научный журнал по биологии Радиационная биология. Радиоэкология ISSN: 0869-8031

ШАРЫГИН В.Л. — 2013 г.

ДРАЧЁВ И.С., ЛЕГЕЗА В.И., ТУРЛАКОВ Ю.С. — 2013 г.

В экспериментах на мышах по показателям острой токсичности и противолучевой эффективности неорганических (селениты кальция, марганца, стронция и лантана) и органических (на основе известных серосодержащих препаратов – цистеина и липоевой кислоты) соединений селена установлено, что органические соединения селена являются перспективными в качестве радиозащитных средств. Время, необходимое для достижения максимума радиозащитной активности для различных соединений селена, зависит от степени окисления селена. Оптимальный срок профилактического введения препаратов со степенью окисления Se+4 составляет 24 ч, а Se+2 – 1 ч. Механизм противолучевого действия селенсодержащих соединений может быть связан с влиянием на гемопоэз и антиоксидантными свойствами селена.

КОТЕРОВ А.Н. — 2013 г.

В настоящее время возрастает актуальность защиты от негативных последствий облучения в диапазоне малых и средних доз, где классические радиопротекторы неэффективны. Перспективным в этом плане кажется исследование молекулярных путей, повышающих, с одной стороны, устойчивость генома к радиационным повреждениям (индукторам канцерогенеза) и, с другой стороны, увеличивающих радиочувствительность клеточных популяций с целью элиминации потенциально канцерогенных клеток. Данный подход требует модификации каскадных механизмов трансдукции сигнала к апоптозу и реакций на повреждения ДНК. Исследования сходного плана проводятся к области генетики старения, где сформулирован ряд гипотез механизма старения, сопровождающегося снижением устойчивости генома к внешним воздействиям. Материалы 2-й Международной конференции “Генетика старения и продолжительности жизни” (Москва, апрель 2012 г.) продемонстрировали, однако, что закономерности механизмов старения, выявленные на модельных объектах (нематоде, дрозофиле и мышах), далеки от возможности их практического применения. Обнаруженные гены, которые могут отвечать за продолжительность жизни (стресс-индуцируемые протеинкиназы и другие компоненты каскада передачи трансдукции сигнала, а также гены-индукторы и супрессоры), редко находят значимость при изучении геномов когорт долгожителей. Это может быть связано с трудностью экстраполяции молекулярно-генетических закономерностей с модельных объектов на организм крупных млекопитающих, в том числе человека, применительно к системам трансдукции сигнала. Данный момент необходимо учитывать при проведении поиска радиозащитных средств нового поколения, способствующих повышению антиканцерогенного потенциала клеток человека, облученных в малых и средних дозах. Возможно, следует проводить поиск таких средств на крупных лабораторных животных и на тканевых культурах человека, полученных путем генной инженерии или клонирования.

ДЖЕНБАЕВ Б.М., ЖОЛБОЛДИЕВ Б.Т., КАЛДЫБАЕВ Б.К. — 2013 г.

В статье кратко излагаются история и проблемы бывших урановых производств (хвостохранилищ и отвалов), современное состояние и возможное их воздействие на окружающую среду. Приведены приоритетные радиоэкологические и радиобиогеохимические проблемы на среднесрочный период, а также нормативно-правовая база.

КАШПАРОВ В.А., КУЗЬМЕНКО А.В., ПАВЛЮЧЕНКО В.В., ХОМУТИНИН Ю.В. — 2013 г.

На основании измерений в 2009–2011 гг. удельной активности радионуклидов в 832 особях рыбы и литературных данных получены параметры стохастической модели, описывающей содержание 137Cs и 90Sr в типичных промысловых рыбах Киевского водохранилища на поздней фазе Чернобыльской аварии, включая: статистическую вариабельность, сезонные изменения в течение года и монотонные многолетние тренды. В конкретный момент времени в течение года средние квадратичные отклонения логарифма удельной активности 137Cs и 90Sr для рыб ихтиофагов и бентофагов (среднее значение около 0.4) достоверно не отличались. Максимальное четырехкратное уменьшение удельной активности 137Cs в течение года с апреля по ноябрь наблюдалось у щуки. Полученные значения экологических периодов полуснижения содержания 137Cs и 90Sr в рыбе (1.3–14 лет) Киевского водохранилища в течение 2002–2012 гг. оказались значительно ниже физического периода полураспада радионуклидов и оценок Чернобыльского форума МАГАТЭ. На основании полученных параметров модели построена динамика удельной активности 137Cs и 90Sr в основных промысловых рыбах, а также оценен риск превышения допустимого уровня содержания этих радионуклидов в рыбе Киевского водохранилища на поздней фазе аварии на ЧАЭС. В настоящее время риск поимки рыбы с удельными активностями 137Cs и 90Sr выше ДУ-2006 (соответственно 150 Бк/кг и 35 Бк/кг) не превышает 10% (за исключением окуня в весенний период нерестового запрета на лов рыбы в Украине). Соответствующие риски для плотвы, густеры и красноперки ниже 0.1%.

