Научная статья на тему 'Институту радиобиологии - четверть века'

Институту радиобиологии - четверть века Текст научной статьи по специальности «История и археология»

CC BY
216
22
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по истории и археологии, автор научной работы — Емельянович Ирина

Рубрика "открытые двери" посвящена 25-й годовщине Института радиобиологии Национальной академии наук Беларуси.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по истории и археологии , автор научной работы — Емельянович Ирина

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Institute of radiobiology - a quarter century

Practical school of survival Materials of the «open doors» column are dedicated to the 25th anniversary of the Radiobiology Institute of the national Academy of Sciences of Belarus.

Текст научной работы на тему «Институту радиобиологии - четверть века»

Институту радиобиологии -четверть века

33 51

Институт радиобиологии НАН Беларуси - единственное учреждение в республике, занимающееся комплексным решением научных задач, связанных с преодолением последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС. Сразу же после страшной аварии на повестку дня встали острые, неотложные проблемы: необходимо было оценить масштабы заражения, приостановить выделение радиоактивных веществ, обеспечить безопасность проживавших вблизи АЭС людей. Назрела потребность в создании научного центра, призванного помочь в решении множества возникших проблем по защите населения, оценке и прогнозу радиобиологических и радиоэкологических последствий аварии. В этих целях постановлением Президиума Академии наук БССР от 12.02.1987 г. был образован Институт радиобиологии Национальной академии наук Беларуси. Основная его задача - разработка средств и методов продления жизни человека и улучшения ее качества в условиях техногенного и радиоактивного загрязнения окружающей среды, а также способы повышения общей резистентности сельскохозяйственных животных и экологически безопасных технологий ведения сельского хозяйства. Работа института сосредоточена на следующих основных научных направлениях:

■ изучении механизмов биологического действия малых доз ионизирующих излучений и влияния радиационно-экологической обстановки на живые организмы;

■ исследовании закономерностей поведения радионуклидов в экосистемах, включения их в трофические цепи, аккумуляции в организме и формирования дозовых нагрузок;

■ разработке способов снижения повреждающего действия радиации.

Поскольку ситуационное изучение обстановки в пораженном регионе представлялось наиболее эффективным, в 2003 г. Институт радиобиологии был переведен из Минска в Гомель. Для выполнения поставленных задач были образованы новые лаборатории - эндокринологии и биохимии, радиоэкологии, комбинированных воздействий, оснащенные новейшим оборудованием и позволяющие выполнять актуальные исследования в области молекулярной биологии, генетики и иммунологии.

Их итогом стали результаты мирового уровня, позволившие оценить и сделать прогноз состояния живых организмов при их длительном нахождении в условиях повышенного уровня ионизирующих изучений. Эти результаты используются при решении экологических и социально-экономических проблем на территориях, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС.

Наука

на благо человека

Разработки, выполненные на основе фундаментальных изысканий института, переданы и используются в организациях и учреждениях министерств по чрезвычайным ситуациям, здравоохранения, сельского хозяйства и продовольствия, охраны окружающей среды и природных ресурсов, Госстандарте и т.д. Это -Концепция проживания населения в загрязненных радионуклидами районах и развития находящихся в них населенных пунктов, Регламент отнесения населенных пунктов и объектов к зонам радиоактивного загрязнения, Концепция о статусе радиоактивно загрязненных территорий и др. На решение каких задач нацелен коллектив института - об этом мы беседуем с директором ИРБ доктором биологических наук, доцентом Александром НАУМОВЫМ.

- Под руководством академика Евгения Конопли сотрудники будущего института включились в научное решение чернобыльских проблем еще до официального дня его основания. С 1986 г. была сформирована союзная Комплексная программа на 1986-1990 гг. по ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС, а с 1988-го началась реализация Программы научно-исследовательских и опытных работ учреждений Белорусской ССР в зоне отчуждения атомной станции. Уже в первые годы институтом выполнены работы по анализу радиоэкологической ситуации

в фитоценозах зоны отчуждения, по определению уровней содержания стронция-90 и других загрязняющих веществ. Были исследованы процессы миграции радионуклидов в различных типах почв, изучено их накопление и перенос в поверхностных и подземных водах, формирование и изменение пространственного распределения трансурановых элементов (ТУЭ) в системе «почва - воздух» и физико-химические свойства «горячих» частиц, содержащих ТУЭ. Многие работы посвящены влиянию радиации на растения и животных для выяснения возможных ближайших и отдаленных последствий, а также разработки методов пострадиационного восстановления. Уже осенью 1986 г. были получены первые оценки радиационной ситуации в республике и собран секционный материал для оценки медицинских последствий катастрофы.

