Отдаленные цитогенетические и соматические последствия у населения, проживающего вблизи сияп, и состояние иммунного статуса под влиянием различных доз γ-излучения (клинико-экспериментальное исследование) 03. 00. 01 Радиобиология

Зерттеу мақсаты: СЯСП маңында тұратын тұрғындарға иондаушы сәулелердің созылмалы әсерінің кейінгі цитогенетикалық зардаптарын, соматикалық аурулардың даму қаупін және γ–сәулелердің әр түрлі мөлшері әсерінен иммунды статусының жағдайын бағалау.

Материалдар мен әдістер: жұмыс барысында клиникалық және эксперименттік материалдар қолданылған. Клинико–эпидемиялогиялық зерттеу диспансерлік бақылау әдісімен, ары қарай жалпы соматикалық аурулардың даму қаупін есептеу: негізгі топ Шығыс Қазақстан облысының Бесқарағай және Абралы аудандарында тұратын 908 адамнан және олардың ұрпақтарынан және бақылау тобы – Көкпекті ауданында тұратын 452 тұрғын алынды. Цитогенетикалық тексеру материалы ретінде 215 негізгі және 50 бақылау тобынан алынған адамдар мен олардың ұрпақтарының перифериялық қанының лимфоциттері алынды. Эксперименттік зерттеулер 200 жыныстық жетілген, дене массасы 180±20 г ақ егеуқұйрықтарға және олардың ұрпақтарына жүргізілді. Хромосомды аберрацияны-радиациялық зақымдалудың маркерлерін зерделеу стандартты және FISH - әдістерімен жүргізілді. 6 Гр, 1,5 Гр×4, 0,2 Гр мөлшердегі жалпы γ–сәулеленудің жануарлар ағзасының иммунологиялық жауабына әсері 30 күннен кейін (жақын арадағы) және 90 күннен кейін (кейінгі) зерттелді.

Транслокация жиілігі негізінде СЯСП маңында тұратын тұрғындардың созылмалы сәулеленуінің 0,1-2,6 Гр мөлшер интервалы есептелді. Иондаушы сәуленің цитогенетикалық әсерлері радиационды – индуцирленген маркерлерде жоғары жиілікте көрінді: хромосомды аберрациялар 8,88±1,17 және 8,6±1,16 (бақылау – 6,74±0,93); дицентриялық және сақиналы хромосомалар саны 1,35±0,07 және 1,05±0,05 (бақылау – 0,58±0,05) сәйкесінше 500 жасушаға, транслокациялар 12,26±0,46 1000 жасушаға, оны радиациялық әсердің ретроспективті биоиндикациясына және биодозиметриясына қолдануға болады. Ұрпақта хромосомды типті аберрациялар жиілігі 2,16±0,15 және 2,37±0,15 құрады (бақылау – 1,87±0,17), хроматид типті аберрациялар жиілігі – 4,07±0,19 және 4,45±0,21 (бақылау–3,9±0,18) 500 жасушаға сәйкесінше, олардың қатынасы екі зерттелетін ауданда 1:1,9 (бақылауда – 1:2).

СЯСП маңы тұрғындарының жалпы соматикалық ауруларға ұшырау қаупі мен тіркелген хромосомды аберрациялар жиілігі арасында жоғары корреляциялық тәуелділік байқалды (г=0,52; р<0,1). Ұрпақта ішкі мүшелер ауруларының таралуы бақылау топқа қарағанда 1,2 есе жоғарылады және хромосомды бұзылыстардың жиілігі жоғары деңгейде ауытқыды (г=0,68; р<0,01).

Әр түрлі деңгейде радиациялық ластанған аумақтарда тұратын тұрғындардың иммунологиялық көрсеткіштері ұқсас өзгерістермен: иммунитеттің жасушалық тізбегінің көрсеткіштері төмендеуімен және фагоцитарлық тізбек қызметінің жеткіліксіздігімен сипатталды.