ИВАНОВ А.А., УШАКОВ И.Б. — 2013 г.

Исходя из сложности этиологии радиационного фактора, усугубляемого стрессорными факторами нерадиационной природы, в космическом полете и трудности прогноза времени и характера его воздействия на организм космонавта, авторы обзора предлагают выделить в построении фармакологической противолучевой защиты несколько взаимосвязанных этапов. В их числе подготовительный этап, начинающийся на Земле, далее мониторинг и коррекция радиорезистентности в ходе полета, этап лечения острого или хронического лучевого поражения по классическим для радиационной патологии схемам и перманентный этап фармакологической профилактики отдаленных последствий лучевого поражения.

ГАЗИЕВ А.И. — 2013 г.

Аналитический обзор фокусируется на результатах исследований, посвященных изучению повреждений митохондриальной ДНК (мтДНК), индукции окислительного стресса, возможным путям сохранения функций митохондрий в клетках, подвергшихся воздействию ионизирующей радиацией (ИР). Функционирование митохондрий, которое тесно связано с целостностью мтДНК, играет ключевую роль во многих клеточных процессах. Широкий спектр дегенеративных заболеваний, а также онкогенез и старение ассоциируются с нарушениями в мтДНК. МтДНК и митохондрия в целом все чаще рассматриваются как чувствительные мишени при радиохимиотерапии опухолей. Знание пострадиационных процессов в митохондриях открывает возможные дополнительные подходы к снижению лучевой реакции организма. Повреждения и мутации в мтДНК возникают с большей частотой, чем в ядерной ДНК (яДНК) в клетках, подвергшихся воздействию ИР и других генотоксикантов. С другой стороны, в клетках, облученных в клинически значимых дозах, могут сохраняться функционально активные копии мтДНК. Эта сохранность обеспечивается благодаря наличию в клетке множества копий мтДНК, экранированию их от воздействия активных форм кислорода (АФК) и азота белками в составе нуклеоидов, функционированию системы эксцизионной репарации оснований в митохондриях. Тем не менее, в митохондриях усиливается образование АФК после облучения клеток. Повышенная генерация АФК в митохондриях может продолжаться порой до нескольких суток после радиационного воздействия.

2013

АЛЕКСАНДРОВ И.Д., АЛЕКСАНДРОВА М.В., ДАВКОВА Л.Н. — 2013 г.

Как нами было установлено ранее [1], картина радиомутабильности гена black+ из линии D32 Drosophila melanogaster оказалась необычной в двух отношениях: 1) нейтроны деления более эффективно, чем -излучение, индуцируют “точковые” мутации гена и 2) подавляющее большинство таких мутантов имеют изменения ДНК, не определяемые методом ПЦР (так называемые ПЦР+-мутанты). Для проверки гипотезы о том, что нейтроны индуцируют с более высокой эффективностью, чем -излучение, наряду с крупными и мелкие структурные изменения ДНК, не детектируемые методом ПЦР, нами секвенирован ген black у случайной выборки из 8 нейтрон-, 8 -индуцированных и 3 спонтанных (из нестабильной линии D32) ПЦР+-мутантов. ДНК тест-аллеля black1 и облучаемых диких аллелей black+32 и black+18 была также секвенирована в качестве контроля. Как показали результаты, black1 имеет в отличие от дикого гена в положении +530 (экзон 1) делецию ATCC с инсерцией TACCTACC, ведущую к сдвигу рамки считывания, а также 27 замен оснований в экзонах и интронах гена. Далее, шесть - и один нейтрон-индуцированный мутанты имели небольшие, ведущие к сдвигу рамки считывания, делеции/инсерции, включая случай трансверсии G T, ведущей к стоп-кодону. Учитывая природу и размер этих изменений, их можно рассматривать как ошибки тех или иных, известных у Drosophila, репарационных систем (NHEJ, SSA, MMR), которые могут быть активны в ранней зиготе еще до первого (гономерного) деления. Новым и важным является тот факт, что три спонтанных, два - и семь нейтрон-индуцированных мутантов имели ДНК black1 аллеля со всеми его мутационными изменениями. Эти данные показывают, что межаллельная рекомбинация (генная конверсия) является одним из основных путей репарации ЛПЭ-зависимых повреждений ДНК. В основе этого механизма может лежать активность нескольких, основанных на рекомбинации, репаративных систем (HR, SDSA, BIR), также функционирующих в ранней зиготе, но после гономерного деления. Существенно, что частота конверсионных событий у нейтрон-индуцированных мутантов в 3.5 раза выше, чем у -индуцированных. Обсуждается генетическое значение радиационно-индуцированной конверсии в ядре зиготы, ведущей к восстановлению гомозиготности по мутантному аллелю (reconstitution of homozygosity, ROH).

