Иммунологическая реактивность организма после воздействия различных доз гамма-излучения в отдаленном периоде

Проведенные исследования по изучению иммунного статуса у жителей, подвергшихся радиационному воздействию в различных дозах, выявили различные дисфункции, что обусловило проведение эксперимента для определения особенностей иммунного реагирования на различные дозы ионизирующего излучения.

В ближайшем периоде после действия малых доз гамма-излучения (0,2 Гр) в периферической крови облученных крыс на фоне лимфоцитоза регистрируется снижение количества Т-общих и субпопуляции Т-лимфоцитов с хелперной и супрессорной активностью. В отдаленном периоде после действия малой дозы гамма-излучения отмечалось достоверное повышение числа лимфоцитов. Статистически сниженными по отношению к интактной группе оставалось количество как относительного, так и абсолютного количества общих Т-лимфоцитов. При этом разнонаправлено вели себя субпопуляции Т-лимфоцитов: количество Т-лимфоцитов с хелперной активностью снижалось на 12 %, а Т-лимфоцитов с супрессорной активностью, напротив, повышалось на 8 % (р<0.05). Данное изменение вызывало снижение ИРИ (1,6) приближаясь к контрольному уровню (1,9), а лимфокинпродуцирующая способность лейкоцитов возрастала до контрольных значений (рисунок 5).

В отдаленном периоде после воздействия малых доз гамма-излучения по отношению к ближайшему периоду и интактной группе отмечался рост абсолютного и относительного количества СD19+лимфоцитов. Повышалось до контрольного уровня число АОК в селезенке. Индекс супрессии, в сравнении с ближайшим периодом, снижен на 26 %. Концентрация ЦИК в сыворотке крови (0,8±0,05) г/л возрастала по отношению к ближайшему периоду (0,55±0,003) г/л, но при этом не достигало контрольного уровня (1,26±0,028) г/л (рисунок 8).

Было изучено содержание цитокинов в крови экспериментальных животных после различных дозовых нагрузок в отдаленном периоде (таблица 9).

Из таблицы 9 видно, что при действии сублетальной дозы гамма-излучения в отдаленном периоде наблюдалось снижение содержаний IL-6 и TNF-α и повышение содержания IFN-γ. Фракционированные дозы гамма-излучения в отдаленном периоде вызывают снижение в 1,2 раза TNF-α и в 1,4 раза IFN-γ. Со стороны IL-2 и IL-6 существенных изменений не наблюдалось. При действии малых доз гамма-излучения происходило повышение содержания в 1,9 раз IL-6 и снижение содержания в 1,4 раз IFN-γ. Со стороны IL-2 и TNF-α значимых изменений в отдаленном периоде после действия малых доз гамма-изучения не обнаружено. Нарушения содержания цитокинов после радиационного воздействия можно считать защитным механизмом, ограничивающим повреждение тканей.

В отдаленном периоде после фракционированного гамма-облучения по отношению к интактной группе наблюдалось достоверное повышение фагоцитоза - 51 % против 34 % соответственно, фагоцитарного числа - 2,6±0,1 и 1,6±0,2 соответственно, показателя НСТ-теста почти в 3 раза – 12,1±4,1 и 4,6±1,5 соответственно (р<0,05).

В отдаленном периоде после воздействия малых доз гамма-излучения фагоцитарная активность лейкоцитов достоверно повышена на 32 % в сравнении с показателями контроля. Происходила нормализация фагоцитарного числа 1,77±0,06 (в интактной группе – 1,6±0,2), НСТ-теста – 6,0±1,1 (в интактной группе – 4,6±1,5).
Таблица 10 – Показатели неспецифического звена иммунитета после влияния различных доз гамма-излучения в отдаленном периоде

Показатели	Группы облученных животных
	1. интактные (n=10)	2. 6 Гр (n=20)	3. 1,5×4Гр (n=20)	4. 0,2 Гр (n=20)
Фагоцитоз, %	34,0±2,3	52,8±1,5**	51,0±1,8*	49,5±2,7*
ф/ч	1,6±0,2	2,5±0,2*	2,6±0,1*	1,77±0,06*
НСТ-тест	4,6±1,5	10,9±1,8**	12,1±4,1*	6,0±1,1
Примечания 1 * - достоверно к интактной группе (р<0,05); 2 ** - достоверно к интактной группе (p<0,01); 3 n - количество опытов

Исследования, посвященные отдаленным эффектам ионизирующего излучения, проявляющихся на потомстве, не теряют своей актуальности, так как многие вопросы, в частности, состояние иммунитета, остаются открытыми и оценка таких последствий требует тщательного анализа. Поэтому было изучено состояние иммунного статуса у потомков облученных животных.

