РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2007, том 47, № 5, с. 550-557
АДАПТИВНЫЙ ^^^^^^^^^^^^^^^^ ОТВЕТ
УДК [577.3+576]:539.1.04
АДАПТИВНЫЙ ОТВЕТ У ПОТОМКОВ ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ, РОДИТЕЛИ КОТОРЫ1Х ПОДВЕРГЛИСЬ ХРОНИЧЕСКОМУ ОБЛУЧЕНИЮ
© 2007 г. А. В. Аклеев1, А. В. Алещенко3, В. Я. Готлиб2, О. В. Кудряшова2, Л. П. Семенова3, А. М. Серебряный3, О. И. Худякова1, И. И. Пелевина2*
1Уралъский научно-практический центр радиационной медицины, Челябинск, Россия;
2Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, Москва, Россия;
3Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Москва, Россия
У потомков первого поколения облученных жителей прибрежных сел р. Теча (отцов, матерей и обоих родителей) с помощью микроядерного теста изучали спонтанный уровень частоты поврежденных лимфоцитов крови, чувствительность лимфоцитов к дополнительному острому облучению в дозе 1.0 Гр in vitro и способность к радиационно-идуцированному адаптивному ответу после облучения в малой (адаптирующей) дозе 5 сГр и при последующем облучении в высокой (проявляющей) дозе 1.0 Гр 5 ч спустя. Показано, что потомки облученных родителей отличаются от контрольной группы. У потомков облученных либо отцов, либо матерей не обнаружено ни одного индивидуума с достоверным адаптивным ответом, у потомков обоих облученных родителей доля лиц с достоверным адаптивным ответом снижена с 19.5% в контроле до 6.8%. Распределения потомков по характеру ответа на адаптирующее облучение достоверно отличаются как от распределения в контроле, так и друг от друга. Наблюдается тенденция к повышению радиочувствительности клеток после адаптирующего облучения. В то же время чувствительность лимфоцитов к дополнительному острому облучению во всех группах потомков не отличается от контроля. В объединенной группе всех потомков достоверно снижена средняя спонтанная частота клеток с микроядрами. Результаты работы позволяют предположить, что у человека может происходить трансгенерационная передача радиационно-индуцированной нестабильности генома.
Хроническое облучение, человек, потомки первого поколения, лимфоциты, микроядра, радиочув-ствителъностъ, адаптивный ответ, Южный Урал.
В последние годы феномену радиационно-индуцированной нестабильности генома (НГ) посвящено большое число исследований. НГ регистрируется в дочерних поколениях облученных соматических клеток и проявляется в амплификации генов, повышении уровня соматических мутаций и хромосомных аберраций, отсроченной репродуктивной гибели клеток. В основном эти эффекты описаны in vitro [1-4].
Кроме того, НГ может реализоваться in vivo в повышении радиочувствительности и отсутствии адаптивного ответа после облучения в малых дозах [5]. У жителей загрязненных после радиационных аварий на ЧАЭС и сброса радиоактивных отходов в р. Теча территорий НГ проявляется в виде повышенного уровня цитогенетических повреждений в лимфоцитах крови детей и снижении частоты индивидуумов с адаптивным ответом (АО) через длительное время после аварий [6, 7].
Биологическое значение радиационно-индуцированной НГ для облученного организма может
* Адресат для корреспонденции: 119334 Москва, уд. Косыгина, 4, ИХФ РАН; тел.: (495) 939-74-47; e-mail: pele@chph.ras.ru.
заключаться в повышении риска развития злокачественных новообразований вследствие возрастания вероятности мутационных изменений в клетках [8]. Также предполагается, что радиаци-онно-индуцированная НГ в половых клетках родителей может передаваться потомкам, которые будут генетически нестабильными, что может приводить к повышенному уровню мутаций, хромосомных аберраций, пренатальной смертности, врожденных пороков развития и др. Анализ трансгенерационных эффектов у потомков облученных мышей и крыс показывает, что наблюдается предрасположенность к возникновению злокачественных опухолей [9-11], сокращение латентного периода возникновения лейкозов [12], повышенные уровни хромосомных аберраций и микроядер [13-14].
Многочисленные работы Dubrova с соавт. [1518] показывают, что при облучении мышей в невысоких дозах (0.5 Гр) возрастает частота миниса-теллитных мутаций у их потомков. Существенно, что линии мышей различаются по проявлению трансгенерационных эффектов. Использование
новой чувствительной техники позволило обнаружить тандемные повторы (ESTR - expanded simple tandem repeat), которые характеризуются весьма высоким уровнем мутаций в соматических и половых клетках. Было показано трансгенерационное увеличение уровня мутаций в ESTR ло-кусах, в Fx и F2 поколениях самцов и самок облученных мышей [19]. Эти локусы также первоначально относили к минисателлитным, но недавно их обозначили как ESTR, чтобы отличить от более стабильных истинно минисателлитных повторяющихся последовательностей ДНК в геноме мышей [18].
