Автореферат и диссертация по медицине (14.00.32) на тему:Цитогенетические изменения в лимфоцитах крови человека после воздействия ускоренными тяжелыми ионами, протонами и γ-излучением 60Со в низких дозах in vitro

На правах рукописи

РЕПИНА Людмила Александровна

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ЛИМФОЦИТАХ

КРОВИ ЧЕЛОВЕКА ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ УСКОРЕННЫМИ ТЯЖЕЛЫМИ ИОНАМИ, ПРОТОНАМИ И у-ИЗЛУЧЕНИЕМ 60Со В НИЗКИХ ДОЗАХ IN VITRO

14.00.32 — авиационная, космическая и морская медицина

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва — 2007

003160873

Работа выполнена в Государственном научном центре РФ -Институте медико-биологических проблем РАН

Научный руководитель:

доктор медицинских наук Федоренко Борис Сергеевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Нугис Владимир Юрьевич доктор медицинских наук Штемберг Андрей Сергеевич

Ведущая организация:

Институт общей генетики им Н И Вавилова РАН, г Москва

заседании диссертационного совета К 002 111.01 в Государственном научном центре РФ — Институте медико-биологических проблем РАН по адресу 123007, г Москва, Хорошевское шоссе, д 76а

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного научного центра РФ - Института медико-биологических проблем РАН

Защита диссертации состоится

на

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат биологических наук

И П Пономарева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Космическое излучение является одним из неблагоприятных факторов для организма космонавтов, значимость которого постоянно возрастает по мере увеличения дальности и длительности полетов Опасность радиационного воздействия ионизирующих излучений (ИИ) в низких дозах обусловлена увеличением рисков возникновения онкологических и наследственных заболеваний За время полетов космонавты подвергаются воздействию галактических космических лучей в небольших дозах с низкой интенсивностью, где наибольшую радиационную опасность представляют тяжелые заряженные частицы (ТЗЧ) Поэтому оценка биологического действия низких доз ТЗЧ с различными физическими характеристиками является важной для расчета рисков развития отдаленных генетических и канцерогенных последствий и нормирования предельно допустимых уровней воздействия ИИ на организм космонавтов Исследования излучений различного качества в низких дозах актуальны и для оценки рисков последствий облучения людей, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварий, и профессионалов, работающих с источниками ИИ в условиях повышенного радиационного фона

Дицентрики и центрические кольца признаны маркерами радиационного воздействия и служат для определения индивидуальной поглощенной дозы излучения В настоящее время широко используется метод анализа частоты аберраций хромосом нестабильного типа в лимфоцитах крови человека, основными преимуществами которого являются высокая чувствительность и низкий спонтанный уровень аберраций хромосом, позволяющие изучать закономерности лучевых повреждений и в области низких доз ИИ [ЕЮЗ, 1976, International Atomic Energy Agency, 2001, United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, 1988]

Другим фактором, оказывающим влияние на организм космонавтов во время космического полета, является невесомость, изучение которой становится наиболее актуальным в связи с увеличением длительности орбитальных и планируемых межпланетных космических полетов

Цель и задачи исследования. Целью работы являлось изучение влияния низких доз ТЗЧ, протонов и у-излучения 60Со на индукцию цитогенетических нарушений в лимфоцитах периферической крови человека т vitro, а также микрогравита-

1

ции на хромосомный аппарат клеток человека т vivo Поставленная цель определила решение следующих основных задач

1 Исследование спонтанного уровня хромосомных нарушений в лимфоцитах донорской крови человека

2 Установление характера зависимости доза-эффект на основании частоты дицентриков и центрических колец в лимфоцитах крови человека in vitro при действии низких доз ТЗЧ

3 Определение значений коэффициентов относительной биологической эффективности (ОБЭ) излучений различного качества

4 Изучение хромосомных нарушений в культуре лимфоцитов крови человека после однократного и фракционированного воздействия у-излучения 60Со в низких дозах

5 Анализ цитогенетических показателей лимфоцитов крови человека in vivo в модельном эксперименте "7-суточная «сухая» иммерсия"

Научная новизна. Впервые изучено влияние низких доз тяжелых заряженных частиц с энергиями 290, 400 и 500 МэВ/нуклон и линейными передачами энергий (ЛПЭ) 10,7, 70 и 200 кэВ/мкм на лимфоциты периферической крови человека т vitro Установлено, что облучение тяжелыми ионами даже в низких дозах приводит к значительному увеличению частоты различных видов хромосомных нарушений в лимфоцитах крови человека Проведенные цитогенетические исследования свидетельствуют о высокой биологической эффективности низких доз ТЗЧ по отношению к у-излучению 60Со Получена сравнительная оценка биологической эффективности фракционированного и однократного воздействия у-излучения 60Со по цитогенети-ческим изменениям лимфоцитов крови человека т vitro в низких дозах Выполнены уникальные исследования по изучению влияния моделируемой микрогравитации на хромосомный аппарат лимфоцитов крови человека in vivo в эксперименте "сухая" иммерсия

Научно-практическая значимость работы. Результаты исследований имеют существенное значение для космической медицины и прикладной радиобиологии, медицинской радиологии, прогнозирования последствий длительного облучения людей Анализ нестабильных хромосомных аберраций после воздействия низких

4

доз ИИ различного качества имеет фундаментальное значение для установления закономерностей их формирования в клетках человека Полученные данные могут быть использованы для обоснования обеспечения радиационной безопасности космонавтов при длительных и межпланетных полетах, предельно допустимых уровней облучения человека при воздействии ИИ с различными ЛПЭ, а также при ретроспективной оценке доз цитогенетическими методами Полученные результаты являются основой для оценки рисков отдаленных последствий воздействия радиации

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Влияние низких доз тяжелых заряженных частиц с высокими ЛПЭ на лимфоциты периферической крови человека in vitro вызывает образование большего количества аберраций хромосом на одну аберрантную клетку, чем при воздействии у-излучения

2 При действии ТЗЧ с высокими ЛПЭ (>70 кэВ/мкм) зависимость доза-эффект для частоты дицентриков и центрических колец носит линейный характер После облучения образцов крови ионами углерода с энергией 500 МэВ/нуклон и низкой ЛПЭ (10,7 кэВ/мкм) выявляется дозонезависимый участок в области доз 0,25-0,5 Гр

3 Результаты цитогенетических исследований свидетельствуют о высокой относительной биологической эффективности низких доз ускоренных заряженных частиц с высокими ЛПЭ в сравнении с у-излучением 60Со