- Александр Дмитриевич, в реализации каких научных программ участвовал институт?

- Проводились изыскания в рамках Межреспубликанской программы комплексных исследований по разделу «Молекулярная радиобиология», где изучалось действие внешнего и внутреннего облучения в

малых дозах на механизмы гормональной регуляции метаболизма и функций клеток и структурные изменения в органах и тканях, в том числе в период эмбрионального развития. Коллектив учреждения участвует в реализации Государственной союзно-республиканской программы неотложных мер по ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС, а также Государственной прораммы Республики Беларусь по преодолению последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС. В рамках последней изучены динамика поведения радионуклидов в объектах окружающей среды; оптимизация системы радиационно-эко-логического мониторинга и методических приемов его проведения; эффекты малых доз и комбинированных воздействий, поиск способов коррекции вызванных ими повреждений. С 1998 г. институт выполняет задания Программы совместной деятельности по преодолению последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС в рамках Союзного государства. С прошлого года выступаем в качестве головной организации по ГПОФИ «Радиация и экосистемы».

- Какие результаты, полученные учеными института, наиболее весомы?

- Важное место в исследованиях отводится изучению метаболических изменений, происходящих в организме, органах и тканях при действии малых доз ионизирующей радиации и нейрогуморальной регуляции данных процессов. Этим занимается лаборатория эндокринологии и биохимии. Комплексный анализ воздействия радиационного фактора на важнейшие системы организма и генетические структуры показал, что более глубокие последствия вызываются значительно меньшими дозами облучения. Это может рассматриваться как одна из важнейших основ развития медико-биологических последствий, требующая

дальнейшего более глубокого изучения. В ходе экспериментов, проведенных в лаборатории, доказано, что изменение исходного состояния эндокринных желез усиливает радиационные последствия и увеличивает риск развития патологии. Сочетание различных видов облучения ведет к усилению, а комбинированное действие в ряде случаев и к потенцированию негативных последствий. Состояние репродуктивной системы в поколениях сопровождается нарушением образования как мужских, так и женских половых клеток, снижением синтеза половых гормонов и рядом других изменений. Внутриутробное облучение приводит к повреждению эндокринной, сердечно-сосудистой и других систем, нарушению обменных процессов и возникновению генетических повреждений у плода и потомства. При хроническом воздействии радиации отрицательные последствия в поколениях нарастают, увеличиваются и генетические повреждения.

Показано, что длительное действие ионизирующего излучения на родителей -существенный фактор, определяющий экологический риск развития патологических процессов у потомства и поколений. Несмотря на более чем двадцатилетний срок с момента аварии на ЧАЭС и постепенное снижение мощности дозы излучения, продолжение долгосрочного мониторинга за состоянием организма в этих условиях остается необходимым и актуальным, так как позволяет судить о степени опасности развития негативных радиобиологических и медицинских последствий хронического низкоинтенсивного облучения. При этом одним из ключевых направлений исследований становится изучение воздействия радиационного фактора на организм на различных стадиях онтогенеза начиная с неполовозрелого возраста. Специалистами лаборатории выполнен комплексный анализ состояния функциональных систем и обменных процессов у мелких млекопитающих, постоянно обитающих в Полесском государственном радиационно-экологиче-ском заповеднике. Получены данные по состоянию кроветворной системы, генетического аппарата, иммунного статуса и других важнейших систем жизнеобеспечения, свидетельствующие о нарушениях кинетики процесса сперматогенеза, умеренном

повышении выхода хромосомных аберраций и микроядер в лимфоцитах крови и значительном поражении системы крови. Фундаментальные исследования, выполняемые в настоящее время лабораторией эндокринологии и биохимии, - логическое продолжение предыдущих серий работ. В их числе особое место занимает анализ механизмов и закономерностей действия ионизирующих излучений на организм в малых дозах в зависимости от гормонального состояния.

В последние годы лаборатория уделяет повышенное внимание проблеме взаимодействия организма с источниками неионизирующих электромагнитных излучений в широком диапазоне частот, которые стали неотъемлемым фактором среды обитания человека. Необходимо учитывать и то обстоятельство, что электромагнитная обстановка в ряде регионов Республики Беларусь осложняется в связи с повышенным радиоактивным фоном после аварии на ЧАЭС.

