CC BY
45
ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ, БИОХИМИЧЕСКИЕ И ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ У ЛИЦ, ПОДВЕРГШИХСЯ ВОЗДЕЙСТВИЮ МАЛЫХ ДОЗ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ
Г.А. Зайцева, В.А.Овсепян, В.Н. Панъков, Н.Ю. Фетищева
Кировский НИИ гематологии и переливания крови МЗиСР РФ, Киров.
E-mail: [email protected]
IMMUNOLOGICAL,
BIOCHEMICAL,
AND CYTOGENETIC CHARACTERISTICS IN PEOPLE EXPOSED TO SMALL DOSES OF IONIZING RADIATION
G.A. Zaitseva, V.A. Ovsepyan, V.N. Pancov, N. Yu. Fetichtcheva
Kirov Research Institute of Hematology and Blood Transfusion, Kirov.
The current study includes results and findings immunological, biochemical and cytogenetic investigations of liquidators of consequences of the disaster at Chernobyl atomic power station. The liquidators were followed up 6-10 years after the disastrous failure of the power station. Immunological, biochemical (level of the total SH-groups of proteins, level of medium molecule peptides) and cytogenetic parameters were analyzed in 2917, 1499 and 87 liquidators respectively. The study showed that significants deviations of immunological, biochemical and cytogenetic parameters were revealed in 10-40% of liquidators depending on the parameter that was investigated. Of particular attention is certain parallelism of immunological and biochemical disorders in a certain group of liquidators. The increased level of chromosomal aberrations is connected with the increased risk of cancer development. That is why liquidators with such abnormalities, particulary those with permanent disorders of the immune and antioxidant system, require permanent medical supervision and follow-up to detect malignant diseases in time.
В результате аварии на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) огромные контингенты людей подверглись воздействию ионизирующей радиации, либо принимая участие в ликвидации последствий аварии (так называемые ликвидаторы), либо проживая на радиационно заражённых территориях. В подавляющем большинстве случаев радиационное воздействие на людей происходило в малых дозах, что обусловило исключительную актуальность изучения влияния малых доз ионизирующей радиации на организм человека, особенно их возможных отдалённых эффектов. С этих позиций особый интерес представляют исследования генетического аппарата, иммунной и кроветворной систем, учитывая их высокую радиочувствительность и большую значимость для развития отдалённых последствий экзогенных воздействий, включая солидные опухоли, лейкозы, аутоиммунные заболевания. Указанные исследования позволяют судить о состоянии соматического и генетического здоровья индивида и, следовательно, адекватно формировать группы повышенного канцерогенного и генетического риска. Кроме того, анализ генома на наличие специфических маркеров радиационного воздействия - двухударных хромосомных аберраций (дицентрических и кольцевых хромосом) может быть использован для биоиндикаций лучевого поражения организма, а в ранние сроки после радиационного воздействия - и в биодозиметрических целях.
В настоящей работе представлены результаты исследования иммунного статуса, комплекса биохимических показателей и состояния хромосомного аппарата лимфоцитов периферической крови лиц, участвовавших в 1986-1988 гг. в ликвидации последствий аварии на ЧАЭС и наблюдавшихся спустя 6-10 лет после аварии. Сроки пребывания на объекте составили 1-6 месяцев, документированная величина дозы облучения не превышала 28 бэр.
Иммунологические показатели были исследованы у 2917 человек, из них у 637 - повторно. Для характеристики иммунного статуса использовали тесты, позволяющие определить состояние клеточного и гуморального иммунитета, факторов неспецифической резистентности (Петров и др., 1992). Идентификацию HLA-антигенов осуществляли в стандартном лимфоцитотоксическом тесте с набором типиру-ющих реагентов, выпускаемых ЗАО «Гисанс».
Биохимические исследования, выполненные у 1499 человек, включали определение концентрации общих тиоловых групп белков колориметрическим методом и содержания среднемолекулярных пептидов с помощью спектрофотометрии. Количество олигопептидов рассчитывали по формуле Калькара и выражали в граммах на литр.
Пробы крови для цитогенетического анализа получали из вены от двух категорий лиц: ликвидаторов (76 человек) в возрасте от 31 до 55 лет и доноров (19 человек - контрольная группа) в возрасте от 27 до 45 лет. Для приготовления препаратов метафазных хромосом лимфоцитов 0.5 мл гепаринизированной цельной крови добавляли к 4.5 мл культуральной среды RPMI-1640, содержащей 20% эмбриональной телячьей сыворотки, 1% L-глутамина, 100 ЕД пенициллина, 100 мкг стрептомицина, 0.1 мл ФГА («Difco», США), и культивировали в течение 48-50 часов в пластиковых сосудах. За 2.5-3 часа до фиксации добавляли колхицин в конечной концентрации 0.2 мкг/мл. Гипотонию осуществляли с помощью 0.075 М раствора КС при 37°С в течение 25 минут. Фиксацию проводили смесью метанол - уксусная кислота в соотношении 3:1. Готовую суспензию раскапывали на охлаждённые предметные стекла. После высыхания препараты окрашивали сплошным методом с помощью краски Гимза.