Работу проводили на 20 потомках белых крыс, в возрасте 3 месяцев, родители которых были подвергнуты тотальному гамма-облучению и в последующем, содержались в стандартных условиях вивария до рождения приплода. Исследовали те же параметры основных звеньев иммунитета, что и у их родителей, стандартными методами. Сравнение полученных результатов проводили с группой их родителей и интактных животных (таблица 11).

На фоне абсолютного лейко- и лимфоцитоза в клеточном звене заметно снижено количество субпопуляций СD4+лимфоцитов, по отношению к интактной группе и к группе родителей, что привело к нарушению хелперно-супрессорного соотношения и снижению ИРИ в 1,8 раз соответственно (p<0,05). Известно, что хелперно-супрессорный индекс является одним из наиболее важных показателей. При снижении данного показателя за счет хелперной популяции до 1:1 следует ожидать развитие синдрома иммунологического дефицита. В нашем исследовании данное соотношение приближается к 1:1. Следовательно, у потомков облученных животных имеется иммунологическая недостаточность. Изменения, затрагивающие гуморальное звено иммунной системы, характеризовались повышением количества В-лимфоцитов в 2,7 раз по отношению к интактной группе и в 1,4 раза по отношению к родителям; нормализацией АОК в селезенке и снижением концентрации ЦИК в сыворотке крови, как по отношению к интактной группе животных, так и по отношению к родительской группе, что свидетельствовало об активации данного звена.

В неспецифическом звене у потомков облученных крыс было обнаружено достоверное снижение фагоцитарной активности лейкоцитов на 12 %, фагоцитарного числа на 5,2 % по отношению к группе облученных родителей и повышение всех показателей неспецифического звена иммунитета по отношению к интактной группе (таблица 12). Сравнить собственные результаты иммунного статуса у потомков облученных крыс нам не представлялось возможным, так как, подобных работ в доступной литературе не обнаружили.

Таблица 12 - Показатели неспецифического звена иммунитета у потомков облученных белых крыс

Показатели	1 группа (n=15) интактные крысы	2 группа (n=20) облученные крысы	3 группа (n=20) потомки
Фагоцитоз (%)	34,0±2,3	52,8±1,5**	44,9±3,4*0
Ф/Ч	1,62±0,23	2,5±0,22*	2,37±0,2*
НСТ-тест	4,57±1,56	10,9±2,78**	5,45±1,78
Примечания 1 * - достоверность к 1 группе (р<0,05), ** - достоверность (p<0,01); 2 0 – достоверность к 2 группе (р<0,05).

Таким образом, клинико-экспериментальные исследования позволили выявить цитогенетические, соматические эффекты и иммунологические нарушения у населения и их потомков, проживающего вблизи СИЯП.

В работе заложена основа для дальнейших экспериментальных исследований по влиянию различных доз ионизирующего излучения на состояние иммунного статуса у потомства облученных животных.
Заключение
Проведенные исследования и совокупность полученных результатов позволили прийти к следующим выводам:

1. У населения, проживающего в Абралинском и Бескарагайском районах Восточно-Казахстанской области, выявлены стабильные (транслокации) и нестабильные (дицентрические и кольцевые хромосомы) хромосомные аберрации. На основании частоты стабильных хромосомных аберраций интервал дозы хронического облучения у населения, проживающего вблизи СИЯП, равен 0,1-2,6 Гр.

2. Лица, рожденные от облученных родителей в установленных дозах, проживающих в исследуемых районах, имеют повышенную частоту аберраций по сравнению с контрольным районом. Основной вклад в спектр аберраций у потомков вносят хроматидные фрагменты.

3. Отдаленные соматические эффекты ионизирующего излучения у населения Абралинского и Бескарагайского районов Восточно-Казахстанской области и их потомков характеризуются высокими показателями распространенности и риска болезней основных классов (болезней крови и кроветворных органов, эндокринной системы, системы кровообращения, болезней костно-мышечной системы и соединительной ткани и органов дыхания). Частота соматических заболеваний положительно коррелирует с частотой хромосомных аберраций: r=0,52 - у лиц, подвергавшихся радиационному воздействию и r=0,68 - их потомков.

4. Состояние иммунного статуса у населения, проживающего вблизи СИЯП и у лиц, подвергавшихся радиационному воздействию в различных дозах, характеризуется формированием иммунологической недостаточности, что проявляется угнетением клеточных факторов, напряжением гуморального звена и функциональной недостаточностью фагоцитарного звена иммунитета.

