметил-4-пипиридона (TMPD) (Sigma-Aldrich Inc.), образующего при окислении комплекс 2,2,6,6-тетраметил-4-пипиридон-№ оксил (TAN). Кроме того, оценивалась экспрессия гена р53 методом обратно-транскриптазной ПЦР, а так же уровень цитохрома С в цитоплазме клетки спектрофотометрическим методом.

Для каждой выборки вычисляли среднее арифметическое, среднее квадратичное отклонение и ошибку. Статистическую значимость различий ежду группой «облучения» и группой «ложного облучения» оценивали с помощью непараметрического критерия Вилкоксона-Манна-Уитни. Для реализации статистических процедур использовали пакет программ Statistica 6.0 (лицензия имеется).

Для генерации импульсно-периодического излучения использовались разработанные в Институте сильноточной электроники СО РАН (г. Томск) источник низкодозового рентгеновского излучения «СИНУС-150» (суммарная доза 0,2 - 282 мГр) и низкоинтенсивного микроволнового излучения «МИ-505» (пиковая плотность потока мощности 0,88 - 5,71 кВт/см2, при отсутствии нагрева облучаемого образца). В качестве источника импульсно-периодического ультразвукового излучения использовался генератор низкоинтенсивного ультразвука KUS-2S (0,3 - 0,8 Вт/см2) (1ТО Ultrasonic Со, Ltd, Токио, Япония). Для создания непрерывного рентгеновского излучения использовался аппарат RUM-17 (суммарная доза 22 - 90 мГр). Во всех экспериментах in vivo в качестве воздействующего фактора использовалось рентгеновское излучение, а в исследованиях in vitro - микроволновое, рентгеновское и ультразвуковое излучение.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Влияние импульсно-периодического рентгеновского излучения на нормальные клетки in vivo. На 5-е сутки после тотального облучения интактных мышей импульсно-периодическим рентгеновским излучением не наблюдается изменения общего количества клеток костного мозга ни на одной из использованных частот повторения импульсов, в то время как показатель клеточной пролиферации в группах «облучения» значительно отличается от группы «ложного облучения». Так, пролиферативная активность клеток костного мозга снижается в среднем на 50% при использовании частот 13 Гц и 16 Гц, и увеличивается на 36% при 10 Гц (таблица 1). Физиологический ответ клеток селезенки на тотальное облучение здоровых мышей проявляется следующим образом. На 5-е сутки после воздействия (при 13 Гц и 16 Гц) происходит статистически значимое снижение клеточности селезенки (на 30%) по сравнению с группой «ложного облучения». Однако пролиферативная

активность спленоцитов на этих же частотах увеличивается в среднем на 50%. При этом не отмечается ответной реакции клеток костного мозга или селезенки при облучении мышей с частотой повторения импульсов 10 Гц (таблица 1).

Таблица 1 - Общее количество клеток и включение Н3-тимидина в ДНК клеток костного мозга и селезенки после облучения мышей импульсно-периодическим рентгеновским излучением___

Частота повторения импульсов, Гц Общее количество клеток, млн Включение Н3-тимидина, импульс/мин

Костный мозг «ложное облучение» 6,1 ±0,5 88895±7351

10 5,0±0,6 121211±9278*Т

13 7,0±1,7 47167±5194

16 6,3±1,2 42166±4089 *1

i Клетки селезенки «ложное облучение» 106±5,6 3850±489

10 106±11 5042±384

13 76±5,5 *1 6536±734 *t

16 74±5,6 *1 5697±826 *Т

Примечание: стрелками обозначено изменение исследуемого показателя относительно группы контроля; * - различия статистически значимы, р < 0,05.

По-видимому, воздействие импульсно-периодического рентгеновского излучения (с частотами повторения импульсов 13 Гц и 16 Гц) на целостный организм приводит к небольшим сдвигам в функционировании нормальных клеток организма, что отражается в изменении общего количества клеток. Однако такие изменения, по-видимому, восстанавливаются за счет активации репарационных систем - усиления клеточной пролиферации. Отсутствие изменений общего количества клеток костного мозга может свидетельствовать в пользу того, что процесс восстановления в этом органе уже завершился, в то время как в селезенке процесс репарации еще продолжается, поскольку пролиферативная активность клеток увеличилась на 50%, а общее количество клеток еще не восстановилось до уровня контрольной группы.

Следует отметить, что на одной из использованных частот (10 Гц) не наблюдается статистически значимых различий исследуемых показателей для клеток селезенки и общего количества клеток костного мозга. При использовании этой частоты отмечается только изменение пролиферативной активности клеток костного мозга. Вероятно, что при тотальном облучении мышей с частотой повторения импульсов 10 Гц, возникающие после облучения повреждения незначительны и репарируются очень быстро, либо такие повреждения отсутствуют вообще. Таким образом, воздействие рентгеновским излучением в импульсно-периодическом режиме при малых дозовых нагрузках, не приводит к существенному повреждению здоровых клеток организма мышей.

Влияние импульсно-периодического рентгеновского излучения на опухолевые клетки in vivo. Проведенные исследования показали, что

однократное облучение мышей с трансплантированной асцитной мастоцитомой Р-815 рентгеновским излучением в импульсно-периодическом режиме приводит к статистически значимому снижению количества опухолевых клеток в асците (70,2±6,2 млн. клеток в асците) на 10-е сутки после воздействия по сравнению с группой «ложного облучения» (93±4,65 млн. клеток в асците). Тотальное облучение мышей с трансплантированной карциномой Эрлиха также приводило к снижению общего количества клеток в асците (рисунок 1). Так, в группе животных, облученных в день трансплантации опухоли, торможение роста опухоли составляет 16 % по сравнению с группой «ложного облучения». В группе животных, облученных на седьмые сутки и группе животных, облученных трехкратно (в день трансплантации, на третьи и седьмые сутки), ингибирование роста опухолевого узла составляет 21 % и 23 % соответственно.

160

120

80 40 0

Рисунок 1 - Общее количество клеток карциномы Эрлиха в асците после тотального облучения мышей импульсно-периодическим рентгеновским излучением с частотой повторения импульсов 13 Гц

Примечание: по оси абсцисс обозначен день, когда проводили облучение (сутки после трансплантации опухоли); по оси ординат - количество опухолевых клеток в асците (млн); * - различия статистически значимы с группой контроля (р<0,05).

Таким образом, реакция опухолевых клеток на воздействие импульсно-периодического рентгеновского излучения отличается от реакции нормальных клеток. Опухолевые клетки оказываются более чувствительными к воздействующему фактору, поскольку приблизительно третья часть клеток гибнет и не восстанавливается, как это было характерно для клеток костного мозга и селезенки, даже к 10-м суткам после облучения.

Влияние импульсно-периодического рентгеновского излучения на опухолевые клетки in vitro. Полученные данные об ингибировании роста опухолевых клеток в условиях тотального облучения организма послужили основой для проведения более детальных исследований реакции биологических объектов на действие импульсного излучения на клеточном уровне. Поскольку в литературе отсутствуют какие-либо данные о клеточном ответе на действие

Контроль 0 3 7 трехкратно

импульсного рентгеновского излучения, то было проведено исследование изменения уровня пролиферативной активности опухолевых клеток в ответ на воздействие импульсно-периодического рентгеновского излучения в диапазоне доз от 0,2 мГр до 160 мГр.

С помощью теста включения меченого по тритию тимидина в ДНК было показано, что облучение культуры опухолевых клеток мастоцитомы Р-815 и карциномы Эрлиха приводит к ингибированию процесса клеточной пролиферации (рисунок 2). Эффект оказывается более выраженным (снижение уровня включенного Н3-тимидина на 95-99% по сравнению с группой «ложного облучения»), чем при исследованиях in vivo. Более того, в пределах указанного диапазона изменение дозы не влияет на степень выраженности эффекта, а за пределами используемого диапазона доз эффект исчезает.

80000-,- 100000-

60000

40000

20000

75000

50000

25000

Рисунок 2 - Включение Н -тимидина в ДНК опухолевых клеток мастоцитомы Р-815 (А) и карциномы Эрлиха (Б) через сутки после облучения импульсно-периодическим рентгеновским излучением.

Примечание: по оси абсцисс обозначена доза облучения (мГр); по оси ординат - остаточная радиоактивность, (имп/мин); линия «К» - группа «ложного облучения»; линия «ОБ» - группа облучения в импульсном режиме (рис. А - 10 Гц; рис. Б - 13 Гц); линия «СТ» - группа облучения в непрерывном режиме; значения представлены как среднее и ошибка средней (X ± т).

Необходимо отметить, что непрерывное рентгеновское излучение в этом же диапазоне доз оказывает стимулирующее влияние на процесс пролиферации клеток мастоцитомы Р-815 (рисунок 2). Это явление исследовано достаточно давно и носит название «гормезиса» (Luckey T.D., 1991). Однако некоторые данные литературы свидетельствуют, что малые дозы непрерывного ионизирующего излучения способны тормозить рост опухолевых клеток в среднем на 15-50% (Suzuki N. and Mizukoshi Т., 1987; Cheda A. et al., 2004; Kojima S. et al., 2004; Yu H.S. et al., 2004), причем этот эффект связан не с прямым повреждающем действием излучения на клетки, а опосредуется через активацию иммунной системы. Однако, как видно из рисунка 2, торможение роста опухолевых клеток после воздействия импульсно-периодического рентгеновского излучения может достигать 95% и осуществляться за счет

прямого повреждающего действия. Таким образом, реакция опухолевых клеток на воздействие импульсно-периодического рентгеновского излучения является более выраженной, по сравнению с клеточным ответом на непрерывное низкодозовое рентгеновское излучение.

При сравнении биологической реакции различных типов опухолевых клеток на импульсное воздействие отмечается зависимость эффекта ингибирования клеточной пролиферации от частоты повторения импульсов импульсно-периодического рентгеновского излучения. Можно выделить несколько частот, которые вызывают наиболее сильный биологический эффект: 13,16 и 25 Гц для мастоцитомы Р-815 (рисунок За), 6, 8, 13, 16, 35 и 40 Гц для карциномы Эрлиха (рисунок 36) и 8, 10, 13, 16 и 22 Гц для рака шейки матки (He-La).

100000 -

120000

80000

40000

3 6 8 10 13 16 19 22 25 28 35

3 6 8 10 13 16 19 22 25 28 35 40

3000

2000

1000

10 13 16 19 22

Рисунок 3 - Включение Н -тимидина в ДНК мастоцитомы Р-815 (а), карциномы Эрлиха (б) и рака шейки матки He-La (в) через сутки после воздействия импульсно-периодическим рентгеновским излучением Примечание: по оси абсцисс обозначена частота повторения импульсов (Гц); по оси ординат - остаточная радиоактивность (имп/мин); прямая линия - группа «ложного облучения».

Можно выделить несколько частот, при использовании которых можно зарегистрировать значительно выраженную биологическую реакцию опухолевых клеток - 10, 13 и 16 Гц. Можно предположить, что и другие типы опухолевых клеток будут реагировать на импульсное воздействие частотами повторения импульсов из используемого диапазона схожим образом, что свидетельствует о ключевой роли этого параметра в формировании биологических эффектов.

Механизм действия импульсно-периодического рентгеновского излучения на опухолевые клетки. В литературе есть сведения о том, что реакция клеток на воздействие ионизирующего излучения в низких дозах

может быть связана с индукцией процесса программируемой клеточной гибели (Jiang Y. et al., 2003). Мы предположили, что механизм гибели опухолевых клеток после воздействия импульсно-периодическим излучением может быть связан именно с индукцией апоптоза. Мы выяснили, что процент апоптотических клеток после облучения значительно увеличивается и составляет в среднем 86% (рисунок 4). Более того, количество опухолевых клеток с морфологическими признаками апоптоза коррелирует с процессом ингибирования клеточной пролиферации (рисунок 4).

120

100

80 60 40

Рисунок 4 - Процент клеток карциномы Эрлиха с морфологическими признаками апоптоза и процент ингибирования клеточной пролиферации через сутки после воздействия импульсно-периодическим рентгеновским излучением

Примечание: по оси абсцисс обозначена частота повторения импульсов (Гц); по оси ординат - процент клеток; серыми столбцами обозначается процент ингибирования клеточной пролиферации, белыми столбцами -процент клеток с морфологическими признаками апоптоза.

Известно, что процесс апоптоза может запускаться различными путями, имеющими, однако, одинаковые конечные этапы - активацию протеолитических ферментов семейства каспаз (Самуилов В.Д., 2001; Скулачев В.П., 2001). Мы исследовали активацию ключевых участников апоптотической гибели в опухолевых клетках карциномы Эрлиха. В ответ на воздействие импульсно-периодического излучения уже в первый час в исследуемых клетках происходит усиление продукции активных форм кислорода (группа «облучения» при 16 Гц - 2,21 ±0,36 нмоль/мл; группа «ложного облучения» 0,98±0,15 нмоль/мл). В течение первого часа также происходит накопление в цитоплазме одного из факторов, участвующего в запуске дальнейшей цепочки реакций программируемой клеточной гибели — цитохрома С (группа «облучения» при 16 Гц - 1,68±0,22 нмоль/мл; группа «ложного облучения» 0,42±0,09 нмоль/мл). Через 4 часа после воздействия в клетках наблюдается увеличение экспрессии гена р53, играющего ведущую роль в реализации

НЕ- + г5- -i- -ь

гЪ ъ

8 10 13 16 19 22

процессов репарации или апоптоза и активирующегося на различные стрессовые воздействия (Копнин Б.П., 2002). Активация каспазы-3 происходит в 2 этапа - через 2 (группа «облучения» при 16 Гц - 2186±219 ед.флуоресценции/час/мг; группа «ложного облучения» - 938±84 ед.флуоресценции/час/мг) и через 6 (группа «облучения» при 16 Гц - 2594±136 ед.флуоресценции/час/мг; группа «ложного облучения» - 1043±92 ед.флуоресценции/час/мг) часов после воздействия. В результате, через 8 часов после облучения процесс клеточной пролиферации ингибируется на 50%.