Эксперименттік зерттеулер нәтижесінде иондаушы сәуленің 6 Гр; 1,5 Гр×4; 0,2 Гр мөлшердегі әсеріне иммундық жүйенің әр түрлі деңгейде жауап беретіндігі анықталды. Кейінгі кезеңде 6 Гр мөлшердегі γ–сәулелену (сублетальді) және 1,5 Гр×4 (фракционды) иммунитеттің жасушалық тізбегінде СD8+ жасушалардың төмендеуіне әкелді, ал аз мөлшер (0,2 Гр) лимфоцитоз фонында–СD3+ және СD4+ жасушалардың төмендеуін және СD8+ жасушалардың жоғарылауына әкелді. Иммунитеттің гуморальді тізбегінде сублетальді мөлшер көкбауырдағы АОК санының, қан сарысуындағы ЦИК концентрациясының, IL–6, TNF- төмендеуіне, супрессия индексінің және IFN- жоғарылауына әкелді. 0,2 Гр мөлшерде – СD19+ лимфоциттер және IL–6 жоғарылауына және қан сарысуының IFN- деңгейінің төмендеуіне әкелді. Фракцияланған мөлшердің әсері иммунитеттің гуморальді тізбегінде супрессия шақырды, ол СD19+ және бауырдағы АОК жоғарылауымен, супрессия индексінің, ЦИК концентрациясының және қан сарысуындағы TNF- мен IFN- төмендеуімен көрінді. Сублетальді және фракцияланған γ–сәулелену мөлшері арнайы емес фагоцитарлы иммунитет жүйесінің белсенділігін арттырды, ол фагоцитоздың, фагоцитарлық санның және НСТ–тесттің жоғарылауымен көрінді. Аз мөлшер лейкоциттердің фагоцитарлы белсенділігін жоғарлатты және нейтрофильдер қызметін қалпына келтірді.

Сәулелендірілген ақ егеуқұйрықтардың ұрпағында, жасушалық тізбектің лимфоциттер субпопуляциясының саны СD3+ және СD4+ азайды, қалыпты жағдайда СD8+. Гуморальді және арнайы емес фагоцитарлы тізбекте СD19+ лимфоциттердің және нейтрофильдердің фагоцитарлық белсенділігінің абсолютті лейкоцитоз және лимфоцитоз фонында жоғарылауы байқалды, ол иммундық жүйенің белсенділігінің артқанын көрсетеді.

СЯСП маңы тұрғындары арасында жүргізілген зерттеулер және негізі Қазақстанның басқа өңірлеріндегі халқы экологиялық жағымсыз аз иондаушы сәуле әсері жағдайында тұратын медициналық мекемелерде қолданылуы мүмкін. Жануарлар мен олардың ұрпақтарына жүргізілген эксперименттік модель әр түрлі γ–сәулелену мөлшеріне иммунды жүйенің жауап беруін зерделеуде қолданылуы мүмкін.

Madina Madiyeva

The remote cytogenetic and somatic consequences at the population living close to Semipalatinsk Nuclear Test Site (SNTS), and a condition of the immune status under the influence of different doses γ - radiations

(clinical-experimental research)
Dissertation for competition of an academic degree of Doctor of Medicine
03.00.01-radiobiology
Summary
The complex analysis of people’s health and their progeny that were suffered from Semipalatinsk Nuclear Test Sites is shown in work on the basis of cytogenetic effects studying caused by ionizing radiation, and definition of reaction of mechanisms of immune system.

Aim of the research: to value remote cytogenetic effects of chronic influence of ionizing radiation, risks of development of somatic diseases rate of population living close to SNTS, and condition of immune status under the influence of γ-radiation in experiment.