- Изучалось ли в институте воздействие радиации на сердечно-сосудистую систему?

- Исследования ее состояния при действии ионизирующих излучений, выполненные на целостном организме в лаборатории физиологии, возглавляемой

членом-корреспондентом Леонидом Ло-банком, а также углубленные изыскания, проведенные на изолированных органах, тканях и клетках, выявили ряд биологических эффектов малых доз. Выяснилось, что они, не вызывая нарушения целостного функционирования сердечно-сосудистой системы, сказываются на отдельных ее звеньях и компенсируются до достижения определенной дозы.

- Могут ли другие негативные факторы окружающей среды усиливать радиационные эффекты?

- В лаборатории комбинированных воздействий под руководством доктора медицинских наук А. Ф. Маленченко осуществляются исследования биологических последствий сочетанного действия излучения с факторами нерадиационной природы, модифицирующего эффекта излучения и комплекса экологических факторов зоны отчуждения ЧАЭС на процессы мутагенеза и канцерогенеза. Проведенные тесты у грызунов разных видов, обитающих на территориях с различным уровнем загрязненности, выявили широкую вариабельность изменений как среди диких животных, так и у лабораторных мышей и их потомства. Установлено, что радиационный фактор даже спустя много лет после аварии оказывает потенцирую-

щее влияние на реализацию генетических повреждений, индуцирование аденом легких, морфофункциональное состояние альвеолярных макрофагов. В ходе исследований, проведенных в лаборатории, показана радиопротекторная и противоопухолевая эффективность грибов опенка зимнего, щелелистника и веселки.

- Актуальный вопрос: как в течение многих лет, прошедших после аварии на ЧАЭС, ведут себя радионуклиды?

- Для определения радиоэкологических последствий в институте организованы мониторинговые работы по оценке их поведения в природной среде. Этим направлением занимается лаборатория радиоэкологии, руководимая кандидатом биологических наук В. П. Кудряшовым Учеными осуществлена всесторонняя оценка динамики содержания и форм радионуклидов цезия-137, стронция-90, трансурановых элементов в воде, воздухе и почве, определены основные факторы, оказывающие на них влияние, и сделан прогноз, показавший возрастание роли трансурановых элементов, в особенности Ат-241, в формировании дозовой нагрузки на население. Исследователям удалось реконструировать начальную послеаварийную обстановку загрязнения короткоживущими радионуклидами, что позволяет более объективно подойти к оценке «доза - эффект» и к про-

гнозу медицинских последствий. Впервые установлено снижение скорости миграции и заглубления радионуклидов с годами для различных типов почв, выявлены особенности перехода радионуклидов по цепи «почва - растения - животные - человек» на протяжении послеаварийных лет. Большое внимание в лаборатории радиоэкологии уделено изучению поведения трансурановых элементов в пищевой цепи «почва - растения -сельскохозяйственные животные - человек» и прогнозу загрязнения населенных пунктов радионуклидами.

Изучение радиоактивного загрязнения атмосферы трансурановыми элементами позволило выявить снижение с годами содержания изотопов Ри в приземном слое воздуха, что обусловлено их сорбцией на поверхности почвенных частиц, миграцией по почвенному профилю, а также аккумуляцией растениями. Эти радионуклиды перераспределяются в компонентах биосферы, что снижает их концентрацию в воздухе. Исключение составляют 1992 и 2002 годы, характеризующиеся большим количеством лесных пожаров на загрязненных территориях, которые вызвали существенное повышение активности ТУЭ в воздухе.

- Каждого человека в первую очередь заботит состояние его здоровья, которое в немалой степени зависит от качества продуктов питания. Ведутся ли работы в отношении их безопасности?

- Нашими учеными выполнена оценка возможности поступления трансурановых элементов с пищей на отдаленном этапе чернобыльской катастрофы. Она показала, что хотя в продукции животноводства и растениеводства происходит рост накопления изотопов плутония и америция, за их счет не может быть сформирована доза внутреннего облучения, превышающая вклад естественных источников облучения. Однако полученные данные свидетельствуют о необходимости организации долговременных исследований за содержанием ТУЭ в экосистемах. Выполненные работы позволили предложить новую систему внесения минеральных удобрений в комплексе с обработкой растений биологически активными

веществами «ЕМ1 Конкур» производства Института радиобиологии, позволяющую существенно снизить поступление строн-ция-90 в овощную продукцию.