По-видимому, усиленная продукция АФК в опухолевой клетке в течении первого часа после воздействия может играть ключевую роль в формировании дальнейшей цепочки реакций внутри клетки. Высокий уровень АФК будет приводить к образованию неселективных пор во внутренней мембране митохондрий, в результате чего цитохром С окажется в цитоплазме уже через час после облучения. Это будет приводить к расщеплению неактивной прокаспазы-3 в активную каспазу-3 уже через 2 часа после воздействия. Через 4 часа активность каспазы-3 падает. Зафиксированная повторно активация протеолитического фермента очевидно обусловлена усилением экспрессии гена р53, которое происходит через 4 часа поле облучения.

Влияние импульспо-пермодического микроволнового излучения на нормальные и опухолевые клетки. При исследовании реакции клеток на импульсно-периодическое микроволновое воздействие отмечаются биологические эффекты, схожие с таковыми после импульсно-периодического рентгеновского излучения. При облучении культуры клеток селезенки in vitro отмечается либо усиление пролиферативной активности клеток, либо отсутствие статистически-значимых различий по сравнению с группой «ложного облучения» (таблица 2). В двух случаях отмечается снижение этого показателя в среднем на 40% - при использовании частоты повторения импульсов 19 Гц и 22 Гц (таблица 2).

Таблица 2 - Включение Н3-тимидина в ДНК спленоцитов через 24 часа после воздействия импульсно-периодическим микроволновым излучением

Частота повторения импульсов, Гц Пиковая плотность потока мощности, кВт/см2

1,1 3,5

«ложное облучение» 1135±184

8 1811±382 Т* 1340±269

10 1604±81 t* 1103±96

13 4119±473 Т* 1236±149

16 1639±291 t * 834±145

19 2954±504 Т * 619±88 1*

22 1227±156 724±187 1*

Примечание: стрелками обозначено увеличение или уменьшение исследуемого показателя относительно группы контроля; представленные значения - остаточная радиоактивность, имп/мин; * - различия статистически значимы с группой контроля (р < 0,05).

Это свидетельствует о двух типах клеточного ответа. В одном случае реакция нормальных клеток на импульсный характер воздействия различных излучений не связана с возникновением повреждений в клетках, а в другом -может быть связана с активацией системы репарации, о чем свидетельствуют данные таблицы 2. Ключевая роль в формировании той или иной клеточной реакции отводится частоте повторения импульсов. Т.е. изменяя этот параметр, можно существенно видоизменить биологический ответ клеток - подавить или стимулировать клеточную пролиферацию.

Реакция опухолевых клеток мастоцитомы Р-815 на воздействие импульсно-периодического микроволнового излучения, в отличие от реакции нормальных клеток, в большинстве случаев направлена в сторону снижения исследуемого показателя (рисунок 5). При этом биологический эффект, как и в предыдущих экспериментах с ионизирующим излучением, зависит от частоты повторения импульсов. Уровень пролиферативной активности снижается в среднем на 20 - 40 % (рисунок 5). Биологический ответ другой модельной линии клеток, карциномы Эрлиха, также связан со снижением уровня клеточной пролиферации по сравнению с группой «ложного облучения», при этом эффект также зависит от частоты повторения импульсов (данные не представлены).

260000 -220000180000 -140000 -100000 -

Рисунок 5 - Включение Н3-тимидина в ДНК опухолевых клеток мастоцитомы Р-815 через сутки после воздействия импульсно-периодическим микроволновым излучением

Примечание: по оси абсцисс обозначена частота повторения импульсов (Гц); по оси ординат - остаточная радиоактивность (импульс/мин); «ЛО» -группа «ложного облучения», * - различия с группой «ложного облучения» статистически значимы (р<0,05); значения представлены как среднее и ошибка средней (X ± ш).

Следует отметить, что согласно данным литературы, биологическая реакция клеток на воздействие импульсного микроволнового излучения может

т ЛО _т Т Т Т Т Т Т -Г" т

1 * 111111 /1 1 х гч Т / * * * * 1 *

3 6 8 10 13 16 19 22 28 35 40

быть результатом либо повышения температуры, либо активации внутриклеточных процессов без нагрева (Григорьев Ю.Г. 1998). В проведенных нами исследованиях не было отмечено роста температуры биологических объектов, что свидетельствует об активации внутриклеточных реакций, в частности активации процесса апоптоза. В опухолевых клетках карциномы Эрлиха в ответ на такое воздействие отмечается статистически значимое увеличение активности каспазы-3 (3472±143 ед.флуоресценции/час/мг при 8 Гц) по сравнению с группой «ложного облучения» (2792±79 ед.флуоресценции/час/мг) через 6 часов после облучения.

Таким образом, для биологического ответа клеток на воздействие импульсного излучения характерны следующие закономерности. Во-первых, реакции нормальных и опухолевых клеток существенно различаются. Эти различия проявляются в том, что процесс клеточной пролиферации в здоровых клетках, как правило, усиливается или не изменяется, а в опухолевых - в значительной мере ингибируется. Во-вторых, во всех экспериментах зависимость проявления эффекта от частоты повторения импульсов носит нелинейный характер. Для того, чтобы проверить универсальность такой биологической реакции клеток на импульсное воздействие, были проведены исследования с использованием импульсного ультразвука.

Влияние импульсно-периоднческого ультразвукового излучения на опухолевые 1слетки. Биологический ответ опухолевых клеток лейкемии человека (11937) на импульсно-периодическое ультразвуковое излучение связан с возникновением повреждений внутри клетки, поскольку отмечается уменьшение общего количества клеток после воздействия (рисунок 6). При этом эффект как и в предыдущих экспериментах, зависит от частоты повторения импульсов нелинейно. Следует отметить, что биологический эффект в ответ на непрерывное ультразвуковое излучение (рисунок 6, столбец «СТ») кажется более выраженным по сравнению с реакцией на импульсное воздействие такой же интенсивности, поскольку исследуемый показатель по отношению к группе «контроля» снижается более чем на 90 %. Однако, при морфологической верификации жизнеспособности клеток с трипановым синим в группе «СТ» наблюдается большое количество клеточных «обломков», тогда как в остальных исследуемых группах такие фрагменты клеток практически отсутствуют.

Это свидетельствует в пользу того, что в группе «СТ» клетки гибнут за счет механического разрушения клеточных мембран, т.е. гибель клеток является следствием физического процесса, а не биологической внутриклеточной реакции. В остальных группах отмечается именно биологический ответ, связанный с индукцией процесса апоптоза, т.к. с помощью метода проточной цитофлуориметрии (с аннексином V) было показано, что через 6 часов после облучения опухолевых клеток лейкемии человека процент апоптотических клеток по сравнению с группой контроля увеличивается в среднем на 15%. Следует отметить, что, как и в предыдущих экспериментах, эффект нелинейно зависит от частоты повторения импульсов.

120 100

40 20

Рисунок 6 - Общее количество опухолевых клеток лейкемии человека U 937 после воздействия импульсно-периодического ультразвукового излучения с интенсивностью 0,3 Вт/см2

Примечание: по оси абсцисс обозначена частота повторения импульсов (Гц), по оси ординат - процент клеток относительно группы контроля; «СТ» -группа облучения в непрерывном режиме; * - различия статистически значимы по сравнению с группой контроля (р < 0,05); значения представлены как среднее и ошибка средней (X ± т).

Поскольку было показано, что одним из инициаторов внутриклеточных реакций опухолевых клеток в ответ на воздействие являются АФК, то и при действии импульсно-периодического ультразвука должна наблюдаться генерация этого компонента. Методом ЭПР было показано, что облучение образца, содержащего дистиллированную воду, приводит к формированию в растворе АФК (использование водного раствора вместо суспензии клеток связано с методическими особенностями данного метода) (рисунок 7), что свидетельствует о возможности образования АФК и в клетках в ответ на воздействие импульсного ультразвука (L.B. FeriJ et al., 2005).

Проведенные исследования показали, что биологический ответ опухолевых клеток на импульсно-периодическое ультразвуковое воздействие зависит от частоты повторения импульсов, а гибель клеток осуществляется за счет активации процесса апоптоза. При этом важную роль может играть образование активных форм кислорода в клетке.

— * rf- — — rb * *

* — гЕ- ___ : — rf —

rt- — * Т

— * 7Г — ... I

Контроль СТ 0.5 1 3 5 10 50 100

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

Рисунок 7 - Формирование комплекса TAN в дистиллированной воде после ультразвукового воздействия в импульсно-гтериодическом режиме с интенсивностью 0,8 Вт/см2

Примечание: По оси абсцисс обозначена частота повторения импульсов (Гц); по оси ординат - условные единицы; значения представлены как среднее и ошибка средней (х ± ш); контроль (группа без воздействия) принят за ноль.

Таким образом, общий механизм реализации повреждающего действия импульсно-периодических неионизирующих и ионизирующих излучений на опухолевые клетки представляется нам следующим образом (рисунок 8).

Рисунок 8 - Общая схема реализации апоптотической гибели после воздействия импульсно-периодических источников излучений

Импульсно-периодическое излучение приводит к образованию АФК в цитоплазме клетки. Дальше возможно развитие нескольких клеточных реакций. В одном случае концентрации АФК оказывается недостаточно для повреждения клетки, либо эти повреждения незначительны и очень быстро репарируюгся. В этом случае общее функционирование клетки не изменяется, что характерно для нормальных клеток. Для опухолевых клеток более характерна другая реакция в ответ на воздействие. В этом случае АФК могут образовывать поры в мембране митохондрий, что будет приводить к выходу цитохрома С в цитоплазму клетки. С другой стороны, АФК могут приводить к повреждениям ДНК, что будет незамедлительно усиливать экспрессию гена р53. В конечном итоге, описанные процессы будут активировать каспазу-3. В результате клетка гибнет за счет активации апоптоза.

Полученные в работе данные свидетельствуют о том, что, варьируя частоту повторения импульсов воздействующего фактора, можно вызвать любую из описанных клеточных реакций, как для нормальных, так и для опухолевых клеток. Т.е. биологический эффект зависит от частоты повторения импульсов, причем такая зависимость является нелинейной, поскольку не отмечается нарастания или снижения эффекта с увеличением этого параметра излучения. Это может быть связано с тем, что акт взаимодействия энергии излучения с клеточным компонентом («мишенью») будет наиболее эффективным при совпадении частот повторения импульсов излучения с собственными частотами колебаний внутриклеточных процессов - мишенью.

На основе проведенных исследований можно выделить определенные частоты повторения импульсов, которые будут инициировать одинаковый биологический эффект в клетках (например, 10, 13 и 16 Гц). Одинаковая клеточная реакция на такие «эффективные» частоты позволяет сделать предположение о наличии универсальных механизмов, индуцирующихся в клетках после воздействия различных типов импульсно-модулированных излучений. Более того, реакции клеток на непрерывное и импульсное воздействие значительно различаются. В частности, непрерывное ультразвуковое излучение приводит к гибели клеток за счет механического разрушения клеток, в то время как импульсное излучение активирует внутриклеточный механизм гибели.

Детальное изучение механизмов клеточной гибели после воздействия импульсно-периодических излучений различных видов показало, что ключевую роль в реализации повреждающего действия играет индукция образования свободных радикалов в клетке уже в первые минуты после воздействия. Дальнейшая цепочка реакций, приводящих клетку к гибели, включает в себя различные клеточные компоненты, активирующиеся либо непосредственно излучением, либо сигналами от активированных клеточных компонентов. После усиленной продукции АФК в клетке разрушается мембрана митохондрий, в результате прямого повреждения излучением, либо за счет изменения митохондриального потенциала, в результате чего в цитоплазму клетки будет выходить цитохром С, а также происходит экспрессии гена р53. В конечном итоге, активация описанных структур будет приводить к накоплению в клетке

активной формы основного протеолитического фермента апоптотической гибели - каспазы-3. Таким образом, механизм действия всех исследуемых видов импульсно-модулированных излучений на опухолевые клетки связан с индукцией процесса апоптотической гибели.

Выводы

1. Тотальное облучение здоровых мышей низкодозовым импульсно-периодическим рентгеновским излучением приводит к снижению общего количества клеток селезенки, которое восстанавливается за счет усиления процесса клеточной пролиферации. Общее количество клеток костного мозга после воздействия в таком же режиме не изменяется.

2. При тотальном облучении мышей с асцитной опухолью низкодозовым импульсно-периодическим рентгеновским излучением происходит торможение роста опухоли. Облучение взвеси опухолевых клеток in vitro в таком же режиме приводит к снижению пролиферативной активности.

3. Механизм повреждающего действия импульсно-периодического рентгеновского излучения на опухолевые клетки связан с индукцией процесса апоптотической гибели за счет продукции в них АФК, выхода цитохрома С из митохондрий и активации экспрессии гена р53.

4. Реакция клеток на низкоинтенсивное импульсно-периодическое микроволновое излучение, связана с усилением пролиферативной активности клеток селезенки и снижением этого показателя в опухолевых клетках за счет активации в них процесса апоптотической гибели.

5. Низкоинтенсивное импульсно-периодическое ультразвуковое излучение приводит к повреждению опухолевых клеток за счет активации программы апоптотической гибели.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Статьи

1. Литвяков, Н.В. / Н.В. Литвяков, М.А. Булдаков. Н.В. Чердынцева, В.В. Ростов, А.И. Климов, М.А. Большаков / Влияние импульсно-периодического СВЧ-излучения на синтез нуклеиновых кислот в опухолевых клетках // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2005. -Т. 45.-№4.-С. 460-463.

2. Litvyakov, N.V. Apoptosis-inducing effect of pulse periodics X-rays on tumor cells / N.V. Litvyakov, V.V. Rostov, M.A. Bolshakov, M.A. Buldakov. K.V. Afanasiev, A.N. Astapenko, O.P. Kutenkov, N.V. Cherdyntseva // Biophysics. - 2005.-Vol. 50.-N. 1.-P. 51-58.