4 Фракционированный характер воздействия низких доз у-излучения 60Со вызывает снижение частоты структурных повреждений хромосом в культуре лимфоцитов крови человека

5 Спонтанный уровень дицентриков и центрических колец у лиц, не имевших контакта с генотоксическими факторами, составляет 0,024±0,017 на 100 клеток

6 Пребывание человека в условиях 7-суточной «сухой» иммерсии не приводит к статистически значимым цитогенетическим изменениям в лимфоцитах крови человека

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы доложены и обсуждены на Российской конференции "Организм и окружающая среда жизнеобеспечение и защита человека в экстремальных условиях", Москва, 26-29 сентября 2000 г , Международной конференции "Проблемы радиационной

5

генетики на рубеже веков", Москва 20-24 ноября 2000 г, Международной конференции "Modern problems of radiobiology, radioecology and evolution", Дубна, 6-9 сентября, 2000 г, III Международной конференции "Генетические последствия чрезвычайных радиационных ситуаций" и семинаре "Перспективные проблемы космической радиобиологии применительно к длительным орбитальным и межпланетным пилотируемым полетам", Дубна, 4—7 октября 2005 г , на 4-ом Международном симпозиуме по радиационным исследованиям в космосе и 17-ом семинаре исследователей радиационной безопасности в космосе HACA, Москва—Санкт-Петербург, 5-9 июня 2006 г

По теме диссертации опубликовано 11 научных работ (из них 4 в реферируемых журналах) Диссертация апробирована на заседании секции «Космическая медицина» Ученого совета ГНЦ РФ - ИМБП РАН 12 сентября 2007г (протокол № 5)

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав (обзор литературы, материалы и методы, результаты проведенных исследований, обсуждение результатов), выводов, практических рекомендаций и списка литературы Диссертация содержит 134 машинописные страницы, 21 таблицу, 11 рисунков Список литературы включает 254 источника, из них 109 на русском и 145 на иностранном языках

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

Для проведения цитогенетического анализа хромосомных аберраций в лимфоцитах крови человека использовали венозную кровь доноров обоих полов в возрасте 20-40 лет в количестве 8-10 мл от каждого обследуемого

Облучение образцов крови ускоренными ионами углерода с энергией 500 МэВ/нуклон и ЛПЭ 10,7 кэВ/мкм (мощность дозы 0,04 Гр/мин) проводили на нуклотроне Объединенного института ядерных исследований (г Дубна) Диапазон доз составил 0-1,0 Гр Облучение плазмы крови ускоренными ионами углерода с энергией 290 МэВ/нуклон и ЛПЭ 70,0 кэВ/мкм, неона с энергией 400 МэВ/нуклон и ЛПЭ 70,0 кэВ/мкм, железа с энергией 500 МэВ/нуклон и ЛПЭ 200,0 кэВ/мкм проходило на нуклотроне "HIMAC" (Чибо, Япония) в дозах 0-1,0 Гр (мощность дозы 0,2-

0,5 Гр/мин) На синхрофазотроне Объединенного института ядерных исследований (г Дубна) облучали кровь протонами с энергией 1 ГэВ и ЛПЭ 0,22 кэВ/мкм в дозах от 0,05 до 0,75 Гр (мощность дозы 0,05 Гр/мин) Интенсивность пучка составляла 2x109 частиц/импульс На установке "Рокус-М" Объединенного института ядерных исследований (г Дубна) образцы крови подвергали однократному и фракционированному воздействию у-излучения 60Со (ЛПЭ 0,3 кэВ/мкм, мощность дозы 0,8 Гр/мин) Фракционированное облучение состояло из трех фракций с интервалом 2 часа Диапазон доз составил 0-1,0 Гр В эксперименте "сухая" иммерсия принимали участие здоровые мужчины в возрасте 23-29 лет, которые были разделены на 2 группы 6 испытуемых находились в условиях иммерсии в течение 7 суток без дополнительных воздействий (группа «Иммерсия»), 4 добровольца подвергались прямой стимуляции опорных зон стопы на фоне иммерсии (группа «Иммер-сия+Опора») Забор крови осуществлялся за 2-4 недели до начала эксперимента и через 1-3 суток после его окончания

Культивирование лимфоцитов и приготовление препаратов для цитогенетиче-ского анализа нестабильных аберраций хромосом проводили по стандартной методике [Снигирева Г П и др , 2003] От каждого обследуемого (17 доноров) анализировали в среднем по 500 метафаз Достоверность различий оценивалась при помощи точного критерия Фишера

Результаты исследований и их обсуждение

Цитогенетические изменения лимфоцитов крови человека in vitro после воздействия низких доз протонов и тяжелых заряженных частиц с различными ЛПЭ

Полученные данные цитогенетического анализа по доле аберрантных клеток и видам аберраций хромосом при воздействии низких доз протонов с энергией 1 ГэВ и ЛПЭ 0,22 кэВ/мкм показали, что с увеличением дозы излучения от 0,05 до 0,75 Гр частота дицентриков и центрических колец возрастала от 0,2 до 6,1 на 100 клеток (рис 1а), а частота ацентрических фрагментов — от 0,6 до 9,1 на 100 клеток при увеличении дозы от 0,10 до 0,75 Гр (рис 16) Частота аберраций хроматидною гипа не проявляла зависимости от дозы протонов и находилась в пределах 0,4-2.5 на 100 клеток (в контроле 0,7 на 100 клеток) Частоты аберраций хромосом нестабильного

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 Доза, Гр

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Доза, Гр

Рис. 1. Зависимость частоты дицентриков и центрических колец (а) и ацентржов (б) от дозы в лимфоцитах крови человека после облучения ускоренными ионами углерода с энергией 290 МэВ/нуклон и ЛПЭ 70 кэВ/мкм (1), неона с энергией 400 МэВ/нуклон и ЛПЭ 70 кэВ/мкм (2), железа с энергией 500 МэВ/нуклон и ППЭ 200 кэВ/мкм (3), углерода с энергией 500 МэВ/нуклон и ППЭ 10,7 кэВ/мкм (4), протонами с энергией 1 ГэВ и ЛПЭ 0,22 кэВ/мкм (5) и у-пучами 60Со (б)

типа в аберрантной клетке при воздействии протонов с энергией 1 ГэВ и у-излучения «Со имеют схожие значения (таблица 1) Однако уровни дицентриков и центрических колец в аберрантной клетке, возникающих при действии протонов 1 ГэВ, достоверно выше, чем при действии у-излучения

