РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2007, том 47, № 1, с. 80-85
^ РАДИАЦИОННАЯ
ЦИТОГЕНЕТИКА
УДК 616:575.224.23:599:539.1.047
ВЛИЯНИЕ ВОЗРАСТА И НИЗКОДОЗОВОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА ЧАСТОТУ ХРОМОСОМНЫХ АБЕРРАЦИЙ В ЛИМФОЦИТАХ ЧЕЛОВЕКА
© 2007 г. Н. Е. Любимова, И. Е. Воробцова*
Федеральное государственное учреждение Центральный научно-исследовательский рентгенорадиологический институт МЗСР РФ, Санкт-Петербург
Исследовали зависимость спонтанного уровня хромосомных аберраций в лимфоцитах от возраста и низкодозового облучения в двух выборках людей - контрольной (128 чел.) и экспонированной, получившей в прошлом неконтролируемое облучение в низких дозах (283 чел.). В выборке экспонированных людей частота хромосомных аберраций всех типов повышена по сравнению с контролем. Для выявления связи уровня ХА и возраста использовали три статистических подхода: корреляционный анализ индивидуальных данных, корреляционный анализ средних при разбиении выборок на 10-летние интервалы и сравнение средних частот ХА у трех возрастных групп. В контрольной выборке достоверное увеличение числа аберраций с возрастом наблюдали лишь при ее разбиении на 10-летние возрастные интервалы. В экспонированной выборке возрастная зависимость общей частоты хромосомных аберраций в основном за счет парных фрагментов обнаружена при всех способах обработки данных. Возможно, облучение людей в малых дозах приводит к функциональной неполноценности репарационных систем, и повреждения интенсивнее накапливаются с возрастом.
Человек, лимфоциты, хромосомные аберрации, возраст, низкодозовое облучение.
В связи с ростом техногенной нагрузки на природу возникла необходимость оценки мутагенности окружающей среды на человека. Как правило, такая оценка осуществляется на основе изучения уровня хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови. Уровень хромосомных аберраций позволяет определить степень воздействия различных генотоксических факторов, в частности, ионизирующей радиации. При воздействии ионизирующей радиации частота хромосомных аберраций (ХА) используется и для биологической реконструкции поглощенных доз. В этом случае для корректности биодозиметрии необходимо иметь представление о спонтанном уровне хромосомных повреждений. На спонтанный уровень ХА могут оказывать влияние не только внешние воздействия, но и пол, возраст, вредные привычки. В настоящей работе изучали влияние низкодозового облучения и возраста на частоту ХА, выявляемых рутинным методом в культивируемых лимфоцитах крови человека.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Цитогенетическое обследование было проведено у двух групп людей - контрольной и "экспониро-
* Адресат для корреспонденции: 197758 Санкт-Петербург, Песочный, Ленинградская, 70/4, ФГУ ЦНИРРИ МЗСР РФ; тел.: (812) 596-87-79; факс (812) 596-67-05; e-mail: radgen@ sertolovo.ru.
ванной", т.е. подвергавшейся в прошлом радиационному воздействию в низких дозах. Контрольная группа состояла из детей (ДК) и взрослых (ВК), не подвергавшихся облучению. Экспонированная группа включала в себя следующие категории лиц: дети (ДЭ) и взрослые (ВЭ), эвакуированные из загрязненной радионуклидами зоны в результате аварии на Чернобыльской АЭС; ликвидаторы последствий аварии на Чернобыльской АЭС (Л); лица, подвергавшиеся радиационному воздействию вследствие аварий на ядерных предприятиях, атомных подводных лодках или при испытаниях ядерного оружия, так называемые ветераны подразделения особого риска (ВТ). На каждого человека заполняли анкету, включавшую данные о возрасте, вредных привычках, болезнях, приеме лекарств, рентгенодиагностических процедурах в течение полугода до цитогенетического анализа. Некоторые характеристики обследованных групп представлены в табл. 1.