3. Литвяков, Н.В. Ингибирование пролиферации опухолевых клеток импульсно-периодическим рентгеновским излучением / Н.В. Литвяков, В.В. Ростов, М.А. Булдаков. Н.В. Литвяков, Н.В. Чердынцева, М.А. Большаков, К.В. Афанасьев, С.Д. Коровин, О.П. Кутенков, С.Ю. Семенов // Сибирский онкологический журнал. - 2006. — Т. 17. - № 1. - С. 24-31

4. Yoshida, Т. Molecular therapy using ultrasound: mechanisms involved in drug activation, apoptosis induction, gene transfer, and alterations of gene expression T. Yoshida, T. Kondo, R. Ogawa, Q.-L. Zhao, M.A. Hassan, A.

Watanabe, I. Takasaki, Y. Tabuchi, M. Shoji, N. Kudo, L.B. Feril, K. Tachibana, M.A. Buldakov, T. Honda, K. Tsukada, P. Riesz // Thermal Medicine. - 2007. - Vol. 23. - No. 3. - P. 113-122.

5. Buldakov. M.A. Dual role of low-dose ionizing radiation / M.A. Buldakov, L.B. Feril // Philippine Physics Journal. - 2008. - Vol. 30. - P. 1-8.

6. Buldakov, M.A. Influence of changing pulse repetition frequency on chemical and biological effects induced by low-intensity ultrasound in vitro / M.A. Buldakov, M.A. Hassan, Q.-L. Zhao, L.B. Feril, N. Kudo, T. Kondo, N.V. Litvyakov, M.A. Bolshakov, V.V. Rostov, N.V. Cherdyntseva, P. Riesz // Ultrasonics Sonochemistry. - 2009. - Vol. 16. - P. 392-397.

Патент на изобретение

7. Пат. 2326707 Способ подавления пролиферации опухолевых клеток / Н.В. Литвяков, В.В. Ростов, М.А. Булдаков. Н.В. Чердынцева, М.А. Большаков, К.В. Афанасьев, О.П. Кутенков. - №2006133668/14 Заявлено 20.09.06; Опубл. 20.06.08, Бюл. № 17.

Тезисы в материалах конференций

8. Булдаков. М.А. Эффект воздействия СВЧ-излучения с импульсами субмикросекундной длительности на опухолевые клетки мастоцитомы Р-815 / М.А. Булдаков, Н.В. Литвяков, Н.В. Чердынцева, В.В. Ростов, А.И. Климов, М.А. Большаков, С.Д. Коровин // Материалы третьей международной конференции. «Электромагнитные поля и здоровье человека. Фундаментальные и прикладные исследования», 17-24 сентября, Москва - Санкт- Петербург. - 2002. - С. 54-56.

9. Булдаков. М.А. Оценка влияния мощного импульсного СВЧ-излучения на процесс транскрипции РНК в опухолевых клетках в зависимости от частоты повторения импульсов / М.А. Булдаков // Материалы XLI международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс», Новосибирск. — 2003. - С. 97.

Ю.Булдаков. М.А. Влияние импульсно-периодического рентгеновского излучения на опухолевые клетки М.А. Булдаков, Н.В. Литвяков, В.В. Ростов // Сборник статей молодых ученых и специалистов / Под ред. Л.М. Огородовой, Л.В. Капилевича. - Томск, СибГМУ. - 2004. - С. 272-274.

11.Булдаков. М.А. Исследование механизмов действия импульсно-периодического рентгеновского излучения на опухолевые и нормальные клетки Н.В. Литвяков, М.А. Булдаков, Н.В. Чердынцева, В.В. Ростов, М.А. Большаков // Материалы Российской научно-практической конференции, посвященной 25-летию НИИ онкологии ТНЦ СО РАМН, 24-25 июня. Ч. II. - Томск: Изд-во НТЛ. - 2004. - С. 113-114.

12.Litvyakov, N.V. Supression of division of tumor cells exposured to nanosecond powerful microwave or X-ray pulse trains / N.V. Litvyakov, M.A. Buldakov. N.V. Cherdyntseva, V.V. Rostov, A.I. Klimov, M.A. Bolshakov, K.V. A.A. Elchainov, S.D. Korovin // 2nd European Pulsed Power Symposiium, Hamburg, Germany, 20-23 September. - 2004. - P. 62-66.

13.Litvyakov, N.V. Effect of impulse low dose X-ray irradiation on tumor and normal cells I N.V. Litvyakov, M.A. Buldakov. N.V. Cherdyntseva, V.V.

Rostov, M.A. Bolshakov // Proceedings of the 47th annual meeting of the Japan radiation research society, November 25-27. - 2004. - P. 64.

Ы.Булдаков. M.A. Влияние импульсно-периодического рентгеновского излучения на опухолевые и нормальные клетки и некоторые механизмы его действия / М.А. Булдаков, К.В. Афанасьев // Сборник статей молодых ученых и специалистов / Под ред. Л.М. Огородовой, JI.B. Капилевича. -Томск, СибГМУ. - 2005. - С. 111-112.

15.Булдаков, М.А. Перспективы разработки методов низкодозовой лучевой терапии злокачественных новообразований / М.А. Булдаков, Н.В. Литвяков, Н.В. Чердынцева, В.В. Ростов, М.А. Большаков // Материалы VI Всероссийского съезда онкологов «Современные технологии в онкологии», Том II, г.Ростов-на-Дону. - 2005. - С. 362-363.

16.Булдаков. М.А. Влияние импульсно-периодического рентгеновского излучения в низких дозах на нормальные и опухолевые клетки и рост опухоли in vivo / М.А. Булдаков, Н.В. Литвяков, К.В. Афанасьев, А.Н. Астапенко // Сборник научных работ молодых специалистов-онкологов Уральского федерального округа «Лечение рака в XXI веке», г.Челябинск. -2006.-С. 16-17.

17.Булдаков, М.А. Effect of low-dose repetitive pulsed X-ray on tumor and normal cells in vivo / М.А. Булдаков, Н.В. Литвяков, Н.В. Чердынцева, В.В. Ростов, А.Н. Астапенко // 12th Annual meeting on the sensitization of cancer treatment, Toyama, Japan. - 2006. - P. 22.

18.Булдаков. М.А. Импульсно-периодические СВЧ и рентгеновское излучения: влияние на клетки костного мозга и селезенки I М.А. Булдаков, Н.В. Литвяков, Н.В. Чердынцева, В.В. Ростов, М.А. Большаков, К.В. Афанасьев, А.Н. Астапенко II Вестник Томского государственного университета. Приложение: Материалы международных, всероссийских, региональных научных конференций, семинаров, симпозиумов, школ, проводимых в ТГУ, г.Томск. - 2006. - № 21. - С. 23-24.

19.Булдаков. М.А. Низкодозовое импульсно-периодическое рентгеновское излучение: действие на нормальные и опухолевые клетки / М.А. Булдаков, Н.В. Литвяков, Н.В. Чердынцева, В.В. Ростов, М.А. Большаков, К.В. Афанасьев, А.Н. Астапенко // Медицинские и экологические эффекты ионизирующего излучения: материалы IV международной научно-практической конференции, 11-12 апреля, Северск-Томск. - 2007. - С. 196-197.

20.Булдаков. М.А. Механизм действия низкодозового импульсно-периодического рентгеновского излучения на опухолевые клетки / М.А. Булдаков, Н.В. Литвяков, Н.В. Чердынцева, В.В. Ростов, М.А. Большаков, К.В, Афанасьев // Материалы Российской научно-практической конференции с международным участием «Профилактика и лечение злокачественных порообразовании в современных условиях» 3-4 июля, Барнаул.-2007.-С. 81.

21.Булдаков. М.А. Способность низкодозового импульсно-периодического рентгеновского излучения тормозить рост опухолевых клеток / М.А.

Булдаков, Н.В. Литвяков, К.В. Афанасьев, А.Н. Астапенко // Материалы VI Всероссийской конференции молодых ученых «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной онкологии», г.Москва. - 2007. - С.

22.Булдаков. М.А. Оценка перспективности нового подхода к низкодозовой лучевой терапии опухолей / М.А. Булдаков, Н.В. Литвяков, К.В. Афанасьев, А.Н. Астапенко И Тезисы докладов конференции молодых ученых «Актуальные вопросы лучевой диагностики и онкологии», г.Москва. - 2007. - С. 96-97.

23.Буддаков. М.А. Влияние импульсно-периоднческого ультразвукового излучения на опухолевые клетки. Механизм действия / М.А. Булдаков // Сибирский онкологический журнал. Приложение .Nil «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической онкологии». - 2008. - С.20-22.

24.Kondo, Т. Roles of microbubbles on molecular therapy using pulsed ultrasound / T. Kondo, M.A. Hassan, Y. Furusawa, R. Ogawa, Q.-L. Zhao, A. Watanabe, A. Morii, H. Fuse, Y. Tabuchi, M.A. Buldakov," I. Takasaki //// The 10th International Symposium on Ultrasound Contrast Imaging. - 2008. — P.48-49.

25.Buldakov, M.A. Chemical and biological effects of changing pulse repetition frequencies of low intensity pulsed ultrasound in vitro / M.A. Buldakov, M.A. Hassan, Q.-L. Zhao, L.B. Peril, N. Kudo, T. Kondo // The 10th International Symposium on Ultrasound Contrast Imaging. - 2008. - P.82.

Автор выражает глубокую признательность д-ру физ.-мат. наук, проф. Ростову В.В., канд. биол. наук Литвякову Н.В., канд. биол. наук Иванову В.В., профессору Т. Кондо и профессору Т. Кагия за помощь при проведении исследований и обсуждении результатов.

Подписано к печати 13.10.2009. Тираж 100 экз. Кол-во стр. 24. Заказ №51-09 Бумага офсетная. Формат А-5. Печать RISO. Отпечатано в типографии ООО «РауШмбх» Лицензия Серия ПД № 12-0092 от 03.05.2001г. 634034, г. Томск, ул. Усова 7, ком. 046 тел. (3822) 56-44-54

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Булдаков, Михаил Александрович

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Ионизирующее излучение.

1.1.1 Общая характеристика ионизирующих излучений.

1.1.2 Механизмы повреждающего действия ионизирующего излучения на биологические объекты.

1.1.2.1 Действие ИИ на нуклеиновые кислоты.

1.1.2.2 Способность ИИ индуцировать процесс апоптоза.

1.1.2.3 Способность ИИ индуцировать процесс перекисного окисления липидов.

1.1.3 Определение малых доз ионизирующего излучения.

1.1.4 Биологическое действие малых доз ионизирующего излучения.

1.2 Электромагнитное излучение.

1.2.1 Общая характеристика электромагнитного излучения.

1.2.2 Биологическое действие радиочастотного ЭМИ.

1.2.2.1 Тепловой механизм действия.

1.2.2.2 Нетепловой механизм действия.

1.2.3 Особенности биологического действия модулированных ЭМИ.

1.3 Ультразвуковое излучение.

1.3.1 Биологические эффекты УЗИ.

1.3.2 Особенности биологического действия импульсного УЗИ.

1.4 Различия нормальных и опухолевых клеток.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Влияние импульсно-периодических неионизирующего и ионизирующего излучений на нормальные и опухолевые клетки"

В последние годы активно исследуются реакции различных биологических объектов на такой физический фактор, как низкоинтенсивное импульсное излучение различной природы (Adey W.R., 1981; Budowsky E.I. et al., 1986; Venugopalan V. et al., 1995; Даренская Н.Г. с соавт., 1997; Humphreys T.R., 1998; Ульяненко C.E.,2000; Чернов З.С. с соавт., 1989; Riesz P. and Kondo Т., 1992; Большаков М.А. с соавт., 2000; Feril L.B. et al., 2003; Dromi S. et al., 2007), вследствие широкого распространения источников такого излучения в промышленности, медицине и в быту (Григорьев Ю.Г. с соавт., 1999).

Работы по изучению биологического действия импульсного ЭМИ были начаты еще в середине прошлого века (Гапеев А.Б., 2006). За это время было установлено, что такое излучение оказывает постоянное воздействие практически на все известные типы клеток, при этом ответная реакция может быть зарегистрирована на всех уровнях организации: молекулярном, мембранном, клеточном, системном и организменном (Adey W.R., 1980; Антипов В.В., 1980; Григорьев Ю.Г с соавт, 1999; Узденский А.Б., 2000; Степанян Р.С., 2000; Гапеев А.Б. и Чемерис Н.К., 1994; 2000; Карташев А.Г. и Большаков М.А., 2005).

На сегодняшний день обширный экспериментальный материал по реакции биологических объектов различного уровня организации на действие импульсного ЭМИ носит противоречивый характер. В целом, возможны три варианта реакций организма на такое воздействие: 1) нарушение функционирования отдельных систем организма, которые, тем не менее, остаются в пределах физиологической нормы; 2) повышение эффективности определенных физиологических процессов, что используется в терапевтических целях; 3) целый ряд воздействий и реакций на них будет сопровождаться последствиями, потенциально или непосредственно опасными для организма (Карташев А.Г. и Большаков М.А., 2005).

Анализ литературы показывает, что для всех типов экспериментальных моделей общей закономерностью является тот факт, что биологические эффекты в ответ на импульсное воздействие существенно отличаются от эффектов, наблюдаемых при воздействии того же вида излучения в непрерывном режиме (Чернов З.С. с соавт., 1989; Fang H.Y. et al., 2007). Так, Sicard-Rosenbaum L. с соавторами показали, что использование ультразвукового излучения в импульсном режиме, приводит к торможению роста опухоли при отсутствии такого эффекта после воздействия непрерывного излучения при сопоставимых интенсивностях (Sicard-Rosenbaum L. с соавт., 1998). Более того, реакция клетки на импульсное воздействие напрямую зависит от частоты повторения импульсов излучения, т.е. формирование биологической реакции происходит лишь при определенном наборе импульсов в единицу времени (Adey W.R., 1980, 1981; Большаков М.А. с соавт., 2000; Карташев А.Г. и Большаков М.А., 2005).

Для устранения этих недостатков необходимо, во-первых, использовать биологические объекты, обладающие сходными свойствами. В качестве таких модельных объектов могут выступать клетки, характеризующиеся высокой скоростью пролиферации, поскольку способность к росту является самой универсальной функцией всех биологических объектов. Более того, именно у биообъектов, характеризующихся достаточно высокой пролиферативной активностью, отмечается наиболее выраженный ответ на импульсное излучение (Humphreys T.R., 1998; Sicard-Rosenbaum L. с соавт., 1998).