Оценка биологической эффективности протонов релятивистских энергий, проведенная с использованием калибровочной кривой для частоты дицентриков и центрических колец после облучения образцов крови у-излучением 60Со [Снигирева Г.П. и др, 2003] показала, что протоны с энергией 1 ГэВ достоверно более эффективны (р < 0,05). Коэффициенты ОБЭ протонов при частоте дицентриков и центрических колец 1,5; 3,0 и 6,0 на 100 клеток составили 1,4, 1,2 и 1,2, соответственно (таблица 2). Близкие значения коэффициентов ОБЭ (1,3-1,6) были получены другими авторами при облучении клеток китайского хомячка и лимфоцитов крови человека in vitro ионами гелия с энергией 4,6 ГэВ/нуклон и ЛПЭ 0,88 кэВ/мкм, а также протонами с энергией 9 ГэВ и ЛПЭ 0,28 кэВ/мкм [Герасименко В Н , 1987, Говорун Р.Д. и др, 1982]

Таблица 1. Частота нестабильных аберраций хромосомного типа в аберрантной клетке

Анализ доли аберрантных клеток и видов аберраций хромосом в культуре лимфоцитов крови доноров, облученных редкоинизирующими ускоренными ионами углерода с энергией 500 МэВ/нуклон и ЛПЭ 10,7 кэВ/мкм, показал высокую частоту аберраций обменного типа Частота дицентриков и центрических колец в культуре лимфоцитов в 1,2-2,2 раза превышала частоту парных ацентрических фрагментов в диапазоне низких доз 0,1-0,5 Гр Статистически значимым оказалось увеличение в 2-2,5 раза маркеров радиационного воздействия у всех обследуемых в интервале доз от 0,05 до 0,25 Гр в сравнении с у-излучением 60Со (р < 0,05) Однако для дицентриков и центрических колец в диапазоне доз 0,25-0,5 Гр выявлен дозонезависимый

Таблица 2. Коэффициенты ОБЭ протонов и тяжелых заряженных частиц, определенные по частоте дицентриков и центрических колец

Частота Частота дицентри-

Вид излу- Доза, аберраций в ков и центрических

чения Гр аберрантной клетке колец в аберрантной клетке

у-лучи 60Со 0,3 кэВ/мкм 0,3 0,6 1,0 1,07 1.09 1.10 0,21 0,34 0,49

0,05 1,05 0,16

0,10 1,00 0,37

протоны 0,22 кэВ/мкм 0,15 0,20 0,30 1,09 1,13 1,56 0,40 0,28 0,48

0,50 1,09 0,45

0,75 1,14 0,46

0,05 1,00 0,43

ионы 12С 10,7 кэВ/мкм 0,10 0,25 0,5 1,14 1,17 1,13 0,60 0,78 0,57

1,0 1,24 0,71

ионы |2С 70 кэВ/мкм 0,25 0,5 1,0 1,40 1,36 4,28 0,38 0,51 1,53

ионы 20Ые 70 кэВ/мкм 0,25 0,5 1,0 1,32 1,49 2,87 0,48 0,50 1,18

ионы 56Ре 200 кэВ/мкм 0,25 0,5 1,0 1,40 1,92 2,30 0,29 0,43 0,85

Вид и энергия излучения ЛПЭ, кэВ/мкм Коэффициенты регрессионной кривой ОБЭ при частоте дицентриков и центрических колец 1,5 на 100 клеток ОБЭ при частоте дицентриков и центрических колец 3,0 на 100 клеток ОБЭ при частоте дицентриков и центрических колец 6,0 на 100 клеток

с а Р

Протоны, 1 ГэВ 0,22 0,1 3,6 5,9 1,4 1,2 1,2

12С, 500 МэВ/нуклон 10,7 0,1 6,4 - 1,7 1,3 0,9

12С, 290 МэВ/нуклон 70,0 0,1 37,0 - 9,7 7,3 5,4

м№, 400 МэВ/нуклон 70,0 0,1 30,4 - 8,0 6,0 4,4

"Те, 500 МэВ/нуклон 200,0 0,1 12,6 - 3,3 2,5 1,8

участок, проявляющийся в снижении наклона кривой вплоть до 0,5 Гр (рис 2) Наличие плато или снижение наклона кривой зависимости доза-эффект для частоты дицентри-ков и центрических колец в интервале от 0,10 до 0,30 Гр при действии у-излучения наблюдали и другие исследователи [Luchnik N V and Sevankaev А V, 1976, Севанькаев А В , 1991, Завитаева ТА и др, 1984, Севанькаев А В и Лучник Н В , 1977] Сходные результаты были получены и на других биологических объектах [Гераськин С А , 1998, Заичкина СИ и др , 1992], а в области низких уровней радиации при изучении онкогенной трансформации линии мышиных фибробластов СЗН 10Т1/2 установлен аномальный характер дозовой зависимости [Hill CK et al, 1984] Следовательно, существуют на дозовой кривой участки, где выход аберраций не зависит от дозы ИИ, а кривая доза-эффект отражает особенности ответной реакции клеток на облучение в этом диапазоне Используя зависимость частоты дицен-триков и центрических колец от дозы у-излучения 60Со [Снигирева Г П и др , 2003], были определены значения коэффициентов ОБЭ ускоренных ионов 12С с энергией 500 МэВ/нуклон и ЛПЭ 10,7 кэВ/мкм Они составили 1,7, 1,3, 0,9 при частоте ди-центриков и центрических колец 1,5, 3,0 и 6,0 на 100 клеток, соответственно (таблица 2)

Результаты цитогенетического анализа аберраций хромосом нестабильного типа после однократного облучения лимфоцитов крови человека плотноионизи-рующими ускоренными ионами углерода с энергией 290 МэВ/нуклон и ЛПЭ 70 кэВ/мкм, неона с энергией 400 МэВ/нуклон и ЛПЭ 70 кэВ/мкм, железа с энергией 500 МэВ/нуклон и ЛПЭ 200 кэВ/мкм представлены в таблице 3

0,4 0,6 0,8 Доза, Гр

Рис. 2. Зависимость частоты дицентриков и центрических колец от дозы в объединенной по трем донорам группе после облучения крови ионами углерода с энергией 500 МэВ/нуклон и ЛПЭ 10,7 кэВ/мкм (1) и у-лучами 60 Со (2)