5. В отдаленном периоде сублетальные и фракционированные дозы гамма-излучения в клеточном звене иммунитета вызывают снижение числа СD8+ лимфоцитов на 24 % и 27 %, повышение СD4+ на 18 % и 17 % соответственно; малые дозы - на фоне лимфоцитоза вызывают снижение уровня СD3+ и СD4+ лимфоцитов на 29 % и 12 % и повышение числа СD8+ клеток на 8 %. В лимфоидных органах после гамма-излучения в дозе 6 Гр в тимусе и лимфатических узлах тонкого кишечника происходит снижение количества лимфоидных клеток и лимфоидного индекса, атрофия тимуса и селезенки.

6. Воздействие сублетальных и фракционированных доз гамма-излучения в отдаленном периоде вызывает напряжение гуморального звена и активацию неспецифического фагоцитарного звена иммунитета. В сыворотке крови снижается концентрация ЦИК, уровень IL-2, TNF-α, увеличивается фагоцитоз, фагоцитарное число и НСТ-тест. Воздействие малых доз приводит к повышению СD19+ лимфоцитов на 57 %, IL-6 в 1,9 раз, фагоцитарной активности лейкоцитов на 32 %, снижению концентрации ЦИК в сыворотке крови и уровня IFN-γ в 1,4 раза, и нормализует функциональную способность нейтрофилов.

7. У потомков облученных белых крыс, в клеточном звене иммунитета снижено количество CD3+ и CD4+лимфоцитов при нормальном содержании CD8+лимфоцитов, активация гуморального и неспецифического фагоцитарного звена иммунной системы проявляется повышением количества CD19+лимфоцитов, АОК в селезенке и фагоцитарной активности нейтрофилов.

- Медико-генетической службе КГКП «Перинатальный центр г. Семей» рекомендуется формировать группы повышенного риска среди женщин фертильного возраста, родители которых подвергались прямому облучению в дозе 0,1-2,6 Гр.

- Органам здравоохранения на местах совместно с медицинскими подразделениями Медицинского центра Государственного медицинского университета г. Семей и НИИ радиационной медицины и экологии проводить диспансеризацию групп радиационного риска, имеющих соматические заболевания различных органов и систем у лиц, и их потомков, проживающих на территориях, прилегающих к Семипалатинскому ядерному полигону.

- Примененная экспериментальная модель облучения животных и их потомков может быть использована при изучении функционального состояния иммунной системы организма в отдаленном периоде после воздействия различных доз гамма-излучения.

- Рекомендуется оценка показателей всех звеньев иммунитета при различных дозовых нагрузках гамма-излучения. В качестве отдаленных признаков радиационного воздействия на организм могут быть рекомендованы следующие показатели: фагоцитарная активность нейтрофилов, содержание Т-лимфоцитов и их субпопуляций, АОК в селезенке, лимфокинпродуцирующая способность лейкоцитов, концентрация ЦИК, содержание провоспалительных и противовоспалительных цитокинов в сыворотке крови.

Список опубликованных работ по теме диссертации
1. Апсаликов К.Н., Мадиева М.Р., Гусев Б.И., Абдыкаримова А.Г., Кошпесова Г.К., Берекенова Г.А. К вопросу о создании регистра лиц, подвергавшихся облучению в районе испытаний ядерного оружия на Семипалатинском ядерном полигоне. //Материалы Международной конф. по актуальным проблемам биологии, медицины и экологии.- Томск 5-8 февр., 2004.- № 1-3.- С. 367-368.

2. Гусев Б.И., Апсаликов К.Н., Пивина Л.М., Щербакова С.В., Рыженкова О.Н., Мансарина А.Е., Берекенова Г.А., Мадиева М.Р. Закономерности и особенности формирования групп радиационного риска среди населения районов Семипалатинской области Казахстана, подвергавшихся облучению в районе испытаний ядерного оружия. //Материалы II Межд. конф. «Radioactiviti and Radioactive Elements in Environmen». – Томск 18-22 октября, 2004.- С. 177-180.

3. Мадиева М.Р., Турдунова Г.А., Абдыкаримова А.Г., Аргембаева Р.М., Адылканова А.М., Байбусинова Ж.Т. Разработка и внедрение новых технологий регистрации, анализа и реабилитации населения, пострадавшего в результате испытаний ядерного оружия на Семипалатинском ядерном полигоне //Труды молодых ученых Семипалатинской медицинской академии. - Семипалатинск 21-22 декабря, 2004. – С. 91-92.