Кроме того, многочисленные экспериментальные исследования свидетельствуют, что влияние ЭМИ на уровне целостного организма во многом обусловлено высокой чувствительностью к данному фактору центральной нервной системы, сердечно-сосудистой и иммунной систем (Холодов Ю.А., 1975; 1998; Холодов Ю.А. с соавт., 1992; Давыдов Б.И. с соавт., 1984; Зуев В.Г. с соавт., 1993; Григорьев Ю.Г., 1996, 1999). В этой связи удобным модельным объектом являются клетки костного мозга и селезенки вследствие их высокой чувствительности к действию различных излучений, а также из-за их непосредственного участия в качестве регуляторов и эффекторов важнейших физиологических функций всего организма. Кроме того, удобной биологической моделью являются опухолевые клетки различного происхождения вследствие крайней степени их иммортализованности, т.е. способности к неограниченному делению.

Во-вторых, необходимо использовать одинаковый диапазон частот повторения импульсов для различных излучений. Так, еще в 80-х годах прошлого века был определен диапазон частот, при использовании которого реакция биологических объектов значительно усиливается - это диапазон от 0 до 40 Гц (Adey W.R., 1980,

1981). Были получены данные о торможении роста плесневых грибов (Fusarium sp.) (Большаков М.А. с соавт., 1996) и нарушении развития эмбрионов дрозофил (Drosophila melanpgaster), что приводило к возникновению дефектов ног, крыльев и полового аппарата у взрослых особей (Большаков М.А. с соавт., 2000) при использовании импульсного ЭМИ.

В-третьих, дозовые нагрузки должны находиться в области «малых» значений, характерных для данного вида излучений. Это связано с тем, что реакция клеток на воздействие импульсных излучений низких интенсивностей обусловлена не изменением температуры (что характерно для высокоинтенсивных излучений), а изменением внутриклеточных процессов, которые проявляются в изменении конформации биологических молекул и надмолекулярных структур, нарушении физико-химических свойств мембран и активности каналообразующих белков, каталитических свойств ферментов и др. (Карташев А.Г. и Большаков М.А., 2005).

Для решения этой проблемы можно использовать импульсное излучение в виде коротких импульсов наносекундной длительности. В этом случае общего нагрева биологического объекта практически не происходит из-за очень короткой длительности импульса (рост температуры при таком режиме воздействия не превышает десятых долей градуса), а сам эффект оказывается более выраженным по сравнению с непрерывным воздействием (Чернов З.С. с соавт., 1989). В частности, были получены данные об изменении ионного транспорта и транспорта воды через плазматические мембраны изолированной кожи лягушки (Девятков Н.В. с соавт.,

1982), а также восстановлении мембран эритроцитов, предварительно поврежденных электрическим пробоем (Ильина С.А. с соавт., 1985). Было показано, что воздействие ЭМИ радиочастотного диапазона с импульсами наносекундной длительности на мышей с трансплантированной саркомой Уокера, приводит к подавлению опухолевого роста и увеличению продолжительности жизни животных (Чернов З.С. с соавт., 1989).

Для выявления каких-либо общих закономерностей реакции биологических объектов на импульсное воздействие необходимо использовать несколько типов излучений. С этой точки зрения, можно предположить, что импульсное ИИ будет вызывать более сильную ответную реакцию облучаемого биологического объекта по сравнению с импульсным электромагнитным воздействием, поскольку ИИ обладает большей биологической эффективностью из-за способности вызывать ионизацию атомов и молекул, в то время как ЭМИ и ультразвук такой способностью не обладают (Ярмоненко С.П. и Вайнсон А.А., 2004).

Более того, использование ИИ при малых значениях дозы уже само по себе будет видоизменять биологический эффект в облучаемом объекте, независимо от уровня его организации (Luckey T.D., 1998; Chen S.L. et al., 2000), а исходя из литературных данных по исследованию других типов излучений, работающих в импульсном режиме (Humphreys T.R., 1998; Даренская Н.Г. с соавт., 1997; Большаков с соавт., 2000), можно предположить, что ответные реакции биообъектов, индуцированные воздействием рентгеновского излучения в импульсном режиме, будут видоизменяться еще в большей степени. Так, установлено, что при дозах ниже 30 сГр клеткам свойственна гиперчувствительность к действию ИИ, которая не свойственна для более высоких дозовых нагрузкок (H.J1. Шмакова с соавт., 2002).

Следует отметить, что источники, позволяющие генерировать аналогичное (импульсное излучение при низких значениях дозы) ионизирующее излучение, появились недавно (Артемов К.П. с соавт., 2004). По этой причине в литературе практически отсутствуют какие-либо данные по исследованию их биологического действия.

Вопрос об изучении закономерностей и механизмов действия импульсно-периодических ионизирующих и неионизирующих излучений является крайне актуальным. Это связано с тем, что для рационального использования таких источников в различных сферах человеческой деятельности необходимо решить вопрос о влиянии импульсных излучений на биологические объекты. Однако для достижения поставленной цели необходимо, как указывалось выше, использовать одинаковые «условия» исследований: биологические объекты с высокой пролиферативной активностью, один диапазон частот повторения импульсов, дозы воздействия в диапазоне «малых» значений.

Таким образом, научная сторона работы в фундаментальном и прикладном аспектах предполагает сравнительное исследование биологического ответа быстро-пролиферирующих типов клеток различного происхождения на воздействие импульсно-периодических рентгеновского, микроволнового и ультразвукового излучений. При этом неотъемлемой частью таких исследований является изучение зависимости биологических эффектов от частоты повторения импульсов.

Из анализа состояния проблемы, целью данной работы явилось исследование общих закономерностей и механизмов действия импульсно-периодического рентгеновского, микроволнового и ультразвукового излучений на нормальные и опухолевые клетки.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

2. Исследовать влияние низкодозового импульсно-периодического рентгеновского излучения на рост опухоли при тотальном облучении мышей, а так же на уровень пролиферативной активности опухолевых клеток in vitro.

Научная новизна. Впервые исследовано влияние импульсно-периодического рентгеновского, микроволнового и ультразвукового излучений на различные типы нормальных (клетки селезенки и костного мозга) и опухолевых клеток (мастоцитома Р-815, карцинома Эрлиха, рак шейки матки He-La, U 937), т.е. клеток, обладающих высокой пролиферативной активностью. Впервые показано, что реакция нормальных и опухолевых клеток в ответ на импульсно-периодическое воздействие различна: выявлено снижение уровня пролиферации опухолевых клеток, при отсутствии повреждений нормальных клеток. При этом показано, что механизм гибели опухолевых клеток связан с индукцией в них процесса апоптотической гибели, сопровождающегося увеличением продукцией активных форм кислорода, экспрессии генар53, выходом цитохрома С в цитоплазму и активацией каспазы-3.

Установлено, что при использовании низкоинтенсивного или низкодозового импульсно-периодических излучений, характер биологического ответа зависит от частоты повторения импульсов, при этом такая зависимость является нелинейной -наибольший эффект наблюдается при использовании следующих частот повторения импульсов: 10, 13 и 16 (Гц).

Теоретическая и практическая значимость. Получены новые данные о закономерностях биологических эффектов, индуцируемых импульспо-периодическим рентгеновским, микроволновым и ультразвуковым излучениями, при условии, что дозовые нагрузки за сеанс облучения остаются в области «малых» значений, характерных для данного вида излучения. Для этих условий установлены общие закономерности и механизмы биологического ответа клеток, характеризующихся высокой скоростью пролиферации, в ответ на воздействие импульсно-периодических излучений.

Показанный в работе высокий эффект ингибирования пролиферативной активности на различных экспериментальных моделях опухолевого роста при отсутствии повреждающего действия на нормальные клетки, указывает на перспективность разработки методов низкодозовой лучевой терапии злокачественных новообразований с использованием источников импульсно-периодических ионизирующих и неионизирующих излучений.

Положения, выносимые на защиту. ■ Биологические эффекты, индуцирующиеся в клетках с высокой пролиферативной активностью после воздействия низкодозового или низкоинтенсивного импульсно-периодического излучения, зависят от частоты повторения импульсов, причем такая зависимость является нелинейной. Биологическая реакция клеток наблюдается лишь на определенных эффективных» частотах (3, 10, 13 и 16 Гц) и существенно отличается от биологического ответа клеток на воздействие в непрерывном режиме.

Общее количество нормальных клеток в ответ на тотальное облучение здоровых мышей низкодозовым импульсно-периодическим рентгеновским излучением, в зависимости от использованной частоты повторения импульсов, не изменяется, либо снижается, но при этом активируется репарационная система за счет усиления процесса клеточной пролиферации. В то время как такое же воздействие на опухолевые клетки приводит к значительному торможению их роста.

Механизм гибели опухолевых клеток после воздействия низкодозового или низкоинтенсивного импульсно-периодического излучения связан с индукцией в них процесса апоптотической гибели, инициатором которой является усиленная продукция в клетках активных форм кислорода.

Апробация работы. Результаты научно-исследовательской деятельности доложены и обсуждены на Третьей международной конференции «Электромагнитные поля и здоровье человека» (2002 г., Москва - Санкт-Петербург); XLI международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (2003 г., Новосибирск); на конференции молодых ученых ТГУ «Старт в науку» (2004 г., Томск); на конференции молодых ученых ГУ НИИ онкологии ТНЦ СО РАМН (2004 г., Томск); на V Конгрессе молодых ученых и специалистов СибГМУ (2004 г., Томск); на 2-ом Европейском симпозиумоме по изучению импульсных источников излучения (2004 г., Гамбург, Германия); на 47-м Съезде радиационных исследований Японии (2004 г., Нагасаки, Япония); на конференции молодых ученых ГУ НИИ онкологии ТНЦ СО РАМН «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической онкологии» (2005 г., Томск); на VI Конгрессе молодых ученых и специалистов СибГМУ (2005 г., Томск); на 12-м Международном съезде по повышению эффективности терапии рака (2006 г., Тоямя, Япония); на X Всероссийском онкологическом конгрессе (2006 г., Москва); на Всероссийской конференции «Механизмы индивидуальной адаптации» (2006 г., Москва); на IV Международной научно-практической конференции «Медицинские и экологические эффекты ионизирующего излучения» (2007 г., Москва); на VI Всероссийской конференции молодых ученых «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной онкологии» (2007 г., Москва); на конференции молодых ученых «Актуальные вопросы лучевой диагностики и онкологии» (2007 г., Москва); на обществе онкологов ГУ НИИ онкологии ТНЦ СО РАМН (2007 г., Томск); на конференции «Старт в науку», аккредитованной по программе «У.М.Н.И.К.» (2008 г., Томск).

По теме диссертационной работы имеется 24 публикации, из которых 3 статьи входят в перечень журналов, рекомендованных ВАК, 3 статьи в зарубежных журналах, 18 тезисов в материалах конференций, в том числе 3 в тезисах зарубежных конференций. Получен патент на изобретение.

Объем и структура работы. Работа изложена на 161 странице машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, собственно результатов и их обсуждения, выводов, заключения и списка литературы, включающего 261 источник, в том числе 136 иностранных. Работа иллюстрирована 25 рисунками и 9 таблицами.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Булдаков, Михаил Александрович

выводы

1. Тотальное облучение здоровых мышей низкодозовым импульсно-периодическим рентгеновским излучением приводит к снижению общего количества селезенки, которая восстанавливается за счет усиления процесса клеточной пролиферации. Общее количество клеток костного мозга после воздействия в таком же режиме не изменяется.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе исследовано влияние и изучены механизмы действия неионизирующего и ионизирующего излучений, работающих в режиме импульсной генерации, на нормальные и опухолевые клетки. Для этого использовали источники импульсно-периодического микроволнового, рентгеновского и ультразвукового излучений при энергетических нагрузках, относящихся к диапазону «малых» значений, характерных для данного вида излучений. В исследованиях использовали частоты повторения импульсов в диапазоне от 0,5 до 100 Гц.

Показано, что ИПРИ не приводит к изменению клеточности костного мозга, однако снижает клеточность селезенки интактных мышей на ЧПИ 13 и 16 Гц. Однако, этот показатель вероятно будет восстанавливаться за счет усиления пролиферативной активности клеток селезенки, отмечающейся на этих же ЧПИ. Т.е. изменения,, индуцированные в организме мышей воздействием ИПРИ в малых дозах, будут восстанавливаться за счет активации системы репарации. При этом не ЧПИ не отмечается никаких изменений ни по одному из исследуемых показателей.

При облучении ИПРИ опухолевых клеток наблюдается ингибирование их пролиферативной активности в диапазоне доз от 0,2 до 200 мГр, причем на некоторых ЧПИ торможение клеточного роста составляет 99%. Так, наиболее эффективными частотами являются 10, 13 и 16 Гц. Непрерывное рентгеновское излучение в этом же дозовом диапазоне оказывает стимулирующее действие на пролиферацию опухолевых клеток. При тотальном облучении мышей с трансплантированными опухолевыми клетками, торможение роста опухоли составляет в среднем 25-30% и наблюдается на тех же частотах, что и в исследованиях in vitro.

Механизм действия ИПРИ на опухолевые клетки связан с индукцией процесса апотптотической гибели. При этом, в первые минуты после облучения, в клетке происходит усиленная продукция АФК, являющихся триггером для запуска дальнейшей цепочки реакций, приводящих клетку к гибели. Так, через час после воздействия происходит повреждение мембраны митохондрий и выход цитохрома С в цитоплазму, а через 6 часов наблюдается экспрессия гена р53. это приводит к активации протеолитического фермента апоптотической гибели - каспазы-3. Полученные эффекты, как и в случае с ИПМИ, зависят от частоты повторения импульсов нелинейно и немонотонно, а наиболее эффективными ЧПИ являются 10, 13 и 16 Гц.