Анализ хромосом проводили на световом микроскопе при увеличении х1000, используя масляную иммерсию. От каждого обследуемого анализировали 100-200 метафаз, содержащих 46+1 хромосом. Учет хромосомных аберраций (ХА) выполняли в соответствии с рекомендациями (Biological Dosimetry...,1986). Регистрировали следующие типы ХА: дицентрические и кольцевые хромосомы, ацентри-
Международная конференция
Пищевые ресурсы дикой природы и экологическая безопасность населения
ческие кольца, одиночные и парные ацентрические фрагменты, маркерные хромосомы. Достоверность отличий оценивались по г-критерию Стъюдента. При расчете частоты обменных ХА учитывали ди-центрические и кольцевые хромосомы, маркерные хромосомы; при расчете частоты фрагментов - свободные фрагменты, не связанные с дицентриками или кольцевыми хромосомами.
В результате проведенных исследований выявлены изменения, затрагивающие различные звенья иммунитета у наблюдавшихся. Признаки снижения иммунологической реактивности проявились в уменьшении относительного количества Т- и В-лимфоцитов, снижении фагоцитарной активности нейтрофилов, бета-литической активности сыворотки крови, уровня 1§М. Наряду с этим, отмечено повышение общего количества лимфоцитов, активности сывороточных комплемента и лизоцима, уровня 1§Л в крови. При исследовании содержания 1§Б обнаружено повышение его уровня от 230 до 500 МЕ/мл (при норме < 200 МЕ/мл) у 9.5% обследованных, ещё более выраженные отклонения (> 500 МЕ/мл) зарегистрированы у 18.1% ликвидаторов. Комплекс выявленных изменений в показателях иммунограммы позволяет говорить о наличии признаков аллергизации у обследованных. Это согласуется с данными литературы о том, что изменения иммунореактивности создают объективные предпосылки для формирования у ликвидаторов различных форм аллергопатологии, одним из признаков которой является повышенный синтез иммуноглобулина Е (Татаурщикова и др., 1996). Обнаружены и другие изменения в иммунограммах, позволяющие говорить об аллергизации обследованных. В частности, у них выявлено достоверное увеличение количества НЬЛ-ОЯ+ и СД25+ - лимфоцитов, являющихся маркерами лимфоидной активациии. Известно, что увеличение субпопуляции лимфоцитов, несущих а-цепи рецепторов к ИЛ-2 (СД25), свидетельствует о существовании источника эндогенной активации клеток.
Оценка активности некоторых цитокинов (ИЛ-1Д, ИНФ-а, ФНО-а), выполненная у 130 человек, позволила установить повышение уровня ИЛ-1Д (от 200 до 2000 пгк/мл) у 22.5% обследованных, увеличение содержания ИНФ-а (от 100 до 335 пкг/мл) - у 6.3% и повышение концентрации ФНО-а (от 85 до 165 пкг/мл) - у 6.7% пациентов. Высокий коэффициент корреляции (г = 0,80, р < 0,001) характеризовал взаимосвязь между уровнем ИЛ-1Д и количеством НЬЛ-ОЯ+ лимфоцитов. Одно из возможных объяснений зарегистрированных фактов заключается в том, что продукция цитокинов усиливается под влиянием свободных радикалов, образующихся в ответ на действие неблагоприятных факторов, в том числе и малых доз радиации. Кроме того, повышенный уровень цитокинов мог быть одним из лабораторных признаков наличия у обследованных заболеваний бактериальной или вирусной этиологии.
В группах ликвидаторов, составленных с учетом зарегистрированной дозы облучения, изменения иммунологических показателей имели, в основном, общий характер, то есть выявленные изменения не носили четкой дозовой зависимости.
Проанализировав показатели иммунного статуса у ликвидаторов разного возраста (первая группа - от 24 до 45 лет, вторая группа - от 46 до 59 лет), установили, что различия между ними заключались в более выраженном снижении количества лейкоцитов, абсолютного и относительного содержания Т-лимфоцитов, активности бета-лизинов и лизоцима, а также содержания иммуноглобулинов классов О, Л, М у лиц молодого возраста в сравнении со старшими. Следовательно, можно заключить, что иммунная система у ликвидаторов в возрасте от 24 до 45 лет оказалась более чувствительной к воздействию комплекса неблагоприятных факторов, в том числе, малых доз радиации.