Культивирование лимфоцитов осуществляли по стандартной методике: 0.5 мл цельной крови помещали в стерильные пластиковые бакпечат-ки, содержащие 4.5 мл среды RPMI-1640 с 15% эмбриональной телячьей сыворотки, фитогемаг-глютинин, антибиотики. Инкубацию лимфоцитов проводили в течение 48-52 ч при температуре 37°С, в последние 3 ч - в присутствии колцемида (0.1 мкг/мл) для накопления лимфоцитов на стадии метафазы. Приготовление препаратов мета-
Таблица 1. Характеристика обследуемых групп людей
Группа Число обследованных Возраст, лет Средний возраст, лет Пол Курение Срок после облучения, лет
м ж да нет
ДК 42 3-17 10.0 ± 0.60 22 21 - - -
ВК 86 18-72 35.8 ± 1.28 57 29 39 44 -
ДЭ 73 2-17 10.0 ± 0.37 42 31 - - 1-10
Л 170 23-66 40.31 ± 0.67 168 2 96 72 4-11
ВТ 21 28-71 57.33 ± 0.29 17 4 16 5 15-45
ВЭ 19 26-45 35.47 ± 1.15 5 14 4 13 5-10
Л + ВТ + ВЭ 210 23-71 41.6 ± 0.70 190 20 116 90 1-45
Таблица 2. Количество хромосомных аберраций (на 100 клеток) у людей различных групп
Группа Дети Взрослые
ДК ДЭ ВК ВЭ Л ВТ
Число обследованных 42 64 93 19 174 22
Число клеток 7340 11853 17438 3730 32605 5477
Всего ХА 1.87 ± 0.16 2.57 ± 0.15** 2.14 ± 0.11 2.73 ± 0.27* 2.70 ± 0.09** 3.76 ± 0.26**
НХО 0.07 ± 0.03 0.14 ± 0.03* 0.11 ± 0.02 0.13 ± 0.06 0.17 ± 0.02* 0.55 ± 0.10**
ПФ 0.76 ± 0.10 0.79 ± 0.08 0.94 ± 0.07 1.07 ± 0.17 1.30 ± 0.06** 1.42 ± 0.16**
ОФ 1.06 ± 0.12 1.56 ± 0.11** 0.97 ± 0.07 1.42 ± 0.19* 1.12 ± 0.06 1.55 ± 0.17**
Примечание. Отличия от контроля: * p < 0.05, ** p < 0.01 (критерий Стьюдента).
фазных пластинок проводили стандартным методом, используя для гипотонической обработки клеточной суспензии 0.075 M KCl (14 мин, 37°C), для фиксации - смесь метанола и уксусной кислоты в объемном отношении 3 : 1. Клеточную суспензию раскапывали на охлажденные предметные стекла. Препараты окрашивали 6% краской Гимза. Цитогенетический анализ выполняли на световом микроскопе "Бимам" (ЛОМО, Россия) в проходящем свете под масляной иммерсией при увеличении х900. Как правило, просматривали не менее 200 метафазных пластинок на человека. Учитывали следующие типы аберраций хромосом: дицентрические и кольцевые хромосомы (нестабильные хромосомные обмены - НХО), парные фрагменты (ПФ), одиночные фрагменты (ОФ). Анализировали метафазы, содержащие 46 ± 1 хромосому.
При статистическом анализе данных использовали критерий Стьюдента, корреляционный и регрессионный анализы (программа Statistica 6.0), а также дисперсионный анализ (программы Prism 4.0 и Statgraphics Plus 5.1).