4. K. Apsalikov, R. Rozenson, M. Madiyeva. Registry for radiation exposed near the SNTS //3^rd Dosimetry Workshop on the Semipalatinsk Nuclear Test Site Area 10^th Hiroshima Internаtional Symposium, 03.09. – 03.11.2005.- 41 р.

5. H. Katayama, K. Apsalikov, B. Gusev, M. Madiyeva, G. Koshpessova, A. Abdikarimova, H. Hoshi. Development of the Database for Epidemiological Research. //3^rd Dosimetry Workshop on the Semipalatinsk Nuclear Test Site Area. 10^th Hiroshima International Symposium, 03.09. – 03.11.2005.- 40 р.

6. Апсаликов К., Чайжунусова Н., Гусев Б., Жакупова С., Кокорина Л. Мадиева М. Предварительные данные по использованию биологической дозиметрии при реконструкции эффективных доз облучения населения // Материалы II Межд. научно-практической конф. «Семипалатинский испытательный полигон. Радиационное наследие и проблемы нераспространения».- Курчатов 6-8 сент., 2005. – Т. 2. - С. 126-132.

7. Апсаликов К. Мадиева М., Гусев Б., Чайжунусова Н., Исадилова М., Бейсенова Ш., Аргембаева Р. Методы и технологии формирования регистра облучавшегося населения Казахстана //Материалы II Международной научно-практической конференции «Семипалатинский испытательный полигон. Радиационное наследие и проблемы нераспространения».- Курчатов 6-8 сент., 2005. - С.152-154.
8. Чайжунусова Н.Ж., Апсаликов К.Н., Гусев Б.И., Галич Б.В., Берекенова Г.Ф., Мадиева М.Р., Жакупова С.С. Биологическая дозиметрия у лиц, проживающих на территориях Семипалатинского ядерного полигона // Материалы III Межд. научно-практической конф. «Медицинские и экологические эффекты ионизирующего излучения».- Северск-Томск 20-21 апреля, 2005. – 218 с.

9. Апсаликов К.Н., Гусев Б.И., Мадиева М.Р., Абдыкаримова А.Г., Бейсенова Ш.О., Аргембаева Р.М., Исадилова М.К. Концептуальные принципы и новые компьютерные технологии создания Государственного научного автоматизированного медицинского регистра населения Казахстана, подвергавшегося воздействию ионизирующей радиации. Методические рекомендации.- Семипалатинск, 2005.- 30 с.

10. Апсаликов К.Н., Гусев Б.И., Пивина Л.М., Мадиева М.Р. Формирование радиационных рисков заболеваемости раком пищевода и желудка среди населения южных районов Восточно-Казахстанской области, подвергшегося облучению в результате испытаний ядерного оружия в Китае //Наука и здравоохранение.- 2005.- № 4.- С.95-98.

11. H. Katayama, K. Apsalikov, B. Gusev, B. Galich, M. Madieva, G. Koshpessova, A. Abdikarimova and H. Hoshi. An Attempt to Develop a Database for Epidemiological Research in Semipalatinsk //Journal of Radiation Research.- 2006.-Vol. 47, Supplement A, February - P.189-197.

12. N. Chaizhunusova, T.C.Yang, C.Land, N. Luckyanov, H. Wu, K.N. Apsalikov and M. Madieva. Biodosimetry Study in Dolon and Chekoman Villages in the Vicinity of Semipalatinsk Nuclear Test Site //Journal of Radiation research.- 2006.-Vol. 47, Supplement A, February.- P. 165-169.

13. Мадиева М.Р., Чайжунусова Н.Ж., Жетписбаев Б.А., Апсаликов К.Н. Методологические подходы, применяемые для оценки отдаленных последствий воздействия радиации на население Семипалатинского региона //Материалы Межд. научно-практической конф. «Актуальные проблемы экологии и пути их решения».- Семипалатинск 26-27 окт., 2006. - C. 275-277.

14. Жетписбаев Б.А., Узбекова С.Е., Сайдахметова А.С., Уразалина Н.М., Мадиева М.Р., Ильдербаев О.З. Система крови и отдаленные последствия радиации //Материалы Межд. научно-практической конф. «Актуальные проблемы экологии и пути их решения».- Семипалатинск 26-27 окт., 2006. - C. 246-253.

15. N. Chaizhunusova N., Madieva M., Zhakupova S., Galich B., Kerimbaeva G., Adilkanova A., Apsalikov K. Radiation Effects and Chromosome Aberration // Radiation Effects in Semihalaninsk. 12^th Hiroshima International Symposium.- 03.09. – 02.03.2007.- P. 6-9.