Таблица 3. Частота аберраций хромосом в лимфоцитах крови человека после облучения ускоренными ионами С, не, ре высоких энергии

Вид излучения и ЛПЭ Доза, Гр Число проанализированных клеток Аберрантные клетки, % Общее число аберраций хромосом, на 100 клеток Аберрации хромосомного типа, на 100 клеток Аберрации хрома-тидного типа, на 100 клеток

Парные фрагменты, точки, ацентрические кольца Дицен-трики и центрические кольца Всего

— 0 500 0,2±0,2 0,2±0,2 0,2±0,2 0 0,2±0,2 0

,2С, 70 кэВ/мкм 0,25 580 16,7±1,7 23,1±2,0 16,2±1,7 6,0±1,0 22,2±1,9 0,9±0,4

0,5 500 32,0±2,5 44,6±3,0 27,8±2,3 15,8±1,8 43,6±2,9 1,01:0,4

1,0 300 31,3±3,6 115,6±6,2 70,6±4,8 39,3±3,6 109,9±6,0 5,6±1,4

MNe, 70 кэВ/мкм 0,25 540 17,2±1,8 22,4±2,0 13,3±1,5 7,7±1,2 21,0±2,0 1,4±0,5

0,5 500 30,6±2,4 45,2±3,0 29,4±2,4 14,6±1,7 44,0±2,9 1,2±0,5

1,0 300 27,0±3,0 72,0±4,9 40,6±3,7 28,3±3,1 68,9±4,7 3,0±1,0

56Fe, 200 кэВ/мкм 0,25 500 14,0±1,7 18,6±1,9 14,0±1,7 4,0±0,9 18,0±1,8 0,6±0,3

0,5 500 17,8±1,9 39,2±2,4 22,6±2,1 6,6±],1 29,2±2,4 1,0*0,4

1,0 650 19,2±1,7 42,9±2,5 26,2±2,0 14,9±1,5 41,1±2,5 1,8±0,5

Наблюдался высокий выход аберраций обменного типа (дицентриков и центрических колец), которые проявляли линейную зависимость от дозы излучений при воздействии всех тяжелых ионов с высокими значениями ЛПЭ (рис 1а) Аналогичная зависимость от дозы ТЗЧ получена и для ацентрических фрагментов (рис 16) Результаты других экспериментов показывают, что для плотноионизирующих излучений с высокой ЛПЭ зависимость доза-эффект описывается линейной моделью [Ohara Н et al, 1998, Федоренко Б С и др, 1999, Chen DJ et al, 1991]

Данные по частоте нестабильных аберраций хромосомного типа в аберрантной клетке при воздействии ТЗЧ с высокими ЛПЭ показали, что воздействие у-лучами 60Со в дозах до 0,6 Гр приводит к образованию, в основном, не более одной аберрации в клетке (таблица 1) Напротив, при воздействии ТЗЧ с высокими ЛПЭ уже при дозе 0,25 Гр количество аберраций хромосом на клетку составило 1,32-1,40 и далее, с возрастанием дозы, продолжало повышаться, достигая значений 2,30- 4,28 для ионов 56Fe , 20Ne и 12С при облучении в дозе 1 Гр По мнению Durante М et al (2001), данные показатели можно использовать для оценки риска радиационной компоненты космического излучения с высокими ЛПЭ "Нагружен-ность" клеток дицентриками и центрическими кольцами в аберрантной клетке при облучении тяжелыми ионами также увеличивалась с возрастанием дозы ТЗЧ, дости-

гая при 1 Гр значений 1,53-1,18 (ионы углерода и неона) Максимальный эффект как по маркерам радиационного воздействия, так и по остальным цитогенетическим показателям наблюдался при воздействии низких доз ионов углерода с энергией 290 МэВ/нуклон и ЛПЭ 70 кэВ/мкм (рис 1 и 3)

Сравнительный анализ литературных материалов, характеризующих влияние низких доз у-излучения [Севанькаев А В , 1987], и наших данных по действию низких доз ТЗЧ на частоту хромосомных аберраций в лимфоцитах крови человека in vitro свидетельствует о значительно большей эффективности низких доз тяжелых ионов с высокими ЛПЭ Так, облучение образцов крови ускоренными ионами 12С, 20Ne, и 56Fe в дозе 0,25 Гр приводило к возрастанию частоты хромосомных аберраций в 4,4, 4,3 и 3,6 раз, соответственно, в сравнении с у-излучением в той же дозе

Используя зависимость частоты дицентриков и центрических колец от дозы у-излучения 60Со [Снигирева Г П и др , 2003], определены коэффициенты ОБЭ ускоренных ионов 12С, 20Ne и 56Fe (таблица 2) Наибольшая биологическая эффективность отмечена для ионов углерода с энергией 290 МэВ/нуклон и ЛПЭ 70 кэВ/мкм,

коэффициенты ОБЭ которых при частоте дицентриков и центрических колец 1,5, 3,0 и 6,0 на 100 клеток составили 9,7, 7,3 и 5,4, соответственно Представленные результаты свидетельствуют о высокой биологической эффективности и больших повреждающих способностях ТЗЧ с высокими ЛПЭ по отношению к у-излучению 60Со, приводящие к повышению коэффициентов ОБЭ во всем диапазоне использованных низких доз

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Доза, Гр

Рис. 3. Зависимость общего числа аберраций хромосом в лимфоцитах крови человека от дозы после облучения ускоренными ионами углерода с энергией 290 МэВ/нуклон и ЛПЭ 70 кэВ/мкм (1), неона с энергией 400 МэВ/нуклон и ЛПЭ 70 кэВ/мкм (2), железа с энергией 500 МэВ/нуклон и ЛПЭ 200 кэВ/мкм (3), углерода с энергией 500 МэВ/нуклон и ЛПЭ 10,7 кэВ/мкм (4) и протонами с энергией 1 ГэВ и ЛПЭ 0,22 кэВ/мкм (5)

Следует отметить, что изменение значений ЛПЭ ускоренных ионов С от 10,7 до 70,0 кэВ/мкм и повышение мощности дозы от 0,04 Гр/мин до 0,2-0,5 Гр/мин при всех низких дозах излучения увеличивают уровень хромосомных нарушений (рис 1 и 3) Малая мощность дозы (0,04 Гр/мин) при облучении крови ионами углерода с энергией 500 МэВ/нуклон и относительно низкой ЛПЭ (10,7 кэВ/мкм) приводит к снижению частоты хромосомных нарушений, особенно в диапазоне доз 0,51 Гр