Помимо радионуклидов чернобыльского выброса учеными института взяты под прицел и природные радионуклиды 40К, 7Ве, радиоактивные изотопы уранового и ториевого рядов. Показано, что применение калийных удобрений в качестве контрмер для снижения поступления 137Cs приводит к дополнительному поступлению 40К, при этом поглощенная организмом доза не претерпевает существенного изменения.

- Александр Дмитриевич, какое практическое применение находят разработки института?

- В результате проведенных исследований выявлен ряд препаратов, способных защитить организм от повреждающего действия радиации, созданы композиции и технологии пищевых продуктов с профилактическими свойствами. 50 видов такой продукции выпускаются предприятиями республики. Проведены испытания эффективности радиопротекторного препарата селенметионин с метионином

в условиях острого и хронического облучения. Разработан кальцийсодержащий препарат «Допинат» и его модификации «Допинат-йод», «Допинат-витамин Д». Они используются в качестве пищевых добавок, к примеру на Хойникском хлебозаводе, для обогащения хлебобулочных и других изделий, что позволяет снизить риск заболеваний, обусловленных дефицитом минеральных микронутриентов. Созданы препараты из микроорганизмов и грибов, один из которых - экстракт базидиального гриба вешенки - обладает радиосорбци-онными и коррегирующими свойствами. Получены данные о его высокой эффективности, организован выпуск.

Заканчиваются клинические испытания натуральных бальнеологических средств, не имеющих аналогов в Беларуси и странах ближнего зарубежья. С нынешнего года налажено производство препаратов для ванн «Пихтовый дар», «Облепиховый дар», «Дар природы». Проводим работу по совершенствованию методов применения и выпуску микробиологических препара-

тов для повышения производительности животноводства и растениеводства. Для БелГИМ и Департамента по гидрометеорологии Минприроды создаем новые методы анализа содержания и физико-химических форм искусственных и естественных радионуклидов, а также тяжелых металлов в объектах окружающей среды.

Разработки Института радиобиологии защищены более чем 40 патентами на изобретения и товарными знаками. Для совершенствования и актуализации нормативно-методической базы радиационного мониторинга подготовлено 19 методик выполнения измерений, утвержденных Комитетом по стандартизации и метрологии. Одним из направлений практической реализации разработок является тесное взаимодействие с органами местной власти. Результаты исследований по влиянию малых доз радиации на организм и другие материалы положены в основу Концепции проживания населения на загрязненных территориях, содержащую систему современных научно обоснованных представлений о стратегических направлениях практических действий по совершенствованию условий проживания населения и ведения.

- Бесспорно, работа, проводимая коллективом института, вызывает интерес у многих зарубежных специалистов. Налажены ли с ними партнерские взаимоотношения?

- Институтом радиобиологии подготовлен Международный научно-исследовательский проект ЮНЕСКО «Научный анализ отдаленных радиобиологических последствий хронического облучения для биоты и человека на территориях, подобных Полесскому радиационно-экологическому заповеднику». Ведется двустороннее сотрудничество с научными организациями стран СНГ В соответствии с постановлением Президиума Российской академии наук и Президиума Национальной академии наук Беларуси создана совместная лаборатория ионизирующих и электромагнитных излучений. Для обсуждения полученных результатов регулярно проводятся научные конференции и семинары по радиобиологической и радиоэкологической тематике.

Наши зарубежные партнеры - японская компания EMRO и российское НПО «Биотехнологии эффективных микроорганизмов», с которыми мы разрабатываем технологии использования микробиологи-

ческого препарата для повышения производительности предприятий агропромышленного комплекса. Активно сотрудничаем с ООО «Инбиофарм», Институтом химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, Институтом биохимической физики им Н.М. Эмануэля РАН в вопросе создания и организации выпуска профилактической пищевой добавки из мицелия штамма гриба вешенка.

Совместные научные исследования проводим с Норвежским агентством по радиационной безопасности, Университетом Южной Каролины, Норвежским биологическим университетом, Институтом биологии Коми научного центра УрО РАН, Национальным аграрным университетом Украины, Институтом биофизики СО РАН и многими другими образовательными и научно-исследовательскими учреждениями.

- Каковы планы института на ближайшую перспективу?