Изучение динамики иммунологических показателей у лиц, имевших их изменения при первичном обследовании, показало, что при повторном анализе, выполненном через 3-4 года, сохранилось сни-
ЛИТЕРАТУРА
Петров Р.В., Хаитов P.M., Пине-гин Б.В. и др. 1992. Оценка иммунного статуса человека при массовых обследованиях. Методические рекомендации для научных работников и врачей практического здравоохранения // Иммунология. № 6. С.51-62.
Севанъкаев А.В. 1987. Радиочувствительность хромосом лимфоцитов в митотическом цикле. - М.: Энерго-атомиздат. 150 с.
Татаурщикова Н.С., Сидорович И.Г., Ардабацкая Т.Б. и др. 1996. Анализ распространенности аллергопатологии у ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС // Гематология и трансфузиология. № 6. С.18-19.
Biological Dosimetry: Chromosomal Abberation Analisysis for Dose Assesment. 1986. Tech. Reps. № 266. Vienna: IAEA. 69 p.
жение среднестатистических значений Т- и В- лимфоцитов, фагоцитарной активности нейтрофилов, уровня 1§М и бета-лизинов в сыворотке крови. Наиболее стойкими оказались изменения в содержании иммуноглобулинов, концентрации циркулирующих иммунных комплексов и активности бета-лизинов. Понятно, что длительное сохранение изменений в состоянии иммунологической реактивности может не только отягощать течение имеющихся заболеваний у ликвидаторов, но и способствовать развитию новых, связанных с нарушением иммунитета.
Результаты НЬЛ-типирования, проведенного у 120 ликвидаторов с наиболее выраженными изменениями в иммунограмме, продемонстрировали достоверное повышение среди них частоты встречаемости антигенов НЬЛ-Л 10 (Х2 = 4.82) и НЬЛ-Б 22 (Х2 = 4.0), что позволяет рассматривать их как эндогенные факторы риска развития иммунных нарушений при воздействии малых доз ионизирующей радиации.
Высокая тиоловая активность (3.9±0.3 ммоль/л при норме 3.0±0.5 ммоль/л, р < 0,01) была зарегистрирована у 29.4% обследованных, снижение антиокислителей (2.3±0.2 ммоль/л, р < 0,05) наблюдалось у 5.2%. Судя по литературным данным, повышение уровня сульфгид-рильных групп носит радиозащитный эффект, инактивируя продукты радиолиза биополимеров. Напротив, уменьшение их концентрации свидетельствует об истощении тиолового звена антиоксидант-ной системы и снижении устойчивости организма к ионизирующему излучению. Уровень среднемолекулярных пептидов был достоверно повышен (3.0±0.1 г/л, при норме 2.3±0.5 г/л, р < 0,05) у 15.1% обследованных, тогда как снижение их концентрации (1.5±0.2 г/л, р < 0,01) выявлено у 10% чернобыльцев. Обнаруженные изменения связаны, вероятно, с активацией протеиназ и расщеплением белковых макромолекул.
Суммарная частота спонтанных хромосомных аберраций, также как частоты различных их типов, установленные в данной работе для контрольной группы, находятся в соответствии с данными литературы (Севанькаев, 1987). При обследовании 3425 метафаз от 19 доноров частота аберрантных клеток составила в среднем 0.86±0.09%. При этом аберрантные клетки были представлены в основном одиночными фрагментами, а двухударных хромосомных аберраций обнаружено не было.
По сравнению с контролем у ликвидаторов наблюдается повышенная частота всех типов хромосомных нарушений. При анализе 11312 метафаз от 87 ликвидаторов средняя частота аберрантных клеток составила 1.92±0.13%, а частота двухударных хромосомных аберраций (число аберраций на 100 метафаз) - 0.17±0.03. При этом дицентрики и кольца были выявлены у 15 человек (17%). У них на 2026 метафаз было обнаружено 19 двухударных аберраций, что составляет в среднем 0.94 аберрации на 100 метафаз. Полученные данные позволяют с большой долей вероятности утверждать, что обнаруженный цитогенетический эффект связан с радиационным воздействием.
Резюмируя полученные данные, можно заключить, что у ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС в отдаленном периоде выявлены изменения, затрагивающие систему иммунитета, неспецифической резистентности, антиоксидантную защиту, состояние пептидного обмена, цитогенетический аппарат. Следовательно, существует необходимость систематического комплексного обследования лиц, участвовавших в ликвидации последствий аварии на ЧАЭС.
Международная конференция
