Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск
ГУ НИИ медицинской генетики ТНЦ СО РАМН, лаборатория цитогенетики

Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам Международной 66-й научной студенческой конференции им. Н.И. Пирогова (г.Томск, 2007 год) под редакцией проф. Новицкого В.В. и д.м.н. Огородовой Л.М.

Скачать сборник целиком (формат .PDF, 1,5 мб)

 

В настоящее время большие группы людей подвергаются повышенному радиационному и химическому воздействию в результате широкого применения источников ионизирующего излучения, загрязнения окружающей среды радиоактивными и химическими отходами. Такая опасность в первую очередь имеется для персонала предприятий ядерно-химического комплекса, непосредственно связанных как с радиационными, так и с химически токсичными элементами. Наиболее серьезной проблемой для здоровья этих лиц является возникновение генетических эффектов в соматических и половых клетках. Ранее было показано, что у людей контактирующих с плутонием-239 обнаружены мультиаберрантные клетки или отдельные клетки с множественными хромосомными нарушениями, что связанно с его ?-радиоактивностью [2].
Плутоний-239 – радиоактивный элемент с периодом полураспада в 24110 лет, являющийся ?-излучателем. Он может попадать в организм ингаляционным путем и оставаться в нем долгие годы. В целом, на предприятиях ядерно-химического производства России зарегистрировано около 2 тыс. лиц – носителей плутония-239 с существенным превышением его содержания в организме. Установлено, что с точки зрения прямого повреждения ДНК ?-лучи оказывают приблизительно в 10-30 раз более опасное биологическое воздействие, чем ?-лучи, т. к. являются плотно-ионизирующими частицами с высокой линейной передачей энергии. В тоже время, плутоний, как любой тяжелый металл, является химически токсичным элементом. Влияние плутония-239 как химического мутагена на организм человека на сегодняшний день до конца не изучено. Однако эти знания являются важными в понимании процессов влияния таких веществ на геном человека.
Тест-системой для оценки воздействия химических мутагенов на человека является учет сестринских хроматидных обменов (СХО) в лимфоцитах периферической крови. Этот метод является высокочувствительным для всех химических мутагенов и позволяет выявлять их действие в очень малых дозах, а число индуцированных СХО растет линейно с увеличением концентрации химического вещества независимо от типа мутагена в лимфоцитах человека [1]. В тоже время анализ данных литературы показывает, что не только химические вещества, но и воздействие ?-частиц в малых дозах может также повышать частоту СХО в клетках. Так, показано существенное увеличение СХО при облучении альфа-частицами в дозе от 0,4 до 0,8 сГр культуры нормальных человеческих диплоидных фибробластов легкого [4]. Повышение частоты СХО при воздействии ?-излучения в дозе 0,31 мГр продемонстрировано и на клетках китайского хомячка [5]. Поэтому, ?-лучи, по-видимому, также могут приводить к увеличению частоты СХО. Каким же образом ?-излучение может действовать на организм как химический мутаген? Находясь внутри организма, ?-частицы сильно разрушают молекулы, расположенные рядом с ними, образуя при этом большое количество свободных радикалов, которые и выступают как химические мутагены.
Целью исследования является выяснение влияния плутония-239, как химически токсичного элемента, на генетический аппарат клетки у работников ядерно-химического производства, имевших контакт с данным веществом в ходе своей профессиональной деятельности.
Материалом для анализа СХО являются цитогенетические препараты, полученные из культивированных лимфоцитов периферической крови работников ядерно-химического производства (10 человек), контактировавших в ходе своей профессиональной деятельности с плутонием-239 и получивших от 10 до 37 нКu (в среднем 18±2,9 нКu). Средний возраст составил 54,0 12,9 лет. В качестве контрольной выборки была обследована группа лиц (8 человек), не имевшая контактов с данным веществом, средний возраст составил 50,2 3,9 лет и статистически значимо не отличался от данного показателя в первой группе (p<0,01). Препараты лимфоцитов готовили из ФГА-стимулированных культур клеток периферической крови, инкубированных в течение 72 часов при температуре 37°С. Для дифференциальной окраски СХО на начальном этапе в культуральную смесь добавляли 5-бромдезоксиуридин в конечной концентрации 10 мкг/мл. Окраску препаратов проводили по модифицированному методу дифференциальной окраски сестринских хроматид [3]. От каждого индивида анализировали по 50 метафазных пластинок, находящихся во втором митотическом делении, с подсчетом числа СХО в каждой метафазе и определением их среднего числа на клетку. Статистическую обработку результатов проводили с использованием непараметрического критерия Манна-Уитни.
Предварительные результаты показывают, что среднее число СХО на клетку в лимфоцитах периферической крови у работников ядерно-химического производства составляет 6,03 0,63, а для населения, проживающего в 10-ти километровой зоне от производства, этот показатель составляет 5,26 0,44. Статистический анализ полученных данных показывает, что плутоний-239 в дозах от 10 до 37 нКu достоверно увеличивает частоту СХО на клетку в лимфоцитах лиц, контактирующих в ходе своей производственной деятельности с плутонием-239 (р=0,01), по сравнению с контрольной выборкой.
Таким образом, возможно, что плутоний-239 оказывает на организм человека не только радиотоксичное, но и химическое мутагенное воздействие. Однако, это заключение является предварительным и не позволяет пока сделать окончательных выводов о мутагенных эффектах исследуемого элемента.

Список литературы:
1.    Бочков, Н.П. Наследственность человека и мутагены внешней среды / Н.П. Бочков, А.Н.Чеботарев. – М. : Медицина, 1989. – 170 с.
2.    Попова, Н.А. Мультиаберрантные клетки при внутреннем облучении источниками плотно-ионизирующего излучения / Н.А. Попова, Л.П. Назаренко, С.А. Назаренко // Генетика. – 2004. - №12. – С. 1709-1713.
3.    Чеботарев, А.Н. Модифицированный метод окраски сестринских хроматид / А.Н. Чеботарев, Т.Г. Селезнева, В.И. Платонова // Бюл. экспер. биол. и мед. – 1978. - №2. – С. 242-243.
4.    Deshpande, A. Alpha-particle-induced sister chromatid exchange in normal human lung fibroblasts: evidence for an extranuclear target. / A. Deshpande, EH. Goodwin, SM. Bailey, BL. Marrone, BE. Lehnert // Radiat Res. – 1996. – V.145, №3. – Р.260-267.
5.    Induction of sister chromatid exchanges by extremely low doses of alpha-particles / H. Nagasawa // Cancer Res. – 1992. – V.52, №22. – Р. 6394-6396.