- Будут продолжены исследования по основным научным темам: по изучению воздействия излучений на живые организмы, поведения загрязняющих веществ и радионуклидов в экосистемах и разработке мер по снижению негативного влияния радиобиологического фактора на здоровье человека. В наших планах - оптимизация структуры института. Назрела необходимость в организации лаборатории радиационной физиологии животных и лаборатории молекулярной радиобиологии, в которых будут изучаться механизмы развития нарушений в организме при хроническом воздействии ионизирующих

и неионизирующих излучений различных диапазонов и мощностей. Научному обеспечению решения демографических проблем будет способствовать открытие межлабораторного отдела геронтологии, где планируется изучать механизмы возрастных изменений в организме, разрабатывать средства и способы влияния на процессы старения. Следует также больше внимания уделять информационным мероприятиям, создавать группы по работе с населением. Все это позволит формировать у населения, проживающего в экологически неблагоприятных условиях, потребности и навыки здорового образа жизни. ■

время

для замыслов и свершений

Чернобыльская трагедия застала ученых практически врасплох. Неожиданное бедствие, как и всякие экстремальные обстоятельства, выявили как сильные, так и слабые стороны научной работы. В первые дни были преподаны горькие уроки, из которых следовало оперативно делать соответствующие выводы. Хотя радиационные исследования проводились во многих научных учреждениях Советского Союза, в том числе и в Институте ядерной энергетики АН БССР, они все же в основном носили оборонный характер. «Мирный атом» оказался коварным и смертоносным, последствия его выброса в атмосферу требовали глубокого изучения. Для этого решено было сектор «Геронтология» Института физиологии перепрофилировать на изучение радиационных проблем, возникших в связи с катастрофой на Чернобыльской АЭС. Так появилось биологическое направление радиационных исследований будущего Института радиобиологии. Радиоэкологией стали заниматься четыре лаборатории, переданные позже нашему учреждению из академического Института ядерной энергетики - Сосны. Еще одна лаборатория, изучающая радиобиологические проблемы растений, перешла из Института экспериментальной ботаники, другая - из Института физики Академии наук БССР (исследование миграции радионуклидов в почвах). Я был свидетелем всех этих событий, поскольку являлся членом Ученого совета сектора геронтологии. Позже меня пригласили в Институт радиобиологии на должность заместителя директора по научной работе как специалиста, который почти 20 лет занимался радиационными проблемами.

В то время как никогда требовалась глубина, аналитичность, правдивость и конструктивность проводимых исследований. Самые яркие незабываемые воспоминания той поры связаны с напряженной работой, иногда до ночи и без выходных. Были подготовлены Программы радиологических исследований самого института и совместных работ ученых Беларуси, Украины и Молдавии, создавался коллектив исследователей-единомышленников, приобреталось оборудование, осваивались схемы опытов, методики исследований и т.д.

Первые поездки на ЧАЭС состоялись уже в мае и августе 1986 г. Впоследствии они стали более частыми, поскольку изучение радиационной обстановки и проведение экспериментальных исследований на животных требовало постоянного пребывания в зоне. В одной из отселенных деревень, Бабчино,

Игорь Ролевич, первый в истории Института радиобиологии НАН Беларуси заместитель директора по научной работе

были созданы экспериментальная база и лаборатория института. Животных на длительный срок размещали на отчужденной территории, где они получали внешнее облучение. Были опыты и с кормлением их загрязненными радионуклидами продуктами питания, что моделировало внутреннее облучение. Огромное внимание уделялось изучению поступления радионуклидов в различные растения.

Особенно памятно общее собрание ученых Беларуси с представителями МАГАТЭ, где нам удалось отстоять свои позиции по поводу необходимости отселения населения после катастрофы на Чернобыльской АЭС с загрязненных радионуклидами территорий. Неизгладимое впечатление осталось от поездок в Москву, где в Жуковке, на бывшей даче Берия, проводилось обсуждение и разработка Концепции радиационной безопасности после катастрофы на ЧАЭС. Незабываема поездка на заседания МАГАТЭ в Вену, где уже в 1991 г. наша делегация произвела фурор, доложив об увеличении в Беларуси случаев рака щитовидной железы у детей. Нам не верили, в Хиросиме такого не было. И сколько сил и упорства надо было проявить, чтобы доказать свою правоту.

Именно напряженная всепоглощающая работа способствовала сплочению коллектива, но в успешной деятельности учреждения несомненна и роль лидера института - академика Евгения Федоровича Конопли.