Аналогичные исследования были проведены с использованием импульсно-периодического микроволнового излучения. Показано, что ИПМИ изменяет пролиферативную активность клеток селезенки. На большинстве частот повторения импульсов наблюдается стимуляция исследуемого процесса, тогда как на остальных уровень пролиферативной активности не изменяется. Однако при облучении опухолевых клеток мастоцитомы Р-815 наблюдается лишь эффект ингибирования пролиферативной активности клеток, что свидетельствует о гибели клеток после воздействия ИПМИ. Установлено, что механизмом гибели клеток является индукция процесса апоптотической гибели. Полученные эффекты зависят от частоты повторения импульсов, причем такая зависимость является нелинейной, поскольку с увеличением ЧПИ не усиление эффекта не происходит, и немонотонной, т.к. эффект наблюдается не на всех ЧПИ. Наиболее эффективно торможение роста опухолевых клеток происходит на ЧПИ 10, 13 и 16 Гц.

Воздействие ультразвуковым излучением в импульсно-периодическом режиме при низких интенсивностях

0,3-0,8 Вт/см ) также приводит к гибели опухолевых клеток. Однако для ИПУЗИ этот эффект наблюдается практически на всех используемых ЧПИ за исключением 5 Гц. При сравнении с непрерывным режимом воздействия оказалось, что 90 % клеток после воздействия непрерывного УЗИ разрушается за счет механического повреждения клеточных структур, а не за счет индукции в клетках процессов некроза или апоптоза. В случае же с ИПУЗИ наблюдается именно процесс апоптотической гибели. При этом важную роль, как и при воздействии ИПРИ играет усиленная продукция АФК после облучения.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что биологические эффекты, индуцированные действием импульсно-периодического рентгеновского, микроволнового и ультразвукового излучений зависят от ЧПИ. Наблюдаемая зависимость является нелинейной и немонотонной. Так, наиболее выраженный эффект торможения роста опухолевых клеток после воздействия ИПМИ и ИПРИ наблюдается на ЧПИ 10, 13 и 16 Гц. Облучение опухолевых клеток ИПУЗИ также приводит к нелинейной зависимости гибели опухолевых клеток от ЧПИ, однако «эффективные» частоты могут несколько отличатся.

Совпадение «эффективных» ЧПИ, а также зависимость биологических эффектов ИПРИ и ИПМИ от типа клеток позволяет сделать предположение о наличии универсальных механизмов действия импульсно-модулированных излучений. По видимому, при взаимодействии одного импульса излучения с «мишенью» биологический эффект сформироваться не успевает, и следующий импульс влияет на объект в прежнем функциональном состоянии, в отличие от неимпульсного режима воздействия, когда рост эффекта в большинстве случаев увеличивается с увеличением дозовой нагрузки на облучаемый биологический объект. В результате, серия импульсов с «биологически значимой» частотой повторения будет существенно видоизменять реакцию облучаемого биообъекта. Более того, вероятно, что немонотонная зависимость наблюдаемого эффекта от ЧПИ связана с совпадением собственных частот колебаний внутриклеточных процессов - наблюдается, своего рода, эффект резонанса. Таким образом, возникновение биологического ответа на молекулярном и клеточном уровне, а так же на уровне целостного организма, при действии импульсно-периодических излучений, обуславливается выбором ЧПИ.

Детальное изучение механизмов действия ИПРИ, ИПМИ и ИПУЗИ показало, что ключевую роль в реализации повреждающего действия импульсно-модулированного излучения играет индукция образования свободных радикалов в клетке уже в первые минуты после воздействия. Дальнейшая цепочка реакций, приводящих клетку к гибели, включает в себя различные клеточные компоненты, активирующиеся либо непосредственно излучением, либо уже активированными клеточными структурами. После усиленной продукции АФК в клетке будет усиливаться экспрессия гена р53; разрушаться мембрана митохондрий, в результате чего в цитоплазму клетки будет выходить цитохром С. В конечном итоге, активация описанных структур будет приводить к накоплению в клетке активной формы основного протеолитического фермента апоптотической гибели - каспазы-3. Таким образом, механизм действия всех исследуемых видов импульсно-модулированных излучений на опухолевые клетки связан с индукцией процесса апоптотической гибели. Этот факт является еще одним свидетельством в пользу того, что различные импульсно-периодические излучения с ЧПИ в диапазоне от 0,5 до 100 Гц индуцируют одинаковые биологически эффекты.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Булдаков, Михаил Александрович, Томск

1. Агол, В.И. Генетически запрограммированная смерть клетки / В.И. Агол // Соросовский образовательный журнал. 1996. - № 6. - С. 20-24.

2. Алексеев, С.И. К механизму микроволнового дейтсивя на проводимость бислойных липидных мембран / С.И. Алексеев // Биофизика. 1992. - Т. 27. - № 3. - С. 545-546.

3. Антипов, В.В. Биологическое действие электромагнитных излучений микроволнового диапазона / В.В. Антипов, Б.И. Давыдов, B.C. Тихончук // Проблемы космической биологии. М. : Наука, 1980. - 222 с.

4. Апоптоз: начало будущего / А.Н. Маянский, Н.А. Маянский, М.А. Абаджиди, М.И. Заславская. // Журнал Микробиологии. 1997. - № 2. - С. 88-94.

5. Асташева, Н.П. Закономерности образования аббераций хромосом в лимфоцитах крови крупного рогатого скота при облучении in vitro / Н.П. Асташева, Л.К. Храмцова // Радиационная Биология. Радиоэкология. 2002. - Т. 42. - № 3. - С. 251-253.

6. Балмуханов, С.Б. Радиочувствительность опухолей в эксперименте / С.Б. С.Б. Балмуханов, Е.Л. Ефимов. Алма-Ата: Наука, 1971. - 170 с.

7. Барабой, В.А. Особенности биологического действия ионизирующего излучения в малых дозах / В. А. Варабой //Врачебное дело. 1991. -№ 7. - С. 111-112.

8. Бездробный, Ю.В. Изменение активности 5'-нуклеотидазы и протеинкиназы плазматической мембраны печени в зависимости от мощности дозы при рентгеновском облучении крыс / Ю.В. Бездробный, О.В. Божок // Радиобиология. 1992. - Т. 32. - В. 3. - С. 401-405.

9. Белонучкин, В.Е. Основы физики. Курс общей физики / В.Е. Булонучкин, Д.А. Заикин, Ю.В. Ципенюк. Т. 2. - М. : ФИЗМАТЛИТ, 2001. - 504 с.

10. Бецкий, О.В. Миллиметровые волны в биологии и медицине / О.В. Бецкий, М.Б. Голант, Н.Д. Девятков. М. : Знание, 1988. - 94 с.

11. Бецкий, О.В. Современные представления о механизмах воздействия низкоинтенсивных миллиметровых волн на биологические объекты '/ О.В. Бецкий, Н.Н. Лебедева // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2001. -Т. 24.- № 3. - С. 5-19.

12. Болдырев, А.А. Карнозин и защита тканей от окислительного стресса / А.А. Болдырев. М. : Диалог-МГУ, 1999. - 362 с.

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

14. Бурлакова, Е.Б. Специфические эффекты действия низкоинтенсивного облучения в малых дозах / Е.Б. Бурлакова // Тез. докл. Российской научной конференции «Медицинские аспекты радиационной и химической безопасности», СПб., 11-12 октября. 2001. - С. 11-12.

15. Бурлакова, Е.Б. Биологические эффекты малых доз радиации / В кн. Экологическая антропология. Ежегодник, Раздел VII. Научная жизнь и сообщения. Минск: Белорусский комитет «Дзещ Чарнобыля», 2001. - С. 360362.

16. Васильев, Ю.М. Социальное поведение нормальных и антисоциальное поведение опухолевых клеток. Сигнальные молекулы, вызывающие размножение и гибель клеток / Ю.М. Васильев // Соросовский Образовательный Журнал. 1997. - № 4. -С. 17-22.

17. Владимиров, Ю.А. Свободные радикалы в биологических системах / Ю.А. Владимиров // Соросовский образовательный журнал 2000. - № 12. - С.13-19.

18. Владимиров, Ю.А. Свободные радикалы в живых системах. Итоги науки и техники // Ю.А. Владимров, О.А. Азизова, А.И. Деев, А.В. Козлов, А.Н. Осипов, Д.И. Рощупкин // Биофизика. 1991. - Т. 29. - С. 252-257.

19. Влияние внутреннего облучения в малых дозах на развитие перевитой карциномы Эрлиха у мышей / А.А. Дударев, И.А. Павельева, Г.И. Сукальская, Г.И. Мирецкий // Медицинская Радиология и Радиационная Безопасность. -1995. Т. 40. - № 4. - С. 12-16.

20. Влияние магнитных полей на рост и деление Ion мутанта Escherichia coli К-12. / Р.С. Степанян, А.А. Барсегян, Ж.Р. Алавердян, Г.Г Оганесян, JI.C. Маркосян, С.Н. Айраптян // Радиационная Биология. Радиоэкология. 2000. - Т. 40. - № 3. -С. 319-322.

21. Возможность прогнозирования возникновения осложнений при лучевой терапии больных со злокачественными опухолями / А.С. Павлов, B.C. Даценко, М.А. Фадеева, О.А. Замятин // Медицинская Радиология. 1980. - № 4. - С. 8-13.

22. Ганасси, Е.Э. Функциональное состояние лейкоцитов при воздействии на организм СВЧ излучений / Е.Э. Гнасси, С.И. Заичкина, JI.B. Малахова // Структурно-функциональные аспекты репликации и репарации ДНК. Пущино, 1983.-206 с.

23. Гапеев А.Б. Физико-химические механизмы действия электромагнитного излучения крайне высоких частот на клеточном и организменном уровнях: автореф. дисс. . док-pa физ.-мат. наук / А.Б. Гапеев. Пугцино, 2006. - 48 с.

24. Гапеев, А.Б. Модельный подход к анализу действия модулированного электромагнитного излучения на клетки животных / А.Б. Гапеев, Н.К. Чемерис // Биофизика. 2000. - Т. 45. - В. 2. - С. 299-312.

25. Гельфон, И.А. О биологическом действии сверхвысоких частот / И.А. Гельфон, М.Н. Садчикова. М. : Медицина, 1960. - С. 46-49.

26. Григорьев Ю.Г. Влияние электромагнитного поля сотового телефона (к оценке опасности по критерию смертности / Ю.Г. Григорьев // Радиационная Биология. Радиоэкология. 2003. - Т. 43. -№ 5. - С. 541-543.

27. Григорьев Ю.Г. Отдаленные последствия биологического действия электромагнитных полей / Ю.Г. Григорьев // Радиационная Биология. Радиоэкология. 2000. - Т. 40. - № 2. - С. 217-225.

28. Григорьев Ю.Г. Формирование памяти (импринтинг) у цыплят после предварительного воздействия электромагнитных полей низких уровней / Ю.Г. Григорьев, B.C. Степанов // Радиационная Биология. Радиоэкология. 1998. - Т. 38.-В. 2.-С. 223-231.

29. Григорьев, М.Ю. Апоптоз в норме и патологии / М.Ю. Григорьев, Е.Н. Имянитов, К.П. Хансон // Медицинский академиеский журнал. 2003. - Т. 3. -№9.-С. 3-11.

30. Григорьев, Ю.Г. Реакция организма в ослабленном геомагнитном поле / Ю.Г. Григорьев // Радиационная Биология. Радиоэкология. 1995. - Т. 35. - В. 1. - С. 3-18.

31. Григорьев, Ю.Г. Роль модуляции в биологическом действии ЭМИ / Ю.Г. Григорьев // Радиационная Биология. Радиоэкология. 1996 - Т. 36. - № 5. - С. 659-670.

32. Григорьев, Ю.Г. Электромагнитные поля и здоровье человека. Состояние проблемы / Ю.Г. Григорьев // Энергия: Экон., техн., экол. 1999. - № 5. - С. 2632.

33. Гродзенский, Д.Э. Радиобиология / Д.Э. Гродзенский. М. : Атомиздат, 1966. -233 с.

34. Давыдов, Б.И. Биологическое действие, нормирование и защита от электромагнитных излучений / Б.И. Давыдов, B.C. Тихончук, В.В. Антипов. М. : Энергоатомиздат, 1984. -177 с.

35. Давыдовский, А.Г. Апоптоз при острых и хронических вирусных гепатитах: молекулярно-клеточные механизмы и коррекция Уросаном / А.Г. Давыдовский, В.М. Баран // Вирусология. 2004. - № 1. - В. 33. - С. 25-28.

36. Даренская, Н.Г. Зависимость биологического эффекта электронного излучения от частоты следования импульсов / Н.Г. Даренская, Т.А. Насонова, С.Н. Алешин //Радиационная Биология. Радиоэкология. 1997. - Т. 37. - В. 3. - С. 336-342.

37. Девятков, Н.Д. Механизмы резонансного действия электромагнитных излучений миллиметрового диапазона на организм / Н.Д. Девтяков // Симпозиум «Механизмы биологического действия электромагнитных излучений». Тез. докл. Пущино, 1987.-С. 3-4.

38. Евтодиенко, Ю.В. Автоколебания трансмембранных потоков кальция в митохондриях и их возможное биологическое значение /Ю.В. Евтодиенко // Биологические мембраны. 2000. - Т. 17. - № 1. - С. 5-17.

39. Жижина, Г.П. Связь структурных характеристик ДНК эукариот и ее чувствительности к действию малых доз ионизирующей радиации / Г.П. Жижина // Радиационная Биология. Радиоэкология. 1999. - Т. 39. - № 1. - С.41-48.

40. Зависимость смертности и продолжительности жизни крыс от дозы излучения и частоты следования импульсов / Н.Г. Даренская, Т.А. Насонова, СЛ. Алешин, Е.А. Вайнер, М.П. Гринев // Радиационная Биология. Радиоэкология 1997. - Т. 37. -В. 3.-С. 328-336.

41. Заридзе, Д.Г. Эпидемилогия и этиология злокачественных новообразований / Д.Г. Заридзе // Канцерогенез / под ред. Д.Г. Заридзе. М.: Научный мир, 2000. -С. 21-25.