ЛЮМАН Г.К., НЕЙФАХ Е.А. — 2013 г.

Для мониторинга биологического возраста человека предложены новые маркеры интегрального показателя здоровья – молярные отношения в плазме крови биохимически взаимосвязанных мономеров внутриклеточного “пигмента старения” липофусцина, нерастворимого полимера с перекрестными свободнорадикальными сшивками. Полимер липофусцина включает катаболиты липоперекисного каскада и биоантиоксиданты, которые определяли в плазме капиллярной крови пациентов двух групп: необлученные люди в возрасте от периода новорожденности до 62 лет и ликвидаторы аварии на ЧАЭС 24–62 лет (на 1990 г.) с суммарными внешними дозами -излучения 0.9–145 сЗв, накопленными за 4.2 года. Динамика маркеров биологического возраста (как молярных отношений в крови уровней катаболитов липопероксидации к липидным антиоксидантам) отражает в норме физиологическую специфику их биохимических взаимодействий для исследуемых возрастных периодов: оксидативный стресс новорожденных, адаптацию к нему в ювенильной фазе развития, стабильность в среднем возрасте и нарастание липоперекисного стресса (более выраженного у мужчин) по мере старения при снижении антиоксидантного контроля. Молярные соотношения фракций малонового диальдегида (МДА), одного из конечных катаболитов липопероксидации, показали в норме нарастание его связывания белками плазмы, пропорциональное календарному возрасту. Линейный график возрастных молярных отношений белок-связанных и свободных фракций МДА плазмы в норме использован как калибровочный для расчетов компьютерной Программой относительных скоростей старения (Wотн), характеризующихся приростом у облученных людей. Показано, что после общих радиационных нагрузок выше 4 сЗв Wотн растут линейно логарифму доз (r 0.73; p = 0.001) и в области доз выше 50 сЗв превышают в 5–10 и более раз скорость изменения нормального биологического возраста. При дозах ниже 4 сЗв обнаружено замедление скоростей старения относительно сравнимого календарного возраста. Величины разработанных маркеров, как и уровни их исходных метаболитов в крови, являются динамически стационарными (в отличие от необратимого внутриклеточного накопления липофусцина).

КРАСИЛЬНИКОВ И.И. — 2013 г.

Согласно многочисленным данным литературы, монооксид азота (NO) эндо- и экзогенного происхождения играет важную роль в регулировании устойчивости клеток и организма в целом к повреждающим факторам различной природы, включая ионизирующие излучения. В опытах на мышах и крысах показано, что ряд потенциальных доноров NO из числа лекарственных препаратов могут проявлять как профилактическую, так и лечебную радиозащитную активность. Доноры NO из числа органических соединений могут составить новый класс противолучевых средств. Запатентованный автором лекарственный препарат “Сиднофарм” нуждается в подробном изучении в качестве средства профилактики и ранней терапии радиационных поражений.

КАРПЕНКО Е.И., СПИРИДОНОВ С.И., ШАРПАН Л.А. — 2013 г.

Описаны подходы к оценке последствий радиоактивного загрязнения экосистем предприятиями ядерного топливного цикла с обоснованием оптимального уровня детализации для атомных электростанций (АЭС), работающих в штатном режиме. Выполнены расчеты, базирующиеся на исходных данных проекта МАГАТЭ INPRO ENV, посвященного ранжированию радионуклидов, поступающих в окружающую среду при работе АЭС. Продемонстрировано влияние различных факторов на рейтинги радионуклидов и путей облучения населения. Важным фактором является состав контролируемых радионуклидов в атмосферных выбросах АЭС. Установлено, что вариация дозовых коэффициентов для некоторых радионуклидов приводит к существенному изменению не только результатов ранжирования, но и расчетных величин суммарных дозовых нагрузок. Показана устойчивость оценки, касающейся наибольшего вклада перорального пути в дозу облучения населения, в рассматриваемой ситуации. Сделан вывод о необходимости учета неопределенностей разноплановых факторов при сравнении воздействия на окружающую среду предприятий традиционных и инновационных ядерных топливных циклов.