Евгений Федорович был в хорошем смысле одержим идеей создания нового исследовательского центра. Безусловно, рост и развитие учреждения - исключительно его заслуга. Хотя перевод института в Гомель стал для него настоящим жизненным испытанием. Ведь до этого у него сложилась успешная карьера в отделении лабораторных методов диагностики в системе Минздрава. Но он нашел в себе смелость и решил начать свою научную жизнь практически с нуля. Что хотелось бы особенно отметить: сколько Евгений Федорович ни руководил коллективом института, никогда и никому не сделал ни одного выговора. Наверное, это случилось потому, что у него был редкий дар аккумулировать вокруг себя добро. Институт радиобиологии постоянно рос и развивался благодаря инициативе Евгения Федоровича. Видимо, академик придал такой благодатный импульс, что институт живет и успешно развивается в настоящее время. И впереди у коллектива много времени для новых замыслов и свершений. ■

проникнуть в суть жизни

Основную роль в осуществлении генетической непрерывности поколений играет репродуктивная система - совокупность органов, обеспечивающая размножение живых организмов. Изучение репродуктивной системы самцов при действии ионизирующих излучений началось с момента возникновения радиобиологии как науки в начале ХХ века. Несмотря на то, что к настоящему времени накоплен обширный материал по данной тематике, внимание к этой проблеме не снижается. Почему она остается одним из наиболее актуальных направлений современной радиобиологии - с этим вопросом мы обратились к ведущему научному сотруднику лаборатории эндокринологии и биохимии Института радиобиологии кандидату биологических наук Геннадию ВЕРЕЩАКО.

-Дело в том, что деятельность человека привела к появлению новых неожиданных проблем, которые требуют своего разрешения. До аварии на Чернобыльской АЭС речь шла в основном об изучении влияния на организм и, в частности, на репродуктивную систему самцов больших доз радиации. Это было обусловлено прежде всего разработкой атомного, водородного оружия, оценкой последствий атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, проблемами, связанными с производством ядерных материалов, созданием атомной энергетики и первыми радиационными авариями на атомных реакторах. После 1986 г. произошел коренной перелом в отношении исследования последствий облучения от больших доз радиации к малым и низким, внутреннему облучению, комбинированным эффектам, действию радиоэкологических факторов окружающей

среды. Однако механизмы возникающих нарушений сперматогенеза в облученном семеннике при таких воздействиях не до конца изучены до сих пор. Немало остается вопросов в оценке взаимосвязи репродуктивной и эндокринной частей организма, роли добавочных желез этой системы и др.

- Изучались ли эти проблемы мировой наукой?

- Рождение радиобиологии обязано открытием в 1895 г. рентгеновских лучей В.К. Рентгеном. И уже в 1903-м немецким ученым Г.Э. Альберт-Шенбергом были опубликованы первые исследования о их действии на состояние половых желез у самцов. А в 1906 г. французские врачи Ж. Бергонье и Л. Трибондо, анализируя радиочувствительность клеток семенников у грызунов, выявили наибольшую радиочувствительность у сперматогоний и

сперматоцитов I порядка, а наименьшую -у зрелых спермиев. Полученные результаты позволили им сформулировать правило или первый закон, установленный в радиобиологии: «Рентгеновские лучи действуют на клетки тем интенсивнее, чем выше воспроизводящая активность клеток, чем длиннее период их кариокинеза и чем менее предопределены их морфология и функция». Другими словами, действие ионизирующих излучений на клетки и ткани тем сильнее, чем выше их способность к делению (росту), и ниже - к дифференцировке (развитию). Изучение влияния ионизирующих излучений на репродуктивную систему самцов млекопитающих началось с первых дней работы в Институте радиобиологии. Над этой темой длительное время работала группа сотрудников лаборатории биохимии и лаборатории морфологии и цитогенетики под руководством академика Е.Ф. Конопли.

- Каковы основные направления исследований в этой области?

Наши ученые изучают особенности реакции репродуктивной системы самцов неполовозрелого возраста на внешнее хроническое облучение с низкой мощностью дозы, влияние радиоэкологической обстановки зоны отчуждения ЧАЭС на семенники крыс, а также в ряду поколений животных, которые длительное время находились в условиях радиоактивного загрязнения, и осуществляют поиск биологически активных веществ, способных оказывать влияние на восстановление репродуктивной системы самцов в условиях острого, фракционированного и хронического облучения.