42. Зенков, Н.К. Окислительный стресс: Биохим. и патофизиол. Аспекты. / Н,К. Зенков, В.З. Ланкин, Е.Б. Меньшикова. М. : Наука / Интерпериодика, 2001. -343 с.

43. Зуев, В.Г. Микроволны и гематоэнцефалический барьер / В.Г. Зуев, И.Б. Ушаков // Радиационная Биология Радиоэкология. 1993. - Т. 33. - № 3. - С. 739-747.

44. Иваницкая, В.И. Осложнения лучевой терапии у онкологических больных / В.И. Иваницкая, В.А. Кисличенко, И.Г. Геринштейн Киев: Здоровье, 1989. - 184 с.

45. Иванов, А.И. / А.И. Иванов, Б.А. Чухловин П Гигиена труда и биологическое действие электромагнитных волн радиочастот. М.: Изд. Ин-та гигиены труда и проф. забол, 1968. С.62-63.

46. Иванов, С.Д. Состояние ДНК и мембранные свойства лейкоцитов крови какиндикатор лучевого поражения / С.Д. Иванов, JI.B. Николаевская, В.Е. Комар // Медицинская Радиология и Радиационная Безопасность. 1994. - Т. 39. - № 1. -С. 50-52.

47. Ильина, С.А., Применение мм излучения низкой интенсивности в биологии и медицине / С.А. Ильина, И.Г. Плотников, З.С. Чернов // Сб. (Под ред. Н.Д. Девяткова). М.: ИРЭ РАН СССР. - 1985. - С.72-179.

48. Импульсно-периодический источник рентгеновского излучения / К.П. Артемов, А.А. Ельчанинов, О.П. Кутенков, В.В. Ростов, И.Ю. Турчановский // Приборы и техника эксперимента. 2004. - № 5. - С. 67-68.

49. Кадука, Е.Г. Онкологическая заболеваемость при действии малых доз ионизирующих излучений / Е.Г. Кадука // Радиационная гигиена. 1990.С. 6570.

50. Каркищенко Н.Н. Лабораторные животные / Н.Н. Каркищенко // Москва, 2003. -220 с.

51. Карташев, А.Г. Основы электромагнитной экологии: Учебное пособие / А.Г. Карташев, М.А. Большаков. Томск: Томский государственный университет, 2005.-206 с.

52. Кетлинский, С.А. Цитокины мононуклеарных фагоцитов в регуляции реакции воспаления и иммунитета / С.А. Кетлинский, Н.М. Калинина // Иммунология. -1995.-№3.-С. 30-44.

53. Корогодин, В.И. Концепция радиационного риска./ В.И. Корогодин // Рукопись, представленная в Комитете по экологии Верховного Совета СССР. 27 июля, 1990.-40 с.

54. Косова, И.П. Состояние иммунологической реактивности мышей при микроволновых воздействиях / И.П. Косова, В.И. Дорогун // Гигиеническая оценка и биологическое действие прерывистых микроволновых облучений. М. : 1984.-С. 93-96.

55. Котеров, А. Н. Заклинаия о нестабильности генома после облучения в малыхдозах / А.Н. Котеров // Медицинская Радиология и Радиационная Безопасность. -2004. Т. 49. - № 4. - С. 55-72.

56. Красавин, Е.А. Проблема ОБЭ и репарация ДНК / Е.А. Красавин. М. : Энергоатомиздат, 1989. - 192 с.

57. Кудряшов Ю.Б. Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) / Ю.Б. Кудряшов; под ред. В.К. Мазурика, М.Ф. Ломанова. М. : ФИЗМАЛИТ, 2004. -448 с.

58. Кудряшов, Ю.Б. Основные принципы в радиобиологии / Ю.Б. Кудряшов / / Радиационная Биология. Радиоэкология. 2001. -Т. 41. -№ 5. - С. 531-547.

59. Кузин, A.M. Прикладная радиобиология / AM. Кузин, Д.А. Каушанский. М. : Энергоатомиздат, 1981. - 223 с.

60. Ландсберг, Г.С. Элементарный учебник физики: в 3 т. / Г.С. Ландсберг. М. : ФИЗМАЛИТ, 2000. - Т. 3. - 656 с.

61. Ллойд, Д. Хромосомные аберрации лимфоцитов человека и малые дозы радиации / Д. Ллойд. Информационный Бюллетень «Биологические эффекты малых доз радиации», 10-12 июня. Минск, 2001. - № 3. - С. 8-9.

62. Лоренц, К. Оборотная сторона зеркала / К. Лоренц. М.: Изд-во Республика, 1998.-493 с.

63. Мазурик, В.К. О некоторых молекулярных механизмах основных радиобиологических последствий действия ионизирующих излучений на организм млекопитающих / В.К. Мазурик, В.Ф. Михайлов // Радиационная Биология. Радиоэкология. 1999. - Т. 39. - № 1. - С. 89-96.

64. Маянский, Д.Н. Активация макрофагов / Д.Н. Маянский, Д.Д. Цырендоржиев // Успехи Современной Биологии. 1990. Т. 109. - В. 3. - С. 352-368.

65. Маянский, А.Н. Очерки о нейтрофиле и макрофаге / А.Н. Маянский, Д.Н. Маянский. Новосибирск: Наука, 1989. - 256 с.

66. Методические особенности ПЦР-анализа гена р53 в ДНК плазмы и клеток крови онкологических больных / А.Э. Бартновский, А.С. Белохвостов, А.А. Абрамов, Ф.А. Лихин // Биохимия. 2003. -№11.- С.19-23.

67. Механизмы биофизического действия микроволн / Э.Ш. Исмаилов, Д.Г. Хачиров, Г.Э. Исмаилова, Ю.Б. Кудряшов // Радиационная Биология Радиоэкология. 1998. - Т. 38. -№ 6. - С. 920-922.

68. Москалев, Ю.И. Канцерогенное действие ионизирующего излучения в малых дозах / Ю.И. Москалев, В.Н. Стрельцова // Медицинская Радиология. 1986. - Т. 31. -№ 5. - С. 63-71.

69. Мухин, К.К. Введение в ядерную физику / К.К. Мухин. М. : Атомиздат, 1965. -720 с.

70. Некоторые аспекты биологического действия малых доз радиации / В.Я. Готлиб, И.И. Пелевина, Е.Ф. Конопля, А.А. Альферович, А.А. Конрадов // Радиобиология. 1991. - Т. 31. - В. З.-С. 318-325.

71. Нетермальные эффекты наносекундных микроволновых импульсов на трансэпителиальный транспорт натрия / Н.Д. Девятков, З.С. Чернов, О.В. Бецкий, Т.А. Носкова, А.В. Путвинский // Биофизика. 1982. - Т. 28. - Вып. 3. -С.552-554.

72. Нефедов, И.Ю. Актуальные аспекты проблемы генетических последствий облучения млекопитающих (Обзор литературы) / И.Ю. Нефедов, И.Ю. Нефедова, Г.Ф. Палыга // Радиационная Биология. Радиоэкология. 2002. - Т. 40.-С. 358-372.

73. Новые аспекты закономерностей действия низкоинтенсивного облучения в малых дозах / Е.Б. Бурлакова, А.Н. Голощапов, Г.П. Жижина, А.А. Конрадов // Радиационая Биология. Радиоэкология. 1999. - Т. 39. - № 1. - С. 26-34.

74. О влиянии ЭМИ дециметрового диапазона на морфогенез дрозофил / М.А. Большаков, Е.В. Евдокимов, О.В. Миненко, Г.Ф. Плеханов // Радиационная Биология. Радиоэкология. 1996. - Т. 36. - В. 5. - С. 676-680.

75. Полякова, Н.В. Воздействие у-радиации разной мощности на процессыперекисного окисления липидов в тканях мышей / Н.В. Полякова, Л.Н. Шишкина //Радиационная Биология. Радиоэкология. 1995. - Т. 35. - В. 2. - С. 181-188.

76. Попов, JI.C. Генетически программированная смерть клеток (апоптоз) / JI.C. Попов, Л.И. Корочкин // Генетика. 2004. - Т. 40. - № 2. - С 149-66.

77. Пресман, А.С. Электромагнитный ток и живая природа / А.С. Пресман. М. : Наука, 1968.-288 с.

78. Проскуряков, С .Я. Некроз активная, управляемая форма программируемой клеточной гибели / С .Я. Проскуряков, В. Л. Габай, А.Г. Коноплянников // Биохимия. - 2002. - Т. 67. - С. 467-491.

79. Ровенский, Ю.А. Клеточные и молекулярные механизмы опухолевой инвазии / Ю.А. Ровенский // Биохимия. 1998. - Т. 63. - № 9. - С. 1204-1221.

80. Савин, Б.М. Влияние радиоволновых излучений на ЦНС / Б.М. Савин, М.Б. Рубцова // Биологическое действие ЭМИ. Итоги науки и техники. Сер. физ. чел. и жив. М.: ВИНИТИ, 1978.-Т. 22-С. 68-111.

81. Самуилов, В.Д. Биохимия программируемой клеточной смерти (апоптоза) у животных / В.Д. Самуилов // Соросовский Образовательный Журнал. 2001 - Т. 7. -№ 10.-С. 18-25.

82. Санежский, И.И. Кинетика химических модификаций радиационных превращений ДНК в многокомпанентных системах. Аналитический обзор / И.И. Санежский, Е.Л. Лозовская // Радиобиология. 1992. - Т. 32. - В. 2. - С. 172-179.

83. Семин, Ю.А. / Ю.А. Семин, Л.К. Шварцбург, Б.В. Дубовик // Радиационная Биология. Радиоэкология. 1995. - Т. 35. - В. 1. - С. 36-41.

84. Сирота, Н.П. Исследование поврежденности ДНК в единичных клетках млекопитающих / Н.П. Сирота, А.Я. Подлуцкий, А.И. Газиев // Радиобиология. -1991.-Т. 31.-В. 5.-С. 722-727.

85. Скулачев, В.П. Кислород в живой клетке: добро и зло / В.П. Скулачев // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. - № 3. - С. 4-10.

86. Скулачев, В.П. Явления запрограммированной смерти. Митохондрии, клетки иорганы: роль активных форм кислорода / В.П. Скулачев // Соросовский Образовательный Журнал. 2001 - Т. 7. - № 6, С.4-10.

87. Спитковский, Д.М. Концепция эффектов низких доз ионизирующего излучения на клетки и их возможное использование при интепритации медико-биологических последствий / Д.М. Спитковский // Радиобиология. 1992. - Т. 32.-№.3.-С. 382-401.

88. Стручков В.А., ДНК-связывающие липиды: состав и возможные функции / В.А.Стручков, Н.Б. Стражевская//Биохимия. 1993. - В. 58. - С.1154-1175.

89. Узденский, А.Б. О биологическом действии сверхнизкочастотных магнитных полей: резонансные механизмы и их реализация в клетке / А.Б. Узденский // Биофизика. 2000. - Т. 45. - В. 5. - С. 888-893.

90. Фильченков А.А. Каспазы: регуляторы апоптоза и других клеточных функций / А.А. Фильченков // Биохимия. 2003. - Т. 68. - В. 4. - С. 453-466.

91. Холодов, Ю.А. Неспецифическая реакция нервной системы на неионизирующие излучения / Ю.А. Холодов // Радиационная Биология. Радиоэкология. 1998. - Т. 38. -№ 1.-С. 121-124.

92. Холодов, Ю.А. Реакции нервной системы на электромагнитные поля / Ю.А. Холодов. М.: Наука, 1975, 207 с.

93. Холодов, Ю.А. Реакции нервной системы человека на электромагнитные поля / Ю.А. Холодов, Н.Н. Лебедева. -М.: Наука, 1992. 136 с.

94. Чердынцева, Н.В. Механизмы терапевтического действия саназола / Н.В. Чердынцева, И.А. Щепеткин, И.В. Кондакова // Сибирский Онкологический Журнал. 2003. - № 4. - С. 36-43.

95. Чиркин, А.А. Практикум по биохимии: Учеб. Пособие. / А.А. Чиркин. Мн. :

96. Новое знание, 2002. 512 с.

97. Шандала, М.Г. Влияние микроволнового излучения на некоторые показатели клеточного иммунитета в условиях хронического действия / М.Г. Шандала, В.И. Виноградов, М.И. Руднев // Радиобиология. 1983. - № 4. - С.544-546.

98. Шарпатый, В.А. Радиационная модификация сахарного фрагмента в ДНК: образование разрывов, изменение конформации полимера, передача повреждения на основание / В.А. Шарпатый // Радиобиология 1992. - Т.32. -В. 2. - С.180-193.

99. Шкуратов, Д.Ю. Влияние электромагнитных излучений на раннее развитие морского ежа Strongylocentrotus intermedins / Д.Ю. Шкуратов, С.Д. Кашенко, Ю.В. Щепин // Биология моря. 1998. - Т. 24. - № 4. - С. 236-239.

100. Шкуратов, Д.Ю. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения и СВЧ электромагнитных полей на ранние стадии развития морского ежа / Д.Ю. Шандала // Биофизика. 1998. - Т. 43. - В. 6. - С. 1097-1100.

101. Эйди, У.Р. Частотные и энергетические окна при воздействии слабых электромагнитных полей на живую ткань / У.Р. Эйди // ТИИЭР. 1980. - Т. 68. -№ 1.-С. 140-148.

102. Электромагнитная безопасность человека. Спрвочно-информационно издание. Российский национальный комитет по защите от неионизирующего излучения / Ю.Г. Григорьев, B.C. Степанов, О.А. Григорьев, А.В. Меркулов. 1999. - 148 с.

103. Эффект слабых магнитных полей на способность различных белков и полиаминовых кислот образовывать комплексы с ДНК / В.В. Новиков, В.В. Кувичкин, Н.И. Новикова, Е.Е. Фесенко // Биофизика. 2000. - Т. 45. - В. 2. - С. 240-244.

104. Яблоков, А.В. Миф о безопасности малых доз радиации: Атомная мифология / А.В. Яблоков. М. : Центр экологической политики России, ООО «Проект-Ф», 2002. - 145 с.