Влияние фракционированного и однократного воздействия у-излучения 60Со в низких дозах на хромосомные нарушения в лимфоцитах крови человека in vitro

По результатам проведенного цитогенетического исследования не наблюдалось уменьшения частоты дицентриков и центрических колец после фракционированного облучения образцов крови доноров в диапазоне доз 0,06-0,3 Гр в сравнении с их однократным воздействием В области доз 0,6-1,0 Гр отмечалось достоверное уменьшение частоты дицентриков и центрических колец после фракционированного воздействия у-излучения 60Со (рис 4) Теоретическая прямая (рис 4, график 3) при

G(x)=0 в формуле Lee D Е and Catcheside DG (1942) показывает максимальное снижение уровня хромосомных нарушений при увеличении времени воздействия ИИ Коэффициент ослабления 3-х кратного облучения в сравнении с однократным в той же суммарной дозе по маркерам радиационного воздействия со-

0,4 0,6 Доза, Гр

Рис. 4. Зависимость частоты дицентриков и ставил 1'5~1'7 в интеРвале центрических колец в лимфоцитах крови человека от дозы после однократного (1) и фракционированного (2) воздействия у-излучения

0,6-1,0 Гр По ацентрическим фрагментам коэффициент ослаб-

Со, а также теоретическая прямая зависи- ления в области доз 0,06-0,30 Гр мости доза-эффект при С(х)=0 (3)

соответствовал значениям 1,1-2,0, а для диапазона доз 0,6-1,0 Гр — 1,35-1,4 Сравнительный анализ литературных материалов показал, что фракционирование дозы приводит к протяженному во времени повреждению генетических структур в условиях их адаптации к повреждающему фактору и более благоприятных условиях для репарации [Bender М A et al, 1988] Таким образом, результаты эксперимента свидетельствуют о статистически значимом (р < 0,05) уменьшении частоты радиацион-но зависимых хромосомных нарушений в интервале доз (0,6-1,0 Гр) при фракционированном воздействии у-излучения 60Со в сравнении с однократным

Модельный эксперимент 7-суточная "сухая" иммерсия. Анализ цитоге-нетических показателей лимфоцитов крови человека in vivo

Анализ хромосомных аберраций в лимфоцитах крови испытателей после пребывания в условиях 7-суточной «сухой» иммерсии (таблица 4) не выявил каких-

Таблица 4. Цитогенетические показатели лимфоцитов крови человека IV жоо до и после эксперимента "7-суточная «сухая» иммерсия"

Время исследования Число Аберрантные клетки, % Аберрации хромосомного типа, на 100 клеток Аберра-

испытателя Шифр препа- проанализиро- Парные фрагменты, точки, ацентрические кольца Дицентри-ки и центрические кольца ции хро-матидного

рата ванных клеток Всего типа, на 100 клеток

1 до 1742 500 0 0 0 0 0

после 1751 500 0 0 0 0 0

до 1758 500 0 0 0 0 0

после 1763 500 0,6±0,3 0 0,4±0,3 0,4±0,3 0,2±0,2

до 1753 500 0,2±0,2 0,2±0,2 0 0,2±0,2 0

после 1760 500 0,4±0,3 0 0 0 0,4±0,3

до 1750 500 0,2±0,2 0 0 0 0,2±0,2

после 1756 500 0,4±0,3 0 0 0 0,4±0,3

ДО 1740 500 0 0 0 0 0

после 1765 500 0,2±0,2 0,2±0,2 0 0,2±0,2 0

до 1748 500 0 0 0 0 0

после 1757 500 0 0 0 0 0

до 1759 500 0,4±0,3 0,4±0,3 0 0,4±0,3 0

после 1764* 500 0,2±0,2 0,2±0,2 0 0,2±0,2 0

8 ДО 1754 500 0,2±0,2 0 0,2±0,2 0,2±0,2 0

после 1761* 500 0 0 0 0 0

до 1743 500 0,4±0,3 0 0 0 0,4±0,3

после 1752* 500 0 0 0 0 0

10 до 1739 500 0 0 0 0 0

после 1766* 500 0,4±0,3 0,4±0,3 0 0,4±0,3 0

'' ~ прямая стимуляция опорных зон стопы на фоне иммерсии (группа «Иммерсия+Опора»)

либо статистически значимых хромосомных изменений по отношению к спонтанному уровню. Лишь у одного добровольца после завершения эксперимента были обнаружены дицентрики, средняя частота которых составила 0,4 на 100 клеток

Аналогичные нашим результаты об отсутствии цитогенетических изменений в лимфоцитах крови человека были получены в другом эксперименте, моделирующем условия микрогравитации на биореакторе HACA [Manti L et al, 2005]

Общее количество проанализированных метафаз лимфоцитов крови человека в контрольных образцах во всех проведенных нами экспериментах составило 8 445 Анализ спонтанного уровня хромосомных нарушений цитогенетическим методом нестабильных аберраций хромосом в лимфоцитах крови человека выявил наличие двух дицентриков с сопутствующими фрагментами Это соответствует спонтанному уровню 0,024±0,017 дицентрика на 100 метафазных пластинок

ВЫВОДЫ

1. Установлен линейный характер зависимости доза-эффект по маркерам радиационного воздействия в лимфоцитах крови человека, облученных ускоренными ионами углерода с энергией 290 МэВ/нуклон, ионами неона с энергией 400 МэВ/нуклон, ионами железа с энергией 500 МэВ/мкм с высокими ЛПЭ во всем диапазоне низких доз (0-1,0 Гр)

2. На кривой зависимости доза-эффект для дицентриков и центрических колец в области доз 0,25-0,50 Гр выявлен дозонезависимый участок после облучения образцов крови ускоренными ионами углерода ^ энергией 500 МэВ/нуклон и ЛПЭ 10,7 кэВ/мкм

3. Определены коэффициенты ОБЭ тяжелых заряженных частиц и протонов с энергией 1 ГэВ в области низких доз Наиболее высокая биологическая эффективность характерна для тяжелых ядер с высокими значениями ЛПЭ Коэффициенты ОБЭ ускоренных ионов углерода, неона и железа при уровне дицентриков и центрических колец 3,0 на 100 клеток составили 7,3, 5,6 и 2,3, соответственно, а для протонов с энергией 1 ГэВ - 1,2

