= РАДИАЦИОННАЯ ЦИТОГЕНЕТИКА
УДК [57+61]:539.1.04:575.224
ЧАСТОТА И СПЕКТР ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ У РАБОТНИКОВ СИБИРСКОГО ХИМИЧЕСКОГО КОМБИНАТА
Литвяков1, 2, 3*, М. Б. Фрейдин1, М. В. Халюзова1, 3, А. Э. Сазонов1, 1, Е. Н. Альбах1, Д. С. Исубакова1, А. П. Блинов1, В. И. Родионова1, А. А. Кутько1, А. Б. Карпов1, Р. М. Тахауов1
1Северский биофизический научный центр ФМБА России, Северск 2НИИ онкологии СО РАМН, Томск 3Национальный исследовательский Томский государственный университет
Представлены результаты исследования частоты и спектра цитогенетических нарушений у 657 здоровых работников Сибирского химического комбината (СХК), в процессе профессиональной деятельности подвергавшихся внешнему, внутреннему и сочетанному (внешнему и внутреннему) хроническому радиационному воздействию, в зависимости от возраста, пола, вида облучения и дозы внешнего облучения. Не установлено гендерных и возрастных различий в частоте хромосомных аберраций (ХА). Показаны различия по частоте ХА в зависимости от вида облучения. Для индукции ХА определяющим фактором является хроническое внешнее облучение. При дополнительной радиационной нагрузке за счет инкорпорированного
239ри
в крови работников с сочетанным радиационным воздействием по сравнению с работниками, подвергавшимися только внешнему облучению, уменьшается частота аберрантных клеток, аберраций хромосомного типа, парных фрагментов и кольцевых хромосом. Дозовая зависимость частоты ХА у работников СХК имеет нелинейный характер. При облучении в дозе >0—10 мЗв наблюдается достоверное (или на уровне тенденции, р = 0.066) уменьшение частоты аберрантных клеток, аберраций хроматидного и хромосомного типов по сравнению с контролем, что соответствует известному явлению радиационного гормезиса. При дозах менее 40 мЗв не наблюдается значимого повышения частоты ХА. Статистически значимое увеличения выхода аберрантных метафаз и аберраций хроматидного и хромосомного типов отмечается, начиная с диапазона доз >40—100 мЗв (для дицентриков — с диапазона >100—200 мЗв), что может свидетельствовать в пользу известной линейно-пороговой модели. В диапазоне >100— 500 мЗв на дозовой кривой имеется плато.
Хромосомные аберрации, ионизирующее излучение, внешнее и внутренее облучение, дозовая зависимость.
БОТ: 10.7868/80869803114030084
© 2014 г. Н. В. Е. О. Васильева
Образование хромосомных и генных мутаций в различных клетках-мишенях является характерным эффектом действия ионизирующих излучений [1—3]. Метод определения частот ХА был принят в рекомендациях МАГАТЭ в 1986 г. в качестве официального способа биологической дозиметрии [4]. В настоящее время опубликована уже третья редакция данного документа [5]. Однако было показано, что при цитогенетическом анализе даже в ранние сроки после облучения на дозовой кривой в диапазоне доз от 0.1—0.2 до 0.5 Гр разброс индивидуальных значений весьма велик и главным образом за счет случайных факторов [6]. С другой стороны, имеются данные о длительном сохранении цитогенетических нарушений в лимфоцитах
* Адресат для корреспонденции: 636013 Северск-13, Том-
ская обл., ЗАТО Северск, а/я № 130, Северский биофизический научный центр ФМБА России; тел./факс: +7 (382-
3) 99-40-01, 99-40-02; е-шаП: nvlitv72@yandex.ru.
крови у ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС, у профессионалов, работающих с источниками ионизирующего излучения, и у больных хронической и острой лучевой болезнью (например, работников производственного объединения "Маяк") [6—15]. При этом ХА могут служить индикатором имевшего место радиационного воздействия. Их частота, структура, способность сохраняться в клеточных поколениях определяются видом радиационного воздействия, характером формирования дозы во времени, влиянием генетических факторов [16—18].
Изучение частоты и спектра ХА у профессионалов, подвергавшихся хроническому облучению, представляет значительный интерес. В связи с длительным периодом облучения индукция и сохранение ХА меньше зависит от случайных факторов и образа жизни и больше определяется
генетической компонентой индивидуальной радиочувствительности, что дает возможность изучать связь частоты и спектра ХА с полиморфизмом генов. Кроме того, у данной исследованной когорты имеется достоверный дозиметрический контроль, что позволит построить дозовую зависимость частоты ХА.
Целью настоящей работы стало исследование частоты и спектра цитогенетических нарушений у работников СХК в зависимости от возраста, пола, вида производства, вида облучения и дозы внешнего радиационного воздействия.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Проведен анализ уровня ХА у 657 здоровых работников Сибирского химического комбината (СХК) — крупнейшего в мире комплекса предприятий атомной индустрии (http://atomsib.ru). Исследование проводилось в соответствии с принципами Хельсинкской декларации 1964 г. (с изменениями 1975—2008 гг.) и с разрешения локального этического комитета Северского биофизического научного центра ФМБА России. Были получены информированные согласия от всех работников СХК, участвовавших в данном исследовании.
В исследованную группу вошли работники трех производств СХК: реакторного, радиохимического и плутониевого. Работники этих производств подвергались хроническому воздействию внешнего (у-излучение), внутреннего (за счет инкорпорированного 239Ри) или сочетанного (внешнего и внутреннего) облучения в процессе профессиональной деятельности.