105. Яблоков, А.В. Некоторые проблемы экологии и радиационной безопасности / А.В. Яблоков // Медицинская Радиология и Радиационная Безопасность. 1998. -Т. 43. -№ 1.-С. 24-29.

106. Ярилин, А. А. Действие ионизирующей радиации на лимфоциты (повреждающий и активирующий эффекты) / А.А. Ярилин // Иммунология. 1985. - № 5. - С. 5

107. Ярилин, А.А. Радиация и иммунитет. Вмешательство ионизирующих излучений в ключевые иммунные процессы / А.А. Ярилин // Радиационная Биология. Радиоэкология. 1999.-Т. 39. -№ 1.-С. 181-189.

108. Ярмоненко, С.П. Радиобиология человека и животных / С.П. Ярмоненко, А.А. Вайнсон. М. : Высшая школа, 2004. - 424 с.

109. A DNA damage signal is required for p53 to activate gadd451 / G. Xiao, A. Chicas, M. Olivier, Y. Taya, S. Tyagi, F.R. Kramer, J. Bargonetti // Cancer Research. 2000. -Vol. 60.-P. 1711-1719.

110. Adey, W.R. Frequency and power windowring in tissue interaction with weak electromagnetic fields / W.R. Adey // Proc IEEE. 1980. - Vol. 68. - P. 119-125.

111. Adey, W.R. Tissue interaction with nonionising electromagnetic fields / W.R. Adey // Phys. Rew. 1981 - Vol. 61. - No. 2. - P. 435-514.

112. Ahsan, H. Oxygen free radicals and systemic autoimmunity / H. Ahsan, A. Ali, R. Ali //Clin. Exp. Immunol.-2003.-Vol. 131.-No. 3.-P. 398-404.

113. Apoptosis from signaling pathways to therapeutic tools / S. Delhalle, A. Duvoix, M. Schnekenburger, F. Morceau, M. Dicato, M. Diederich / Ann. N. Y. Acad. Sci. 2003. -Vol. 1010.-P. 1-4.

114. Bates, S. Mechanisms of p53-mediated apoptosis / S. Bates, K.H. Vousden // Cellular and molecular life sciences. 1999. - Vol. 55. - P. 28-37.

115. Bonner, W.M. Low-dose radiation: thresholds, bystander effects, and adaptive responses / W.M. Bonner // PNAS. 2003. - Vol. 100. - P. 4973-4975.

116. Chen, Z. Enhancement of radiation-induced apoptosis by preirradiation with low-dose X-ray in human leukemia MOLT-4 cell / Z. Chen, K. Sakai / J. Radiat. Res. 2004.1. Vol. 45.-P. 239-243.

117. Chronic exposure of cancerprone mice to low-level 2450 MHz radiofrequency / M.R. Frei, R.E. Berger, S.J. Dusch, V. Guel, J.R. Jauchem, J.H. Merritt, M.A. Stedham // Biolectromagnetics. 1998. - Vol. 19. - P. 20-31.

118. Clustered DNA damages induced in isolated DNA and human cells by low doses of ionizing radiation / B.M. Sutherland, P.V. Bennet, O. Sidorkina, J. Laval / PNAS. -2000.-Vol. 97.-No. l.-P. 103-108.

119. Cohen, B.L. Cancer risk from low-level radiation / B.L. Cohen // AJR. 2002. - Vol. 179.-P. 1137-1143.

120. Delivery of systemic chemotherapeutic agent to tumors by using focused ultrasound: study in a murine model / E.L. Yuh, S.G. Shulman, S.A. Mehta, J. Xie, L. Chen, V. Frenkel, M.D. Bednarski, K.C.P. Li // Radiology. 2005. - Vol. 234. - P. 431-437.

121. Dewey, W.C. Radiation-induced apoptosis: relevance to radiotherapy / W.C. Dewey, C.C. Ling, R.E. Meyn // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 1995. - Vol. 33. - No. 4. -P. 781-796.

122. Differential responses of stress genes to low dose-rate y-irradiation / S.A. Amundson, R.A. Lee, C.A. Koch-Paiz, M.L. Bittner, P. Meltzer, J.M. Trent, A.J. Fornace, Jr / Mol. Cancer Res. 2003. -Vol. l.-P. 445-452.

123. Dose-dependent inhibition of ultrasound-induced cell killing and free radical production by carbon dioxide / L.B. Feril, T. Kondo, R. Ogawa, Q.-L. Zhao // Ultrasonics Sonochemistry. 2003. - Vol. 10. - P. 81-84.

124. Effect of x-ray irradiation on lipid peroxide levels in the rat submandibular gland / M. Nishi, H. Takashima, T. Oka, N. Ohishi, K. Yagi / Journal of Dental Research. 1986. -Vol. 65.-P. 1028-1029.

125. Effects of antioxidants on X-ray- or hyperthermia-induced apoptosis in human lymphoma U937 cells / Z.-G. Cui, T. Kondo, L.B. Feril, K. Waki, O. Inanami, M. Kuwabara // Apoptosis. 2004. - Vol. 9. - No. 6. - P. 757-763.

126. Effects of energy-matched pulsed and continuous ultrasound on tumor growth in mice / L. Sicard-Rosenbaum, J.Y. Danof, J.A. Guthrie, M.A. Eckhaus // Physical Therapy. -1998.-Vol. 78.-No. 3. P. 271-277.

127. Elevation of glutathione induced by low-dose gamma rays and its involvement in increased natural killer activity / S. Kojima, H. Ishida, M. Takahashi, K. Yamaoka // Radiat. Res.-2002.-Vol. 157.- No. 3.-P. 275-280.

128. Elia, M.C. Influence of chromatin structure on the induction of DNA double strand breaks by ionizing radiation / M.C. Elia, M.O. Bradley / Cancer Res. 1992. - Vol. 52.-No. 6.-P. 1580-1586.

129. Enhancemcent of ultrasound-mediated gene transfection by membrane modification / T. Nozaki, R Ogawa, L.B. Feril, G. Kagyia, H. Fuse, T. Kondo // J. Gene Med. 2003. -Vol.-5.-P. 1046-1055.

130. Enhancement of hyperthermia-induced apoptosis by non-thermal effects of ultrasound / L.B. Feril, T. Kondo, Q.-L. Zhao, R. Ogawa // Cancer Letters. 2002. - Vol. 178. -P. 63-70.

131. Enhancement of ultrasound-induced apoptosis and cell lysis by echo-contrast agents / L.B. Feril, T. Kondo, Q.-L. Zhao, R. Ogawa, K. Tachibana, N. Kudo, S. Fujimoto, S Nakamura // Ultrasound in Med. and Biol. 2003. - Vol. 29. - P. 331-337.

132. Evasion of early cellular response mechanisms following low level radiation-induced DNA damage / S J. Collis, J.M. Schwaninger, A.J. Ntambi, T.W. Keller, W.G. Nelson, L.E. Dillehay, T.L. DeWeese / J. Biol. Chem. 2004. Vol. 279. - P. 54731-54741.

133. Expression and radiation-induced phosphorylation of histone H-2AX in mammalian cells / K. Yoshida, S.-H. Yoshida, C. Shimoda, T. Morita / J. Radiat. Res. 2003. -Vol. 44.-P. 47-51.

134. Feril, L.B. Biological effects of low intensity therapeutic ultrasound in vitro: the potentials for therapy and the implications on safety of diagnostic ultrasound / L.B. Feril, T. Kondo // Int. Congress Series. 2004. - Vol. 1274. - P. 133-140.

135. Frankenberg-Schwager, M. Induction, repair and biological relevance of radiation-induced lesion in the DNA of eukaryotic cells / M. Frankenberg-Schwager // Int. J. Radiat. Biol. -1991.- Vol. 59. No. 2. - P.559-560.

136. Frey A.H. Evolution and results of biological research with low-intensity nonionising radiation / A.H. Frey // Low-intensity nonionising radiation. 1985. - P.145-157.

137. Frey, A.H. Dophamine receptors and microwave irradiation / A.H. Frey, L.S. Welser // J. Bioelect. 1983. - Vol. 2. - No. 2-3. - P. 145-157.

138. Frey, A.H. Human auditory system response to modulated electromagnetic energy / A.H. Frey // J. Appl. Physiol. 1962. - Vol. 17. - P. 689-692.

139. Frey, A.H. Pulse modulated UHF energy illumination of the heart associated with change in heart rate / A.H. Frey, E. Seifert // Life Scientific. 1968. - Vol. 7. - P. 505512.

140. Frolich, H. Coherent electric vibration in byological systems and cancer problem / H. Frolich // EEE Trans, Microwave Theory Technic. 1978. - V. 26. - P. 4211-4215.

141. Fukuda, S. Frequency dependence of free radical formation by ultrasound in the presence of different rate gases / S. Fukuda, R. Ogawa, T. Kondo // Jpn. J. Appl. Phys. 2001. - Vol. 40. - P. 3493-3494.

142. Gandhi, O.P. Numetrical methods for specific absorbtion rate calculations / O.P. Gandhi // Biol. Eff. Med. Appl. Electrom. En. 1990. - P. 113-140.

143. Goodman, P.A. Role of tyrosine kinases in induction of the c-jun proto-oncogene in irradiated B-lineage lymphoid cells / P.A. Goodman, L.B. Niehoff, F.M. Uskun // J. Biol. Chem. 1998. - Vol. 273. - No. 28. - P. 17742-17748.

144. Gregg, E.C. Effect of low dose rate radiation on cell growth kinetics / E.C. Gregg, T.M. Yau, S.C. Kim / Biophys. J. 1979. - Vol. 28.-P. 81-91.

145. Hampton, M.B. Redox regulation of the caspases during apoptosis / M.B. Hampton, B. Fadeel, S. Orrenius // Ann. N. Y. Acad. Sci. 1998. Vol. 854. - P. 328-335.

146. Hendry, J. H. Radiation-induced apoptosis and its role in tissue response / J. Hendry // International Congress Series. 2002. - Vol. 1236. - P. 415-421.

147. Henglein, A. Chemical reaction by pulsed ultrasound: memory effects in the formation of N03" and N02" in aerated water / A. Henglein, M. Gutierrez // Int. J. Radiat. Biol. -1986. Vol. 5. - No. 3. - P. 527-533.

148. Ianzini, F. Delayed DNA dmage associated with mitotic catastrophe following X-irradiation of HeLa S3 cells / F. Ianzini, M.A. Mackey / Mutagenesis. 1998. - Vol. 13.-P. 337-344.

149. In vitro effects of high-energy pulsed ultrasound on human squamous cell carcinoma cells / H. Iro, T. Feigl, J. Zenk, F. Waldfahrer // Eur. Arch. Otorhinolaryngol. 1996. -Vol. 253.-No. 1-2.-P. 11-16.

150. Interphase chromosome locus displacement induced by low-doses of radiation / D.M. Spitkovsky, I.V. Kuzmina, A.S. Makarenkov // Radiats. Biol. Radioecol. 2002. -Vol. 42. -No. 6. - P. 604-607.

151. Ionizing radiation regulates expression of the c-jun protooncogene / M.L. Sherman, R.Datta, D.E. Hallahan, R.R, Weichselbaum, D.W. Kufe / Proc. Natl. Acad. Sci. -1990. Vol. 87, P. 5663-5666.

152. Ionizing radiation-induced apoptosis in ataxia-telangiectasia fibroblasts / Y. Zhang, A. Dimtchev, A. Dritschilo, M. Jung / J. Biol. Chem. 2001. - Vol. 276. - No. 31. - P. 28842-28848.

153. Ionizing radiation-induced apoptosis via separate Pms2- and p53-dependent pathways / M. Zeng, L. Narayanan, X.S. Xu, T.A. Prolla, R.M. Liskay, P.M. Glazer / Cancer Res. 2000. - Vol. 60. - P. 4889-4893.

154. Ionizing radiation-induced, mitochondria-dependent generation of reactive oxygen/nitrogen / J.K. Leach, G.V. Tuyle, P.-S. Lin, R. Schmidt-Ullrich, R.B. Mikkelsen//Cancer Res.-2001.-Vol. 61.-P. 3894-3901.

155. Jackson, S.P. Sensing and repairing DNA double-strand breaks / S.P. Jackson // Carcinogenesis. 2002. - Vol. 23. - No. 5. - P. 687-696.

156. Jackson, R.C. Computer models of anticancer drug interaction / R.C. Jackson and K.R. Harrap // Pharmacol. Ther. 1979. - 4(2). - P. 245-80.

157. Jasty, R. Role of p53 in the regulation of irradiation-induced apoptosis in neuroblastoma cells / R. Jasty, J. Lu, T. Irwin // Mol. Genet. Metab. 1998. - Vol. 65. -No. 2. — P.155-164.

158. Kacinski, B.M. Apoptosis and cutaneous T-cell lymphoma / B.M. Kacinski, M. Flick // Ann. N. Y. Acad. Sci. -2001.-Vol. 941.-P. 194-199.

159. Kesar, T. Effect of frequency and pulse duration on human muscle fatigue during repetitive electrical stimulation / T. Kesar, S. Binder-Macleod // Exp. Physiol. 2006. -Vol. 91.-P. 967-976.

160. Kiani, M.F. Oxygen delivery in irradiated normal tissue / M.F. Kiani, R. Ansari, M.W. Gaber / J. Radiat. Res. 2004. - Vol. 44. - P. 15-21.

161. Kojima, S. Low dose X-ray activate immune functions via induction of glutathione and delay tumor growth / S. Kojima, K. Nakayama, H. Ishida // J. Radiat. Res. 2004. -Vol. 45.-P. 33-39.

162. Kondo, T. Effect of intensity of 1.2 MHz ultrasound on change in DNA synthesis of irradiated mouse L cells / T. Kondo, G. Yoshii // Ultrasound Med. Biol. 1985. - Vol. 11.- No. l.-P. 113-119.

163. Kramer, J.F. Ultrasound: evaluation of its mechanical and thermal effects / J.F. Kramer

164. Arch. Phys. Med. 1984. - Vol. 65. - P.223-227.

165. Kuwabara, M. Induction of apoptosis through the activation of sapk/jnk followed by the expression of death receptor fas in X-irradiated cells / M. Kuwabara, K. Takahashi, O. Inanami / J. Radiat. Res. 2003. - Vol. 44. - P. 203-209.