4. Фракционированный характер воздействия у-излучения 60Со в интервале суммарных доз 0,6-1,0 Гр вызывает уменьшение частоты хромосомных аберраций в среднем в 1,5 раза

5. Цитогенетический анализ 8 445 метафаз в контрольных культурах лимфоцитов крови человека с использованием метода нестабильных аберраций хромосом выявил наличие двух дицентриков с сопутствующими фрагментами, что соответствует спонтанному уровню 0,024±0,017 на 100 клеток

6. Пребывание человека в условиях 7-суточной "сухой" иммерсии не приводит к статистически значимым цитогенетическим изменениям аберраций хромосом в лимфоцитах крови человека

Сведения о практическом использовании научных результатов

Результаты цитогенетических исследований использованы для определения коэффициентов относительной биологической эффективности низких доз тяжелых заряженных частиц Полученные научные данные анализа аберраций хромосом использованы для оценки влияния микрогравитации на цитогенетические изменения в лимфоцитах крови человека

Рекомендации по использованию научных выводов

1 Цитогенетический анализ нестабильных аберраций хромосом рекомендуется использовать в качестве биологического индикатора радиационного облучения космонавтов в космических полетах, а также в качестве дополнительного метода при оценке поглощенной дозы радиационного воздействия

2 Использовать метод хромосомного анализа лимфоцитов крови человека для оценки индивидуальной радиочувствительности организма потенциальных космонавтов при их подготовке к планируемым космическим полетам

3 Учитывать значения коэффициентов относительной биологической эффективности при прогнозировании возможных отдаленных последствий воздействия низких доз космического излучения на организм космонавтов, а также у лиц, работающих в условиях контакта с источниками тяжелых заряженных частиц

4 Использовать данные цитогенетического анализа аберраций хромосом для обоснования и совершенствования принципов и норм радиационной безопасности длительных космических полетов, а также радиобиологии

5 Рекомендуется использовать полученные результаты для обоснования принципов лучевой терапии при лечении онкологических и других заболеваний

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Цитогенетические нарушения в клетках экспериментальных животных и человека при действии ускоренных заряженных частиц и космического излучения // Физика элементарных частиц и атомного ядра 1999 Т 30 В 2 С 469-526 (соавторы Федоренко Б С , Ворожцова С В , Герасименко В Н и др)

2 Цитогенетические исследования лимфоцитов крови космонавтов после длительных полетов // Радиационная биология Радиоэкология 2000 Т 40 № 5 С 596602 (соавторы Федоренко Б С , Шевченко В А., Снигирева Г П и др )

3 Изучение влияния длительной гипокинезии и радиации на частоту хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови человека / В кн Материалы Российской конференции "Организм и окружающая среда жизнеобеспечение и защита человека в экстремальных условиях" Москва, 26-29 сентября 2000 г Т 2 С 71-73 (соавторы Дружинин С В , Снигирева Г П , Шевченко В А и др )

4 Цитогенетические исследования лимфоцитов крови космонавтов после полетов на орбитальной станции "Мир" // Тез докладов Международной конференции "Проблемы радиационной генетики на рубеже веков" Москва, 20-24 ноября 2000 г , М РУДН 2000 С 343 (соавторы Федоренко Б С , Шевченко В А , Снигирева Г П и ДР)

5 The effects of space flights in human blood lymphocytes in vivo // Int conf "Modern problems of radiobiology, radioecology and evolution" Abstracts of Conf dedicated to centenary of N W Timofeeff-Ressovsky, Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, September 6-9 2000 P 111 (соавторы Fedorenko В S , Druzhinin S V , Snigi-ryova G P et al )

6 Патоморфологические и цитогенетические изменения в организме крыс, длительное время находившихся в условиях повышенного радиационного фона / В кн Материалы Российской конференции "Организм и окружающая среда жизнеобеспечение и защита человека в экстремальных условиях" Москва, 26-29 сентября 2000 г Т 1 С 159-160 (соавторы Ершов А В , Щербак Н П , Абросимова А Н и ДР)

7 Действие длительной антиортостатической гипокинезии на частоту хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови человека // Вестник Меж-

дунар университета природы, общества и человека "Дубна" 2001 № 2 С 43-45 (соавтор Дружинин С В )

8 Цитогенетические изменения в лимфоцитах крови человека после воздействия ускоренных заряженных частиц in vitro в низких дозах // Радиационная биология Радиоэкология 2006 Т 46 №4 С 461-465

9 Cytogenetic changes in human blood lymphocytes in vitro after fractionated and single fraction action of gamma-rays 60Co in low doses // Abstracts of 4-th International Workshop on Space Radiation Research and 17-th Annual NASA Space Radiation Health Investigators'Workshop Moscow-St Petersburg, June 5-9 2006 P 110

10 Цитогенетические эффекты в лимфоцитах крови человека in vitro при воздействии протонов с энергией 1 ГэВ // Авиакосмическая и экологическая медицина 2007 Т 41 № 3 С 29-32 (соавторы Абросимова А Н , Тимошенко Г Н и Иссин-ский И Б )

11 Изучение цитогенетических показателей лимфоцитов крови человека in vivo в модельном эксперименте 7-суточная "сухая" иммерсия // Авиакосмическая и экологическая медицина 2007 Т 41 № 6 С 21-24 (соавторы Репин MB и Богома-зова АН)

Самую искреннюю признатечьность и благодарность выражаю моему научному руководителю доктору медицинских наук Б С Федоренко за постоянное внимание, помощь и ценные советы при написании моей диссертации Выражаю глубокую благодарность доктору физико-математических наук Г Н Тимошенко, В Н Гаевскому и И Б Иссинскому, обеспечившим дозиметрию на пучках заряженных частиц высоких энергий, генерируемых на базовых установках Объединенного института ядерных исследований (г Дубна) при облучении образцов крови человека Огромную благодарность выражаю моим рецензентам доктору биол наук В Ю Нугису и доктору мед наук А С Штембергу за полезные советы и ценные замечания

Отпечатано методом прямого репродуцирования с оригинала, предоставленного автором.