- О чем свидетельствуют проведенные изыскания?

- Было установлено, что хроническое облучение животных с одномесячного возраста с низкой мощностью дозы в суммарной дозе 0,25 Гр приводит к некоторой стимуляции репродуктивной системы. При достижении суммарных доз от 1,0 до 8,0 Гр происходит снижение абсолютной

и относительной массы семенников и эпидидимисов начиная с 1,0 Гр. По мере увеличения суммарных доз радиации проявляется выраженная атрофия этих органов. Отмечается также длительное восстановление массы семенников и их придатков, которое не завершается в течение трех месяцев. Кроме того, после завершения длительного низкоинтенсивного облучения суммарной дозой 2,0 Гр и выше в восстановительном периоде 30-90 суток масса простаты и особенно семенных пузырьков существенно снижена.

Отмечается определенная связь между дозой облучения, содержанием ДНК в сперматогенной ткани и радиочувствительностью герминативных клеток, которая носит дозозависимый характер в первые сутки после прекращения радиационного воздействия. В дальнейшем происходит постепенное увеличение количества клеток начального этапа сперматогенеза. По мере нарастания восстановительных процессов содержание как ДНК, так и РНК в тестикулярной ткани нормализуется, как и количественный состав сперматогенных клеток. Однако этот про-

цесс является длительным и происходит при значительном отставании процессов репарации и восстановления общебиологических показателей репродуктивных органов. Вероятнее всего, при достижении суммарных доз радиации более 4,0 Гр они необратимы, и радиационные повреждения сохраняются на весь оставшийся период онтогенеза. Кроме того, при хроническом облучении происходит перестройка биоэнергетических движений и выявляются изменения реакций первичных свободнорадикальных процессов. Исходя из полученных данных, очевидно, что, в отличие от других тканевых систем организма, ткань сперматогенного эпителия не адаптируется к радиационному фактору, а по мере увеличения дозы облучения происходит нарастание дегенеративных процессов, которые могут привести к полной стерильности организма.

- Как известно, в результате чернобыльской катастрофы в Беларуси сложились особые радиоэкологические условия. И наибольший интерес вызывает их влияние на здоровье человека...

- Начиная с 1986 г. в лаборатории биохимии Института радиобиологии НАН Беларуси проводятся всесторонние исследования по преодолению и минимизации этого широкомасштабного радиоактивного

загрязнения. Одно из важнейших направлений - влияние сложившейся обстановки на потомство животных в ряду поколений. Особое внимание уделялось оценке состояния репродуктивной системы самцов. Наши изыскания показали, что в первом поколении крыс, полученных от родителей, длительное время находившихся в зоне отчуждения ЧАЭС, выявляются существенные нарушения функционального состояния органов репродуктивной системы и процесса сперматогенеза у самцов. У них в возрасте 3 и 6 месяцев установлено стимулирующее действие низких доз радиации, полученных родителями, что подтверждается повышением относительной массы семенников и их придатков, количества сперматогенных клеток, уровнем тестостерона в сыворотке крови, уровнем активности ЛДГ и содержанием ДНК. В то же время количество клеток на начальном этапе сперматогенеза у трехмесячных животных достоверно падает более чем на 30%. Дискоординация количественного состава половых клеток различных стадий дифференцировки в последующем не может не отразиться на продукции спер-миогенеза и представляет повышенную опасность возникновения генетических нарушений в дальнейшем. У крыс-самцов второго поколения относительная масса семенников уменьшается на 30% по срав-

нению с контрольным уровнем, содержание тестостерона в крови падает на 38%, наблюдаются изменения в гормон-транспортной системе. В половых клетках чаще встречаются цитогенетические повреждения, количество которых превышает контрольные значения в 15,2 раза. Помимо этого, наблюдается тенденция к снижению количества сперматогенных и зрелых половых клеток.

Таким образом, облучение родителей - существенный фактор, определяющий экологический риск для потомства первых и последующих поколений и свидетельствующий об опасности пребывания организма при непрерывном действии радиационного фактора низкой интенсивности.

- Предположу, что высокая пора-жаемость репродуктивной системы поставила перед учеными задачу найти способы ее защиты от повреждений.