АЗИЗОВА Т.В., ВЯЗОВСКАЯ Н.С., ГЛАЗКОВА И.В., ГУРЬЯНОВ М.Ю., ОСОВЕЦ С.В., РУСИНОВА Г.Г. — 2013 г.

Изучена связь между полиморфными (аллельными) вариантами генов фазы I ферментативной биотрансформации ксенобиотиков (ФБК) суперсемейства цитохромов P450 гена CYP1A·2A (m1 полиморфизм), CYP1A1·2C (m2 полиморфизм), гена CYP2E·6 (С полиморфизм), и между полиморфными вариантами гена фазы II ФБК микросомальной эпоксидгидролазы mEPOX Tyr113His (полиморфизм EH3) и mEPOX His139Arg (полиморфизм EH4), и развитием рака легкого у работников Производственного объединения (ПО) “Маяк”, подвергшихся профессиональному пролонгированному внешнему воздействию -излучения и внутреннему воздействию -излучения от инкорпорированного 239Pu. Анализ популяционной частоты генотипов и аллелей генов CYP1A1·2A, CYP1A1·2C, CYP2E1·6, mEPOX Tyr113His и mEPOX His139Arg, проведенный в группе работников ПО “Маяк” (289 человек), показал соответствие указанных частот закону Харди–Вайнберга и их встечаемости в европейской популяции. Исследование было проведено методом “случай–контроль”. В группу “случаев” были включены 49 работников ПО “Маяк” с верифицированным диагнозом “рак легкого”. На момент установления диагноза поглощенные дозы внешнего воздействия -излучения составили 8.5–4197.2 мГр; среднее содержание 239Pu в организме – 2.74 кБк; средняя суммарная поглощенная доза внутреннего -облучения от инкорпорированного 239Pu в легких равнялась 0.35 Гр. В группу “контролей” были подобраны по полу, году рождения и возрасту найма на основной завод 172 работника ПО “Маяк”, у которых на момент исследования рак легкого не был зарегистрирован. У работников ПО “Маяк”, подвергшихся профессиональному пролонгированному внешнему воздействию -излучения и внутреннему воздействию -излучения от инкорпорированного 239Pu, выявлена тенденция повышения относительного риска рака легкого (odds ratio, OR) у носителей гомозигот по минорному аллелю гена CYP1A1·2A, гетерозигот wp гена mEPOX Tyr113His и носителей гомозигот ww гена CYP2E·6, и тенденция понижения OR у носителей гетерозигот wp гена CYP2E·6. При ассоциативном анализе полиморфизмов генов у работников ПО “Маяк”, подвергшихся профессиональному пролонгированному облучению, выявлено статистически значимое повышение OR рака легкого у носителей парного сочетания ww CYP2E·6 / wp mEPOX Tyr113His (OR =2.089, р = 0.036), а также тенденция повышение OR рака легкого у носителей парного сочетания ww CYP1A·2A/wp mEPOX Tyr113His (OR =2.011, р = 0.052) и ww CYP1A·2С / wp mEPOX Tyr113His (OR =1.820, р = 0.067). Ассоциативный анализ парных сочетаний показал взаимосвязь в работе генов фазы I и фазы II ФБК. Так, парные сочетания, у носителей которых выявлено повышение (или тенденция к повышению) OR рака легкого включали один ген фазы I ФБК с нормальной активностью гена (ww – генотип) и другой ген фазы II ФБК со сниженной активностью гена (генотип wp), что определило дисбаланс между стадиями активации и инактивации ксенобиотиков.

НАЙДИЧ В.И. — 2013 г.

ТИФЛОВА О.А. — 2013 г.

Исследовано влияние излучения He-Ne лазера (632.8 нм), некогерентного монохроматического красного света в диапазоне 601–685 нм, а также импульсного излучения полупроводникового лазера (660 нм) на рост культуры клеток E. сoli дикого типа или uvrA штамма WP2 и трансформацию ДНК плазмиды pDick (Amp, Km) у E. coli NM522. После светового воздействия фотоприрост числа клеток в культуре сохраняется в течение нескольких генераций, а повышение эффективности плазмидной трансформации наблюдается только по маркеру устойчивости к канамицину, что позволяет предположить, что рецептором красного света является метаболическая сигнальная сеть. Обнаруженная нами спектральная селективность указывает на существование ассоциированной с мембраной флавогемоглобиновой пероксидазы жирных кислот как на фоточувствительный компонент репаративной сети. Предполагается, что повышенная эффективность воздействия света в отношении uvrA штамма обусловлена фотоактивацией глобиновой EcDOS фосфодиэстеразы в качестве О2-провайдера для AlkB деметилазы.