Подписано в печать 25 09 2007 Формат 60 х 90/16 Бумага офсетная Печать офсетная Уел печ л 1,12 Уч-изд л 1,08 Тираж 100 экз Заказ №55898

Издательский отдел Объединенного института ядерных исследований 141980, г Дубна, Московская обл , ул Жолио-Кюри, 6 E-mail publish@jmr ru www jmr ru/publish/

Актуальность темы

Воздействие ионизирующих излучений (ИИ) на живые организмы даже в небольших дозах может приводить к ряду негативных явлений. Исследования опасности излучений различного качества в низких дозах актуальны не только для обеспечения радиационной безопасности космических полетов (КП), но и для оценки рисков последствий облучения людей, подвергшихся радиационному воздействию в результате чрезвычайных ситуаций, а также профессионалов, работающих с источниками ИИ в условиях повышенного радиационного фона. Опасность радиационного воздействия в низких дозах обусловлена увеличением рисков возникновения онкологических и наследственных заболеваний.

Космическое излучение является одним из неблагоприятных факторов для организма человека, значимость которого постоянно возрастает по мере увеличения дальности и длительности КП. За время полетов космонавты подвергаются воздействию галактических космических лучей (ГКЛ) в небольших дозах с низкой интенсивностью. Наибольшую радиационную опасность представляют тяжелые заряженные частицы (ТЗЧ), имеющиеся в составе галактического космического излучения (ГКИ). Опасность могут представлять и солнечные вспышки, которые состоят из протонов различных энергий и небольшой доли а-частиц. Значительные биологические эффекты у космонавтов могут возникнуть после продолжительных межпланетных полетов, в частности, во время экспедиции к Марсу, в основном, за счет облучения тяжелыми частицами с высокими значениями линейной передачи энергии (ЛПЭ) [Testard I. et al., 1996]. Поэтому оценка опасности биологического действия низких доз ТЗЧ с различными физическими характеристиками на организм космонавтов является важной задачей.

Поскольку только ограниченная часть радиобиологических исследований может быть проведена в условиях КП, важное значение в решении вопросов обеспечения радиационной безопасности космонавтов имеют экспериментальные исследования в наземных условиях с использованием ускорителей заряженных частиц. Наземные эксперименты позволяют изучить основные механизмы и закономерности воздействия отдельных составляющих ГКИ на организм млекопитающих, включая человека, выяснить характер зависимостей радиационно-индуцированных эффектов от величины дозы, условий воздействия ИИ и других факторов.

Методы физической дозиметрии позволяют оценить поглощенную дозу космического излучения и контролировать радиационную безопасность КП. Однако независимая оценка дозы биологическими методами также является необходимой для расчета рисков развития отдаленных генетических и канцерогенных последствий. Кроме того, данные биологической дозиметрии, в отличие от физической дозиметрии, отражают реакцию всего организма на действие ИИ.

В настоящее время широко используется метод анализа частоты аберраций хромосом нестабильного типа в лимфоцитах крови человека. Основой для применения данного цитогенетического метода в радиобиологии и медицине является высокая радиочувствительность лимфоцитов крови человека к воздействию ИИ, низкий спонтанный уровень хромосомных аберраций, наличие специфических для действия радиации хромосомных перестроек, до-зовая зависимость которых хорошо изучена для у- излучения, относительная доступность и объективность. Также одним из достоинств этой тест-системы является то, что по наблюдаемым типам аберраций можно достаточно определенно идентифицировать тип мутагенного воздействия. Данные свойства лимфоцитов периферической крови позволяют изучать закономерности лучевых повреждений и в области низких доз ИИ. Дицентрики и центрические кольца признаны маркерами радиационного воздействия и служат показателем индивидуальной дозы облучения, а также в определенной степени позволяют судить об индивидуальной радиочувствительности человека. В связи с актуальностью ретроспективной оценки доз излучений данный метод рекомендован к практическому использованию международными организациями ВОЗ, МАГАТЭ и НКАДР ООН [WHO, 1976; International Atomic Energy Agency, 1986; United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, 1988].

Другим фактором, воздействующим на организм человека в условиях КП, является невесомость. По мере увеличения длительности орбитальных КП и планируемых межпланетных полетов вопрос о возможной адаптации человека к невесомости становится наиболее актуальным, но изучение влияния невесомости на различных этапах пилотируемых КП не всегда возможно. В связи с этим существенное значение приобретают модельные наземные эксперименты. Известными моделями, имитирующие воздействие микрогравитации, являются антиортостатическая гипокинезия (АНОГ) и «сухая» иммерсия.

Таким образом, необходимость проведения дальнейших систематических исследований диктуется освоением космического пространства. Эти исследования должны быть направлены не только на изучение особенностей биологического действия низких доз ускоренных заряженных частиц как отдельных составляющих космического излучения, но и на комплексное воздействие радиации и других факторов КП на организм человека, включая микрогравитацию.

Цель и задачи исследования

Целью работы являлось изучение влияния низких доз ТЗЧ, протонов и у-излучения 60Со на индукцию цитогенетических нарушений в лимфоцитах периферической крови человека in vitro, а также микрогравитации на хромосомный аппарат клеток человека in vivo.

Поставленная цель определила решение следующих основных задач:

1. Исследование спонтанного уровня хромосомных нарушений в лимфоцитах донорской крови человека.

2 Установление характера зависимости доза-эффект на основании частоты дицентриков и центрических колец в лимфоцитах крови человека in vitro при действии низких доз ТЗЧ.

3. Определение значений коэффициентов относительной биологической эффективности (ОБЭ) излучений различного качества.

4. Изучение хромосомных нарушений в культуре лимфоцитов крови человека после однократного и фракционированного воздействия у-излучения 60Со в низких дозах.

5. Анализ цитогенетических показателей лимфоцитов крови человека in vivo в модельном эксперименте "7-суточная «сухая» иммерсия".

Научная новизна

Впервые изучено влияние низких доз тяжелых заряженных частиц с энергиями 290; 400 и 500 МэВ/нуклон и ЛПЭ 10,7; 70 и 200 кэВ/мкм на лимфоциты периферической крови человека in vitro. Установлено, что облучение тяжелыми ионами даже в низких дозах приводит к резкому увеличению частоты различных видов хромосомных нарушений в лимфоцитах крови человека. Проведенные цитогенетические исследования свидетельствуют о высокой биологической эффективности низких доз ТЗЧ по отношению к у-излучению 60Со. Получена сравнительная оценка биологической эффективности фракционированного и однократного воздействия у-излучения 60Со по цитогенетическим изменениям лимфоцитов крови человека in vitro в низких дозах. Выполнены уникальные исследования по изучению влияния моделируемой микрогравитации на хромосомный аппарат лимфоцитов крови человека in vivo в эксперименте «сухая» иммерсия.