Данные об индивидуальных дозах у-излучения (внешнему облучению подвергался преимущественно персонал реакторного производства), измеренных с помощью фотопленочных и термолюминесцентных дозиметров, были получены из отдела охраны труда, ядерной и радиационной безопасности СХК. Индивидуальный дозиметрический контроль персонала проводится с момента ввода в действие основных технологических процессов с 1953 г. В период 1958—1998 гг. в системе контроля индивидуальной дозы у-излучения применялся пленочный дозиметр; первые термолюминесцентные дозиметры эксплуатировались в период 1988-2003 гг. С 1998 г. на СХК эксплуатируется автоматизированный комплекс индивидуальной дозиметрии с термолюминесцентными дозиметрами. Данный комплекс полностью заменил устаревшие пленочные и термолюминесцентные дозиметры. Среднее значение суммарной дозы внешнего облучения обследованных
лиц составило 165 ± 9 мЗв, медиана — 88 мЗв, ин-терквартильный размах — 23—222 мЗв, диапазон доз — 0.1—1 000 мЗв. Только восемь человек имели дозу облучения свыше 1 000 мЗв (максимальная доза — 1 600 мЗв).
Информация о работниках СХК, подвергавшихся воздействию внутреннего а-излучения (это работники плутониевого и радиохимического производств СХК) за счет инкорпорированного 239Ри получена в биофизической лаборатории Центра гигиены и эпидемиологии № 81 ФМБА России. Работникам проводилось стационарное биофизическое определение содержания 239Ри на фоне введения пентацина и без пентацина. Расчет доз внутреннего облучения от 239Ри осуществлялся следующим образом. На основе модели "Дозы-2005" составлялись системы дифференциальных уравнений, описывающих поведение плутония в дыхательном тракте и внелегочной системе [19]. Уравнения имели следующий вид:
п п
йд/= ¥( Г) + £ ^ 1д1 - £ X,^, (1)
I = 1 ] = 1
где У(1) — скорость поступления нуклида в орган (ткань); д(-, — содержание плутония в ¡-й,]-й камерах; X, ¡, X,, — постоянные перехода из]-й камеры в ¡-ю и обратно.
После решения систем уравнений получались численные значения содержания нуклида в органах (тканях). Количество распадов за определенное время ? получали суммированием полученных системных значений за это время. Переход от количества распадов к единицам доз осуществлялся по известным соотношениям. Расчет доз проводился на основные органы депонирования (легкие, печень, кости скелета). В отличие от персонала производственного объединения "Маяк" число работников СХК, имевших высокое содержание плутония, было крайне незначительным.
Источником медицинской информации был архив Северского биофизического научного центра ФМБА России, который содержит медицинские документы всех обследованных работников СХК.
Распределение обследованных работников по трем основным производствам СХК и их характеристика представлены в табл. 1.
В соответствии с задачами исследования были проведены оценка частоты ХА в зависимости от возраста и пола; сравнение частоты и спектра ХА у работников различных заводов СХК; оценка зависимости частоты и спектра ХА от вида и дозы облучения.
Таблица 1. Характеристика обследованных групп работников основных производств Сибирского химического комбината
Показатель Реакторное производство Плутониевое производство Радиохимическое производство
Число обследованных Мужчины/женщины Возраст (М ± БЕ), лет Стаж (М ± БЕ), лет 329 276/53 53.8 ± 0.6 29.5 ± 0.7 203 139/64 53.5 ± 0.6 29.9 ± 0.7 125 98/27 52.8 ± 1.2 30.9 ± 1.2
Доза внешнего облучения, мЗв М ± БЕ Медиана Ь-Я 204.1 ± 13.1 136 24.3-293.4 62.5 ± 10.3 10.5 0-62.9 77.7 ± 10.8 46.6 14.7-88.1
Число работников, подвергавшихся внешнему облучению 285 137 121
Доза внутреннего облучения, мЗв М ± БЕ Медиана Ь-Я - 135.0 ± 26.7 20 0-120 39.4 ± 8.5 10 0-30
Число работников, подвергавшихся внутреннему облучению 0 135 82
Примечание. М - среднее арифметическое; БЕ — ошибка средней; Ь-Я - интерквартильный размах.
Таблица 2. Характеристика обследованных групп работников Сибирского химического комбината в зависимости от вида облучения
Показатель 1. Контроль 2. Внутреннее облучение 3. Внешнее облучение 4. Сочетанное облучение
Число обследованных 77 37 301 184
Мужчины/Женщины 35/42 21/16 266/35 157/27
Возраст (М ± БЕ), лет 53.1 ± 1.0 52.3 ± 0.8 52.5 ± 0.7 54.4 ± 0.7
Стаж (М ± БЕ), лет 28.6 ± 1.5 28.8 ± 0.9 29.1 ± 0.8 32.2 ± 0.7
М ± БЕ - - 117.8 ± 7.3 105.6 ± 11.5 р*3-4 = 0.3412
Доза внешнего облучения, мЗв Медиана - - 61.4 59.2 р#3-4 = 0.4592
Ь-Я - - 15.4-151.1 17.8-140.5
М ± БЕ - 152.2 ± 29.6 р*2-4 = 0.9629 - 149.1 ± 29.1
Доза внутреннего облучения, мЗв Медиана - 80 р#2-4 = 0.0299 - 30
Ь-Я - 40.0-160.0 - 10.0-120.0
Примечание. М - среднее арифметическое; БЕ — ошибка средней; Ь-Я
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.