16. Мадиева М.Р. Экологическая оценка биологического действия низких уровней ионизирующих излучений //Материалы Межд. научно-практической конф. «Актуальные проблемы современной биологии и биотехнологии».- Семипалатинск 19-20 окт., 2007.- С. 116-119.

17. Мадиева М.Р. Отдаленные последствия воздействия ионизирующего излучения на здоровье потомков облученного населения (обзор) //Гигиена, эпидемиология және иммунобиология. - 2007.- № 3. - С.15-18.

18. Мадиева М.Р. Отдаленные последствия воздействия ионизирующего излучения: генетические эффекты (обзор) //Наука и здравоохранение.- 2007.- № 4.- С.13-16.

19. Мадиева М.Р. Медицинские последствия облучения населения малыми дозами (краткий обзор литературы) //Медицина и экология.- 2008.- № 1.- С.7-11.

20. Мадиева М.Р. Оценка нарушений здоровья лиц, являющихся потомками первого поколения облученного населения //Вестник СГУ им. Шакарима.- 2008.- № 3.- С. 55-57.

21. Мадиева М.Р. Распространенность болезней у первого поколения потомков лиц, проживающих в Бескарагайском и Абралинском районах ВКО // Наука и здравоохранение.-2008.- № 3.- С. 78-80.

22. Мадиева М.Р. Распространенность и риск болезней у потомков жителей некоторых районов Восточно-Казахстанской области, прилегающих к Семипалатинскому ядерному полигону //Гигиена, эпидемиология және имуннобиология.-2009.- № 2.- С.44-47.

23. Мадиева М.Р. Оценка нарушений здоровья лиц, являющихся потомками второго поколения облученного населения //Астана медициналық журналы.- 2009.- № 4.- С.51-53.

24. Мадиева М.Р. Принципы генетического мониторинга экологически неблагоприятных регионов //Материалы Межд. научно-практической конф.- Семей 26-27 окт., 2009.- С.43-44.

25. Жетписбаев Б.А., Сайдахметова А.С., Танатова З.А., Оразбаева А.К., Мадиева М.Р. Состояние перекисного окисления липидов в легких и миокарде после фракционированного гамма-облучения //Наука и здравоохранение.-2009.- Т.2, № 4.- С. 127-128.

26. Жетписбаев Б.А., Сайдахметова А.С., Танатова З.А., Оразбаева А.К., Мадиева М.Р. Нарушение метаболизма в легких и миокарде при радиационном поражении организма в эксперименте //Наука и здравоохранение.-2009.- Т.2, № 4.- С.153-154.

27. Сайдахметов А., Оразбаева А., Жумамбаева С., Узбеков Д., Мадиева М.Р. Состояние активности сукцинатдегидрогеназы и цитохромосидазы в ближайшем и отдаленном периодах постлучевого воздействия // Институциональная аккредитация как фактор повышения качества образовательных услуг в МЕДВУЗЕ.- 2009.- С.89-90.

28. Сайдахметов А., Оразбаева А., Жумамбаева С., Узбеков Д., Мадиева М.Р. Обмен пуриновых нуклеотидов в ближайшем и отдаленном периодах постлучевого воздействия //Институциональная аккредитация как фактор повышения качества образовательных услуг в МЕДВУЗЕ.- 2009.- С.96-97.

29. Мадиева М.Р., Жетписбаев Б.А., Узбекова С.Е., Жетписбаева Х.С., Сайдахметова А.С., Рахыжанова С.О., Токешева Г.М. Состояние Т-системы иммунитета в отдаленном периоде после воздействия различных дозовых нагрузок гамма-излучения //Валеология, Здоровье, Болезнь, Выздоровление.- 2010.- № 2.- С.207-211.

30. Мадиева М.Р., Жетписбаев Б.А., Узбекова С.Е., Жетписбаева Х.С. Влияние различных дозовых нагрузок гамма-излучения на гуморальное звено иммунитета в отдаленном периоде //Валеология, Здоровье, Болезнь, Выздоровление.- 2010.- № 2.- С.211-214.

31. Мадиева М.Р., Жетписбаев Б.А., Узбекова С.Е., Жетписбаева Х.С., Сайдахметова А.С., Токешева Г.М., Рахыжанова С.О. Неспецифическая фагоцитарная резистентность в отдаленном периоде после воздействия различных доз гамма-излучения //Астана медициналық журналы.- 2010.- № 2 (60).- С. 162-165.