Научно-практическая значимость работы

Результаты исследований имеют существенное значение для космической медицины и прикладной радиобиологии, медицинской радиологии, прогнозирования последствий длительного облучения людей. Анализ нестабильных хромосомных аберраций после воздействия низких доз ИИ различного качества имеет фундаментальное значение для установления закономерностей их формирования в клетках человека. Полученные данные могут быть использованы для обоснования обеспечения радиационной безопасности космонавтов при длительных и межпланетных полетах, предельно допустимых уровней облучения человека при воздействии ИИ с различными ЛПЭ, а также при ретроспективной оценке доз цитогенетическими методами. Полученные результаты являются основой для оценки рисков отдаленных последствий воздействия радиации.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Влияние низких доз тяжелых заряженных частиц с высокими ЛПЭ на лимфоциты периферической крови человека in vitro вызывает образование большего количества аберраций хромосом на одну аберрантную клетку, чем при воздействии у-излучения.

2. При действии ТЗЧ с высокими ЛПЭ (>70 кэВ/мкм) зависимость доза-эффект для частоты дицентриков и центрических колец носит линейный характер. После облучения образцов крови ионами углерода с энергией 500 МэВ/нуклон и низкой ЛПЭ (10,7 кэВ/мкм) выявляется дозонезависимый участок в области доз 0,25-0,5 Гр.

3. Результаты цитогенетических исследований свидетельствуют о высокой относительной биологической эффективности низких доз ускоренных заряженных частиц с высокими ЛПЭ в сравнении с у-излучением 60Со.

4. Фракционированный характер воздействия низких доз у-излучения 60Со вызывает снижение частоты структурных повреждений хромосом в культуре лимфоцитов крови человека.

5. Спонтанный уровень дицентриков и центрических колец у лиц, не имевших контакта с генотоксическими факторами, составляет 0,024±0,017 на 100 клеток.

6. Пребывание человека в условиях 7-суточной «сухой» иммерсии не приводит к статистически значимым цитогенетическим изменениям в лимфоцитах крови человека.

Апробация работы

Основные результаты и положения диссертационной работы доложены и обсуждены на:

- Российской конференции «Организм и окружающая среда: жизнеобеспечение и защита человека в экстремальных условиях», Москва, 26-29 сентября 2000 г.;

- Международной конференции «Проблемы радиационной генетики на рубеже веков», Москва 20-24 ноября 2000 г.;

- Международной конференции «Modern problems of radiobiology, ra-dioecology and evolution», Дубна, 6-9 сентября, 2000 г.;

- Ill Международной конференции «Генетические последствия чрезвычайных радиационных ситуаций» и семинаре «Перспективные проблемы космической радиобиологии применительно к длительным орбитальным и межпланетным пилотируемым полетам», Дубна, 4-7 октября 2005 г.;

- на 4-ом Международном симпозиуме по радиационным исследованиям в космосе и 17-ом семинаре исследователей радиационной безопасности в космосе НАСА, Москва - Санкт-Петербург, 5-9 июня 2006 г.

По теме диссертации опубликовано 11 научных работ (из них 4 в реферируемых журналах). Диссертация апробирована на заседании секции «Космическая медицина» Ученого совета ГНЦ РФ - ИМБП РАН 12 сентября 2007г. (протокол № 5).

Структура и объем диссертации

ВЫВОДЫ

1. Установлен линейный характер зависимости доза-эффект по маркерам радиационного воздействия в лимфоцитах крови человека, облученных ускоренными ионами углерода с энергией 290 МэВ/нуклон, ионами неона с энергией 400 МэВ/нуклон, ионами железа с энергией 500 МэВ/мкм с высокими ЛПЭ во всем диапазоне низких доз (0-1,0 Гр).

2. На кривой зависимости доза-эффект для частоты дицентриков и центрических колец в области доз 0,25-0,50 Гр выявлен дозонезависимый участок после облучения образцов крови ускоренными ионами углерода с энергией 500 МэВ/нуклон и ЛПЭ 10,7 кэВ/мкм.

3. Определены коэффициенты ОБЭ тяжелых заряженных частиц и протонов с энергией 1 ГэВ в области низких доз. Наиболее высокая биологическая эффективность характерна для тяжелых ядер с высокими значениями ЛПЭ. Коэффициенты ОБЭ ускоренных ионов углерода, неона и железа при уровне дицентриков и центрических колец 3,0 на 100 клеток составили 7,3; 5,6 и 2,3, соответственно, а для протонов с энергией 1 ГэВ - 1,2.

4. Фракционированный характер воздействия у-излучения 60Со в интервале суммарных доз 0,6-1,0 Гр вызывает уменьшение частоты хромосомных аберраций в среднем в 1,5 раза.

5. Цитогенетический анализ 8 445 метафаз в контрольных культурах лимфоцитов крови человека с использованием метода нестабильных аберраций хромосом выявил наличие двух дицентриков с сопутствующими фрагментами, что соответствует спонтанному уровню 0,024±0,017 на 100 клеток.

6. Пребывание человека в условиях 7-суточной "сухой" иммерсии не приводит к статистически значимым цитогенетическим изменениям аберраций хромосом в лимфоцитах крови человека.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Сведения о практическом использовании научных результатов

Результаты цитогенетических исследований использованы для определения коэффициентов относительной биологической эффективности низких доз тяжелых заряженных частиц. Полученные научные данные анализа аберраций хромосом использованы для оценки влияния микрогравитации на ци-тогенетические изменения в лимфоцитах крови человека.

Рекомендации по использованию научных выводов

1. Цитогенетический анализ нестабильных аберраций хромосом рекомендуется использовать в качестве биологического индикатора радиационного облучения космонавтов в космических полетах, а также в качестве дополнительного метода при оценке поглощенной дозы радиационного воздействия.

2. Использовать метод хромосомного анализа лимфоцитов крови человека для оценки индивидуальной радиочувствительности организма потенциальных космонавтов при их подготовке к планируемым космическим полетам.

3. Учитывать значения коэффициентов относительной биологической эффективности при прогнозировании возможных отдаленных последствий воздействия низких доз космического излучения на организм космонавтов, а также у лиц, работающих в условиях контакта с источниками тяжелых заряженных частиц.

4. Использовать данные цитогенетического анализа аберраций хромосом для обоснования и совершенствования принципов и норм радиационной безопасности длительных космических полетов, а также радиобиологии.

5. Рекомендуется использовать полученные результаты для обоснования принципов лучевой терапии при лечении онкологических и других заболеваний.