- Действительно, мы использовали семенники как тест-систему, позволяющую проводить мониторинг ряда веществ, способных оказывать радиопротекторное действие на семенники и процесс сперматогенеза. Поиск осуществлялся среди биологически активных веществ,

в том числе из биомассы мицелия дере-воразрушающих грибов, субстратов биологического окисления, бобровой струи, антиоксидантного комплекса витаминов, биотина, селенметионина. Так, введение биотина пораженным радиацией животным сопровождалось выраженными эффектами на морфофункциональное состояние семенников и эпидидимисов, оказывало избирательное действие на относительную массу органов, количество зрелых половых клеток в придатках семенников, содержание нуклеиновых кислот и окислительно-восстановительные процессы, связанные с выработкой энергии в тестикулярной ткани. Комплекс витаминов А, С и Е вместе с р-каротином снижал степень поражения семенников на протяжении месяца наблюдений, однако наиболее значительный эффект проявлялся в начальном периоде после лучевого воздействия. В это время происходило не только восстановление числа сперматогенных клеток и концентрации

нуклеиновых кислот в ткани семенника до контрольного уровня, но и в ряде случаев наблюдалось превышение изучаемых показателей.

Положительно влияет на морфофунк-циональное состояние семенников облученных животных липокаротиноидный препарат, выделенный из экстракта мицелия базидиомицета. Он оказывает также выраженный радиозащитный эффект при летальных дозах внешнего облучения, в том числе способствует нормализации массы семенников и содержания нуклеиновых кислот в ткани сперматогенного эпителия. Среди радиозащитных зоопре-паратов особого внимания заслуживает касолин, экстрактивная субстанция которого выделена из бобровой струи - известного средства, улучшающего мужскую репродуктивную функцию. Касолин обладает специфическими радиопротекторными свойствами, что выражается в увеличении числа сперматозоидов и значительном возрастании концентрации ДНК в ткани семенников животных, облученных в дозе 1,0 Гр. Положительные эффекты продемонстрировали сукцинат натрия, селенметионин с метионином, а также применение низкочастотного электромагнитного поля. Его воздействие в течение 10 суток на протяжении 10 минут после хронического облучения Y-лучами животных стимулировало ряд синтетических и биоэнергетических процессов в ткани семенника, нормализовало содержание тестостерона в крови и способствовало восстановлению андроген-рецепторных систем в ткани сперматогенного эпителия.

- К сожалению, к различного рода техногенным загрязнениям добавляются и электромагнитные, связанные с повсеместным использованием сотовой связи. Как влияют ее поля на репродуктивную систему?

- Сотрудниками лаборатории эндокринологии и биохимии изучаются последствия длительного облучения родителей

в диапазоне мобильной связи - 900 МГц. Очевидно, что электромагнитное излучение сотовых телефонов не может не влиять отрицательно на здоровье их владельцев, поскольку весьма существенно изменяет физические характеристики

среды вблизи человека. Хотя в настоящее время нет бесспорных доказательств опасности использования сотового телефона для репродуктивной системы, тем не менее появляется все больше работ, которые выявляют изменения качества зрелых мужских половых клеток под влиянием электромагнитного излучения, что может быть причиной снижения фертиль-ности. Показано, что разговоры по телефону по 6 часов в день на протяжении 5 дней вызывают снижение подвижности сперматозоидов человека, экспозиция более 4 часов в день неблагоприятно влияет на качество семенной жидкости у мужчин, снижается количество половых клеток, их подвижность и жизнеспособность. Учитывая нынешнюю обеспокоенность в связи с общим снижением функционального состояния мужской репродуктивной системы, одной из причин которого может быть электромагнитное загрязнение окружающей среды, эти исследования очень актуальны.

- Где могут быть востребованы их результаты?

- На данном этапе в практику исследований внедряются новые подходы к оценке состояния репродуктивной системы. Прежде всего речь идет о расширении методов, среди которых проточная цитофлюорометрия - ключевой метод для правильного и быстрого анализа клеток, обеспечивающий точное определение ДНК, что позволяет получить более глубокие представления об изменении кинетики различных типов сперматогенных клеток, стадиях клеточного цикла и т.д. при действии различных факторов окружающей среды. Не менее важное направление -изучение структуры хроматина в половых клетках под влиянием ионизирующих излучений в малой дозе и неионизирую-щих излучений различных диапазонов. Комплексная оценка показателей клеток репродуктивной системы самцов, основанная на использовании известных и новых методов, может быть востребована в клинической андрологии, в репродуктивной медицине и ветеринарии. ■

Материалы рубрики подготовила Ирина ЕМЕЛЬЯНОВИЧ

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.