ДЖЕНБАЕВ Б.М., ЖОЛБОЛДИЕВ Б.Т., КАЛДЫБАЕВ Б.К., ТОКТОЕВА Т.Э. — 2013 г.

В статье представлено современное радиобиогеохимическое состояние (почвенно-растительный покров и наземные воды) и проблемы Иссык-Кульской урановой биогеохимической провинции. По результатам исследований установлено, что общий уровень радиационного фона и содержание радионуклидов находятся в пределах нормы, за исключением отдельных природных и техногенных участков.

ГРЕБЕНЮК А.Н. — 2013 г.

РАЧКОВА Н.Г., ШУКТОМОВА И.И. — 2013 г.

Проведено сравнение миграционной способности и концентрирования урана в водных экосистемах бассейна р. Печора, приуроченных к территориям с повышенной концентрацией радиоэлемента в горных породах и зоне влияния хвостохранилища твердых радиоактивных отходов. Изучено влияние факторов среды на распределение урана в водоемах, рассчитаны дозы облучения гидрофитов. Основными носителями урана при его миграции и концентрировании в исследованных экосистемах являются соединения железа. Нитраты повышают подвижность радиоэлемента. Влияние сульфатного, фосфатного, карбонатного комплексообразования на его распределение между водой и седиментами не выражено для экосистем с природным фоном радиоактивности, но значимо для техногенно загрязненных водоемов. Для них установлена более высокая геохимическая подвижность изотопов урана. Содержание урана в воде из этой акватории существенно превышает фоновые региональные показатели и пороговые величины токсичности для гидрофитов. Сопоставление современных и архивных данных для водоемов импактной зоны свидетельствует о значительном снижении содержания урана в водной фазе, его увеличении в донных осадках и сохранении прежних уровней поступления радиоактивного элемента в биомассу.

АНТОЩИНА М.М., ВОРОБЦОВА И.Е., ГОВОРУН Р.Д., ДОМРАЧЕВА Е.В., НЕРОНОВА Е.Г., НОВИЦКАЯ Н.Н., НУГИС В.Ю., СЕВАНЬКАЕВ А.В., СНИГИРЁВА Г.П., ФЕСЕНКО Э.В., ХАНДОГИНА Е.К., ХВОСТУНОВ И.К. — 2013 г.

0.01 (везде на 100 клеток). При этом по частоте аберраций наблюдались существенные межлабораторные различия. Анализ результатов девяти цитогенетических лабораторий по изучению спонтанного уровня аберраций хромосом в контрольных выборках выявил существенные межлабораторные различия. Это не позволяет рассчитать некую среднюю величину для использования ее в качестве референтной в исследованиях цитогенетических эффектов в популяциях людей, подвергшихся низкодозовому облучению. Возможно, результат мог бы быть иным в исследовании, аналогичном данному, но изначально нацеленном на получение указанного референтного значения. Такое исследование предполагает бльшую унификацию критериев формирования контрольных выборок, протокола культивирования лимфоцитов и их цитогенетического анализа. В настоящее время следует признать целесообразность использования собственного контроля для сравнения с экспонированными группами в рамках одной лаборатории. льшую унификацию критериев формирования контрольных выборок, протокола культивирования лимфоцитов и их цитогенетического анализа. В настоящее время следует признать целесообразность использования собственного контроля для сравнения с экспонированными группами в рамках одной лаборатории.

ЕРМАКОВА О.В., РАСКОША О.В. — 2013 г.

Проведено исследование функционального состояния щитовидной железы полевок-экономок, обитающих в условиях повышенной естественной радиоактивности (Ухтинский район Республики Коми). Обнаружены существенные изменения в уровне тиреоидных гормонов у животных, длительное время находившихся в условиях радиоактивного загрязнения; в фазу пика численности – высокие концентрации гормонов, в спад численности у самцов и самок отличия от контроля имели разную направленность. Установлено, что внутрипопуляционные процессы оказывают модифицирующее действие на функциональное состояние щитовидной железы в условиях радиоактивного загрязнения среды обитания.