В течение длительного времени у потомков облученных людей не обнаруживали радиацион-но-индуцированных наследственных отклонений -ни после лучевой терапии, ни у потомков лиц, выживших после ядерной бомбардировки в Хиросиме и Нагасаки [20], ни у людей, облучавшихся в районе Семипалатинского ядерного полигона [21]; не подтверждались трансгенерационные эффекты и в некоторых эпидемиологических исследованиях [22]. Однако при обследовании потомков людей, проживавших на загрязненных после аварии на ЧАЭС территориях Белоруссии и Украины, а также в Казахстане (Семипалатинск) и подвергшихся хроническому облучению, обнаружено повышение частоты мутаций в минисателлитных локусах [23, 24]. В настоящее время имеются данные о целом ряде генетических нарушений у потомков людей, проживающих на территориях с повышенным уровнем радиоактивности. Так, у детей, родившихся в Брянской области в 1986-1995 гг., и детей, рожденных от отцов -ликвидаторов аварии на ЧАЭС и необлученных матерей, уровень аберрантных геномов достоверно выше, чем у детей контрольной группы [25]. У детей ликвидаторов аварии на ЧАЭС обнаружен более высокий уровень частоты мутаций [26, 27], выявлены мутации в тетрануклеотидных последовательностях, однако не отмечается повышения частоты минисателлитных мутаций [28]. Таким образом, данные о существовании трансгенерационных эффектов радиации у человека противоречивы, и проблема требует дальнейшего изучения.
Целью настоящей работы было изучение возможности трансгенерационной передачи нестабильности генома на контингенте потомков первого поколения жителей прибрежных сел р. Теча на Южном Урале, длительное время подвергавшихся хроническому воздействию ионизирующей радиации.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Обследованы потомки первого поколения (71 человек) жителей прибрежных сел р. Теча, которые подверглись хроническому радиационному воздействию в результате сброса жидких ра-
диоактивных отходов ПО "Маяк" [29, 30]. Дозы облучения гонад родителей были обусловлены как внешним у-, так и внутренним излучением, за счет поступления в организм у-излучающих радионуклидов 9^г, 95№, 10^и и др.) и восстановлены в соответствии с дозиметрической системой TRDS 2000. С учетом факта облучения родителей было сформировано 3 группы. Первую составили 18 потомков, у которых радиационному воздействию подвергались только отцы. Индивидуальные значения доз преконцептивного облучения гонад отцов составили 24.4-372.5 мГр (среднее значение 167.6 ± 20.7 мГр). Вторую группу составили 9 человек, которые являются потомками облученных матерей. Диапазон индивидуальных значений доз облучения гонад матерей на время зачатия составил 50.4-708.7 мГр (среднее значение 331.4 ± 94.0 мГр). Третью группу составили потомки первого поколения (44 человека), у которых оба родителя подверглись хроническому комбинированному радиационному воздействию. Суммарная преконцептивная доза на гонады обоих родителей составила 0.54 - 907.9 мГр (среднее значение 180.0 ± 28.1 мГр).
Так как радиационная обстановка в прибрежных селах р. Теча оставалась неблагоприятной в течение первых 10 лет после начала сбросов радиоактивных отходов, то для исключения эффектов внутриутробного и постнатального облучений от радиоактивно загрязненных объектов (река, пойма, территория населенного пункта и др.) в исследование включались лица, рожденные преимущественно после 1960 г. Однако вследствие накопления радионуклидов (в основном 9^г) в материнском организме 30 потомков подвергались также внутриутробному облучению, за счет перехода 9^г из скелета матери через плаценту, а 3 потомка и постнатальному облучению, за счет поступления 9^г с материнским молоком. Дозы внутриутробного и постнатального облучения красного костного мозга (ККМ) в подавляющем большинстве случаев были незначительными и составили 2.05 ± 1.74 мГр (диапазон индивидуальных значений от 0.02 до 2.08 мГр) и 0.02 ± 0.001 мГр (диапазон от 0.018 до 0.021 мГр), соответственно. Лишь у одного потомка доза внутриутробного облучения ККМ составила 123, 43 мГр.
Группу контрольных лиц составили 82 человека, которые не проживали на радиоактивно загрязненной территории и родители которых не подвергались аварийному облучению. Средний возраст контрольной группы составляет 42.8 лет, потомков облученных отцов - 38.3; матерей -39.3 лет, обоих родителей - 43.7 лет.
Исследуемые группы были сформированы на основании результатов медицинского обследования жителей, проживающих в "чистых" районах (не подвергавшихся радиационному воздействию),
Таблица 1. Результаты обследований потомков облученных родителей и контрольной группы
Варианты облучения Число обследованных Число лимфоцитов с микроядрами (на 1000 клеток)
спонтанный уровень после облучения в дозе 1 Гр
среднее значение разброс дисперсия среднее значение разброс дисперсия
Только отец 18 10.4 ± 0.9 6-19 15.9*** 153.7 ± 7.1 101-218 920а
Только мать 9 11.3 ± 1.2 6-17 13.0** 151.7 ± 9.4 102-190 792
Оба родителя 44 11.9 ± 0.8 2-25 28.2*** 153.8 ± 5.7 84-249 1442
Вся группа потомков 71 11.4 ± 0.6* 2-25 23 0*** 153.5 ± 7.7 84-249 1201а
Контроль 82 15.1 ± 1.2 1-53 122.1 164.0 ± 4.8 69-282 1931
Примечание. г-тест. а 0.1 >р > 0.05; * р < 0.05; ** р < 0.01; *** р < 0.001.
и потомков жителей прибрежных сел р. Теча сотрудниками клинического отделения УНПЦ РМ. Все обследованные лица
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.