Materials and methods: The clinical and experimental material is used in work. Clinical-epidemiological researches were fulfilled by pertaining to the dispensary observation method with the following calculation of risks of somatic diseases rate development: the basic group consisted of 908 people and their progeny, living in Beskaragaiskii and Abralinskii areas of East Kazakhstan, and group of control – of 452 inhabitants of Kokpekty area of East Kazakhstan. Material for cytogenetic inspection realization was the culture of peripheral blood lymphocytes of 215 people of the main and 50 people of control groups and their progeny. Experimental researches were realized on 200 white not thoroughbred adult rats of both sexes in weight of 180±20 gr and their progeny. Studying of chromosomal aberrations - markers radiating damage were fulfilled by standard and FISH-methods. Influence of the general γ-radiation in a dose of 6 Gy; 1,5 Gy×4; 0,2 Gy on immunology reactance of an animals’ organism studied in 30 days (the nearest period) and 90 days (the remote period) after an irradiation.

On the basis of translocations frequency, the interval of a dose of a chronic irradiation of population living close to SNTS is calculated: 0,1-2,6 Gy. Cytogenetic effects of ionizing radiation were shown by high frequency of the radiation-induced markers: chromosomal aberrations 8,88±1,17 and 8,6±1,16 (control - 6,74±0,93); the sums dysenteric and ring chromosomes 1,35±0,07 and 1,05±0,05 (control - 0,58±0,05) accordingly for 500 cells, translocations 12,26±0,46 on 1000 cells that can be used for retrospective bioindication and biodosimetry of radiating influence. At the generation of persons frequency of chromosomal type aberrations has made 2,16±0,15 and 2,37±0,15 (control–1,87±0,17), frequency of aberrations chromotyde type - 4,07±0,19 and 4,45±0,21 (control - 3,9±0,18) on 500 cells, accordingly, their parity 1:1,9 in two investigated areas (in control - 1:2).

High correlation dependence has been revealed between frequency of registered chromosomal aberrations and risks of development of somatic diseases rate at the population living close to SNTS (r=0,52; p<0,1). Prevalence of internal illnesses at the generation of persons exceeded the data of control group in 1,2 times and also with high degree correlated with frequency of chromosomal infringements (r=0,68; p <0,01).

Immunological indicators at the population, living in territories with various degree of radioactive pollution, were characterized by similar changes: decrease of indicators of cellular link of immunity and functional insufficiency of phagocyte link.

Results of experimental researches have revealed various degree of reaction of immune system on ionizing radiation influence in doses of 6 Gy; 1,5 Gy×4; 0,2 Gy. In the remote period γ-irradiation in doses of 6 Gy (sublethal) and 1,5 Gy×4 (fractional) in a cellular link of immunity caused to decrease in number СD8+ cells, and a small dose (0,2 Gy) against lymphocytes’- to decrease in quantity СD3 + and СD4 + cells and to increase of number СD8 + cells. In a humoral link of immunity the sublethal dose led to decrease in number АFC in a spleen, concentration of the CIC in serum of blood, maintenance IL-2, TNF-α, to increase of index of suppression and maintenances IFN-γ. In a dose of 0,2 Gy led to increase СD19+ lymphocytes and IL-6, to decrease in concentration of the CIC and level IFN-γ in serum blood. Influence fractional doses is made suppression in a humoral link of the immunity, shown by increase СD19+ and normalization of АFC in a spleen, index decrease suppression, concentration of the CIC and maintenances TNF-α and IFN-γ in serum blood. Sublethal and fractional γ-irradiation dose made active nonspecific phagocyte section of immunity shown by increase phagocytos, phagocyte number and the NBT-test. The small dose caused increase phagocyte activity of leukocytes and normalization of functional ability of neutrophiles.

In generations of the white rats, were irradiated, in a cellular link the quantity of subpopulations of lymphocytes CD3+ and CD4+ is lowered at normal maintenance CD8+cells. In humoral and nonspecific phagocyte components of immune system was observed increase CD19+ lymphocytes and phagocyte activity of neutrophiles against absolute leucocytoses and lymphocytoses is testified about activation of immune system.

Substantive provisions and results of the conducted research among the population living close SNTS can be used by medical institutions of other regions of Kazakhstan, which population lives in ecologically adverse conditions of influence of small doses of ionizing irradiation.

The experimental model of an irradiation of animals and their generations can be used for studying of reaction of immune system on various doses of γ-irradiation.