РЕЗУЛЬТАТЫ
В табл. 2 представлены результаты сравнения контрольной и экспонированной групп по часто-
те ХА. Из табл. 2 видно, что как у детей, так и у взрослых экспонированных групп частота изученных аберраций в большинстве случаев повышена по сравнению с соответствующими контрольными выборками. При анализе влияния возраста на частоту различных аберраций хромосом из выборок исключили людей, возраст которых не был известен. Группы "ВТ", "ВЭ" и "Л" были объединены. Различий по частоте ХА между мужчинами и женщинами, а также курящими и не курящими ни в контрольной, ни в экспонированной выборках не было обнаружено, поэтому при анализе возрастной зависимости уровня ХА пол и статус "курение" обследуемых не учитывался. Для выявления связи между частотой ХА и возрастом было использовано три подхода: 1) корреляционный анализ Пирсона по индивидуальным данным возраст - частота ХА; 2) аналогичный корреляционный анализ средних значений ХА и возраста в группах, объединенных в 10-летние возрастные интервалы; 3) сравнение по критерию Стьюдента частоты ХА в трех возрастных группах - младший возраст (1-17 лет), средний возраст (18-39 лет), старший возраст (4072 года).
В контрольной выборке при корреляционном анализе индивидуальных данных не было установлено достоверной связи с возрастом ни обще-
Таблица 3. Коэффициенты корреляции частоты ХА и возраста по индивидуальным данным
Тип Контроль Экспонированные
аберраций N = 128) N = 283)
ХА г = 0.05 г = 0.13
р = 0.60 р = 0.03
НХО г = 0.15 г = 0.02
р = 0.09 р = 0.73
ПФ г = 0.12 г = 0.22
р = 0.19 р = 0.000
ОФ г = -0.07 г = -0.01
р = 0.40 р = 0.88
Примечание. Жирным шрифтом выделены достоверные значения коэффициентов корреляции (р < 0.05).
го уровня ХА, ни частот отдельных типов аберраций - НХО, ПФ, ОФ. При аналогичном анализе выборки экспонированных лиц наблюдали достоверное увеличение с возрастом общей частоты ХА и частоты ПФ при отсутствии возрастной зависимости уровня НХО и ОФ (табл. 3).
При разбиении обследованных выборок на 6 возрастных интервалов (табл. 4) в контрольной выборке высокую достоверную положительную корреляцию наблюдали между возрастом и частотами НХО и ПФ; увеличилось, хотя и не до приемлемого уровня значимости, значение коэффициента корреляции между возрастом и общей частотой ХА (ср. табл. 3 и 5). В экспонированной выборке подтвердилась и оказалась более тесной положительная связь общей частоты ХА, частоты ПФ и возраста, установленная при анализе индивидуальных данных. В то же время зависимость
частоты НХО от возраста осталась недостоверной, несмотря на существенное увеличение значения коэффициента корреляции (табл. 5). Двух-факторный дисперсионный анализ, проведенный по усредненным данным в 6 возрастных группах, выявил достоверный вклад фактора "облучение" в значение частот всех изученных аберраций (р < < 0.05). Фактор "возраст" оказывал достоверное влияние на общую частоту ХА (^ = 3.5,р < 0.01) и частоту ПФ (^ = 5.5, р < 0.001), но не на уровень НХО и ОФ. Взаимодействия фактора "облучение" и "возраст" в отношении уровня всех ХА обнаружено не было. Как показал регрессионный анализ данных, усредненных по 10-летним интервалам, зависимость общей частоты ХА, частоты НХО и частоты ПФ от возраста удовлетворительно описывается линейной функцией вида у = = а + Ьх, где у - общая частота ХА, частота НХО или ПФ в процентах, х - возраст в годах. В экспонированной выборке линейная регрессия оказалась достоверной для общей частоты ХА и частоты ПФ. Коэффициенты соответствующих уравнений регрессии для разных типов ХА представлены в табл. 6. Для общей частоты ХА линейный коэффициент уравнения регрессии достоверно выше в экспонированной выборке по сравнению с контрольной. Для отдельных типов ХА достоверных различий коэффициентов регрессии не выявлено.
При разбиении обследованных выборок на три
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.