166. Lee, J.M. P53 mutations increase resistance to ionizing radiation / J.M. Lee, A. Bernstein // Proc. Natl. Acad. Sci. 1993. - Vol. 90. - P.5742-5746.

167. Lejbkowicz, F. Distinct sensitivity of normal and malignant cells to ultrasound in vitro / F. Lejbkowicz, S. Salzberg // Environ. Health Perspect. 1997. - Vol. 105. - No. 6. -P. 1575-1578.

168. Lejbkowicz, F. The response of normal and malignant cells to ultrasound in vitro / F. Lejbkowicz, M. Zwiran, S. Salzberg // Ultrasound Med. Biol. 1993. - Vol. 19. - P. 75-82.

169. Lipton S.A. Review: excitotoxicity, free radicals, necrosis, and apoptosis / S.A. Lipton, P. Nicotera // Neuroscientist. 1998. - Vol. 4. - P. 345-352.

170. Low-dose radiation hypersensitivity is associated with p53-dependent apoptosis / L. Enns, K.T. Bogen, J. Wizniak, A.D. Murtha, M. Weinfeld // Mol. Cancer Res. 2004. -Vol. 2.-P. 557-566.

171. Lowe, S.W. Apoptosis in cancer / S.W. Lowe, A.W. Lin // Carcinogenesis. 2000. -Vol. 21. - No. 3. - P. 485-495.

172. Luckey, T.D. Hormesis with ionizing radiation / T.D. Luckey // Boca Raton. USA.: CRC Press, 1980.-222 p.

173. Luckey, T.D. Radiaton Hormesis / T.D. Luckey // Boca Raton. USA.: CRC Press, 1991.-222 p.

174. Lymphomas in E|x-Piml transgenic mice exposed to pulsed 900 MHz electromagnetic fields / M.H. Repacholi, A. Basten, V. Gebski, D. Noonan, J. Finnie, A.W. Harris // Radiat. Res. 1997. - Vol. 147. P. 631-640.

175. Maki, C.G. Ubiquitination of p53 and p21 is differentially affected by ionizing and UV radiation / C.G. Maki, P.M. Howley // Mol. Cell. Biol. 1997. - Vol. 17. - No. 1. - P. 355-363.

176. Makino, K. Chemical effects of ultrasound on aqueos solutions. Formation of hydroxyl radicals and hydrogen atom / K. Makino, M.M. Mossoba, P. Riesz // J. Phys. Chem. -1983.-P. 1369-1377.

177. Miyato, K. Apoptosis of human melanoma cells by a combination of lonidamine and radiation / Y. Miyato, K. Ando / J. Radiat. Res. 2004. - № 45. - P. 189-194.

178. Morgan, S.E. Dissociation of radiation-induced phosphorylation of replication protein A from the S-phase checkpoint / S.E. Morgan, M.B. Kastan // Cancer Res. 1997. -Vol. 57.-P. 3386-3389.

179. Narang, H. Mitogen-activated protein kinases: specificity of response to dose of ionizing radiation in liver / H. Narang, M. Krishna // J. Radiat. Res. 2004. - Vol. 45. -No. 2.-P. 213-220.

180. Nyborg, W.L. Mechanisms of ultrasound / W.L. Nyborg, C. Livivgstone / Biological effects of ultrasound. 1985. - P. 23-36.

181. Olivieri, G. Adaptive response of human lymphocytes to low concentrations of radioactive thymidine / G. Olivieri, J. Bodycote, S. Wolff // Science. 1984. - Vol. 223.-P. 594-597. .

182. Р53 accumulation in various organs of rats after whole-body exposure to y-irradiation / X. Wang, H. Matsumoto, K. Okaichi, T. Ohnishi // Anticancer Res. 1996. - Vol. 16. -No. 4a.-P. 1671-1674.

183. P53 gene mutations in radiation-induced thyroid cancer / L. Fogelfeld, Т.К. Bauer, A.B. Schneider, J.E. Swartz, R. Zitman / J. Clin. Endocrinol. Metab. 1996. - Vol. 81. -No. 8.-P. 3039-3044.

184. Painter, R.B. DNA damage and repair in eukaryotic cells / R.B. Painter / Symposium on Radiation Genetics: XI International Congress of Genetics, September. 1974. -Vol. 78.-P. 139-148.

185. Pan, H. Study of sonoporation dynamics affected by ultrasound duty cycle / H. Pan, Y. Zhou, O. Izadnegahdar, J. Cui, C.X. Deng // Ultrasound Med. Biol. 2005. - Vol. 31. -P. 849-856.

186. Pathways of DNA double-strand break repair during the Mammalian cell cycle / K. Rothkamm, I. Kruger, L.H. Thompson, Markus Lobrich / Mol. Cell. Biol. 2003. -Vol. 23.-No. 16.-P. 5706-5715.

187. Physical parameters affecting ultrasound/microbubble-mediated gene delivery efficiency in vitro / A. Rahim, S.L. Taylor, N.L. Bush, G.R. T. Haar, J.C. Bamber, C.D. Porter // Ultrasound Med. and Biol. 2006. - Vol. 32. - P. 1269-1279.

188. Planel, H. Influence on cell proliferation of background radiation or exposure to very low chronic radiation / H. Planel, J.P. Soleihavoup, R. Taxidor // Health Physics. -1987.-Vol. 52.-№5.-P. 571-578.

189. Prasad, K.D. Health risks of low dose ionizing radiation in humans: A Review / K.D. Prasad, W.C. Cole, G.M. Hasse // Exp. Biol. Med. 2004. - Vol. 229. - P. 378-382.

190. Purification and characterization of a DNA-binding protein activated by ionizing radiation / B. Teale, S. Singh, K.K. Khanna, D. Findik, M.F. Lavin // J. Biol. Chem. -1992.-Vol. 267.-No. 15.-P. 10295-10601.

191. Radiation-induced apoptosis in peritoneal resident macrophages of C3H mice / Y. Kubota, S. Takahashi, H. Sato, K. Suetomi, S. Aizawa // J. Radiat. Res. 2004. - Vol. 45.-No. 2.-P. 205-211.

192. Radiation-induced apoptosis of Ewing's sarcoma cells: DNA fragmentation and proteolysis of poly(ADP-ribose) polymerase / V.A. Soldatenkov, S. Prasad, V. Notario, A. Dritschilo // Cancer Res. 2003. - Vol. 55. - P. 4240-4242.

193. Radiation-induced genomic rearrangements formed by nonhomologous end-joining of DNA double-strand breaks / K. Rothkamm, M. Kuhne, P.A. Jeggo, M. Lobrich // Cancer Res.-2001.-Vol. 61.-P. 3882-3893.

194. Reed, M. The C-terminal domain of p53 recognizes DNA damage by ionizing radiation / M. Reed, B. Woelker, P. Wang, Y. Wang, M.E. Anderson, P. Tegtmeyer // PNAS. 1995. - Vol. 92. - P. 9455-9459.

195. Reid, D.T. Toward attosecond pulses / D.T. Reid // Science. 2001. - Vol. 291. - P. 1911-1920.

196. Rief, N. Efficient rejoining of radiation-induced DNA double-strand breaks in centromeric DNA of human cells / N. Rief, M. Lobrich // The Journal of Biological Chemistry. 2002. - Vol. 277. - No. 23. - P. 20572-20582.

197. Riesz, P. Free radical formation induced by ultrasound and its biological implications / P. Riesz, T. Kondo // Free Radic. Biol. Med. 1992. - Vol. 13. - P. 247-270.

198. Role of intracellular calcium ions and reactive oxygen species in apoptosis induced by ultrasound H. Honda, T. Kondo, Q.-L. Zhao, L.B. Feril, H. Kitagawa // Ultrasound Med. Biol. 2004. - Vol. 30. - No. 5. - P. 683-692.

199. Rothkamm, K. Evidence for a lack of DNA double-strand break repair in human cells exposed to very low x-ray doses / K. Rothkamm, M. Lobrich // PNAS. 2003. - Vol. 100.-No. 9.-P. 5057-5062.

200. Sagan, L.A. Radiation hormesis: evidence for radiation stimulation and speculation regarding mechanisms / L.A. Sagan // Radiat. Phys. Chem. — 1991. Vol. 59. - No. 6. -P.l 127-1145.

201. Schwartz, J.L. Selective elimination of human lymphoid cells with unstable chromosome aberrations by p53-dependent apoptosis / J.L. Schwartz, R. Jordan // Carcinogenesis. 1997. Vol. 18. - P. 201-205.

202. Sheen, J.-H. Overexpression of c-Myc alters Gl/S arrest following ionizing radiation / J.-H. Sheen, R.B. Dickson / Mol. Cell. Biol. 2002. - Vol. 22. - No. 6. - P. 1819— 1833.

203. Singleton, B.K. Clustered DNA damage leads to complex genetic changes in irradiated human cells / B.K. Singleton, C.S. Griffin, J. Thacker / Cancer Research. 2002. -Vol. 62. - P. 6263-6269.

204. Sonochemically induced radicals generated by pulsed high-energy ultrasound in vitro and in vivo / J. Debus, J. Spoo, J. Jenne, P. Huber, P. Peschke // Ultrasound Med. Biol. 1999. - Vol. 25. - No. 2. - P. 301-306.

205. Suzuki, F. Cellular radiosensitivity and cell-type-specific activation of apoptosis signaling pathway / F. Suzuki, Y. Akimoto, K. Sasai, H. Yajima // Int. Congress Series. 2003. - Vol. 1259. - P. 233-237.

206. Suzuki, K. Recruitment of ATM protein to double strand DNA irradiated with ionizing radiation / K. Suzuki, S. Kodama, M. Watanabe // J. Biol. Chem. 1999. - Vol. 274. -No. 36.-P. 25571-25575.

207. Suzuki, N. Effect of low doses of whole body irradiation on spontaneous lung metastasis of NFSA2ALM1 mouse tumors / N. Suzuki, T. Mizukoshi // Radiat. Med. -1987. V. 5. - No. 6. - P. 212-214.

208. Szymczyk, K.H. Ionizing radiation sensitizes bone cells to apoptosis / K.H. Szymczyk, I.M. Shapiro, C.S. Adams//Bone. 2004. - Vol. 34.-No. l.-P. 148-156.

209. Takahashi, A. Pre-irradiation at low dose-rate Blunted p53 response / A. Takahashi / J. Radiat. Res. 2002. - Vol. 43. - P. 1-9.

210. The effects of power on-off durations of pulsed ultrasound on the destruction of cancer cells / H.Y. Fang, K.C. Tsai, W.H. Cheng, M.J. Shieh, P.J. Lou, W.L. Lin, W.S. Chen // Int. J. Hyperthermia. 2007. - Vol. 23. - P.371-380.

211. The p53 Network / M.L. Agarwal, W.R. Taylor, M.V. Chernov, O.B. Chernova, G.R. Stark // J. Biol. Chem. 1998. - Vol. 273. - P. 1-4.

212. Thornberry, N.A. Caspases: key mediators of apoptosis / N.A. Thornberry // Chem. Biol. 1998. - Vol. 5. - No. 5. - P. 97-103.

213. Transcription and activity of antioxidant enzymes after ionizing irradiation in radiation-resistant and radiation-sensitive mice / R. Hardmeier, H. Hoeger, S. Fang-Kircher, A. Khoschsorur, G. Lubec // PNAS. 1997. - Vol. 94. - P. 7572-7576.

214. Venugopalan, V. The thermodynamic response of soft biological tissues to pulsed ultraviolet laser irradiation / V. Venugopalan, N.S. Nishioka, B.B. Mikic // Biophys. J. 1995.-Vol. 69.- No. 4.-P. 1259-1271.

215. Vilenchik, M.M. Inverse radiation dose-rate effects on somatic and germ-line mutations and DNA damage rates / M.M. Vilenchik, A.G. Knudson // PNAS. 2000. -Vol. 97.-P. 5381-5386.

216. Wang, J. Repair of DNA and chromosome breaks in cells exposed to SR 4233 under hypoxia or to ionizing radiation / J. Wang, K.A. Biedermann, J.M. Brown // Cancer Res. 1992. - Vol. 52. - P. 4473-4477.

217. X-ray pulses approaching the attosecond frontier / M. Drescher, M. Hentschel, R. Kienberger, G. Tempea, C. Spielmann, G.A. Reider, P.B. Corkum, F. Krausz // Science. -2001.- Vol. 291. P. 1923-1929.

218. Xu, J. P53-mediated regulation of proliferating cell nuclear antigen expression in cells exposed to ionizing radiation / J. Xu, G.F. Morris // Mol. Cell. Biol. 1999. - Vol. 19. -No. l.-P. 12-20.

219. Yamagishi, N. Decrease in the frequency of X-ray-induced mutation by wild-type p53 protein in human osteosarcoma cells / N. Yamagishi, J. Miyakoshi, H. Takebe / Carcinogenesis. 1997. - Vol. 18. - No. 4. - P. 695-700.

220. Yu, H.S. Effects of low-dose radiation on tumor growth, erythrocyte immune function and SOD activity in tumor-bearing mice / H.S. Yu, A.Q. Song, Y.D. Lu // Chin. Med. J. (Engl).-2004.-Vol. 117.-No. 7.-P. 1036-1039.

221. Yu, Y. P53 is involved in but not required for ionizing radiation-induced caspase-3 activation and apoptosis in human lymphoblast cell lines / Y. Yu, J.B. Little // Cancer Res. 1998. - Vol. 58. - P. 4277-4281.

222. Zarnitsyn, V.G. Physical parameters influencing optimization ofultrasound-mediated DNA transfection / V.G. Zarnitsyn, M.R. Prausnitz // Ultrasound Med. Biol. 2004. -Vol. 30.-P. 527-538.

Информация о работе

Булдаков, Михаил Александрович
кандидата биологических наук
Томск, 2009
ВАК 03.00.13

Диссертация

Влияние импульсно-периодических неионизирующего и ионизирующего излучений на нормальные и опухолевые клетки - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы