CC BY
19
5. Обеспечение квалифицированной родовспомогательной помощи.
6. Улучшение качества служб охраны материнства и отцовства.
7. Предупреждение нежелательной беременности.
8. Борьба с небезопасными абортами.
9. Формирование здорового образа жизни среди молодых родителей.
10. Адекватный и своевременный охват профилактическими прививками.
11. Формирование среди детей и подростков жизненных навыков и возможностей сделать здоровый выбор.
12. Повышение роли СМИ и информационной индустрии в продвижении здоровья и здорового образа жизни.
13. Регулирование деятельности СМИ с целью оградить молодежь от вредного влияния материалов, содержащих информацию о насилии и рискованном поведении.
14. Создание системы по обеспечению здоровья здоровых людей.
15. Создание многоуровневой системы образования населения по вопросам здоровья и здорового образа жизни с целью реализации профилактических образовательных программ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Государственный доклад «О санитарно-эпидемической обстановке в Республике Беларусь в 2004 году» / Под ред. д-ра мед. наук, профессора М.И. Римжи. — Мн., 2005 — 100 с.
2. Нараленков В.А. Тенденции и динамика демографических показателей и здоровья населения Гомельской области // Проблемы здоровья и экологии. — 2005. — № 1. — С. 120-125.
3. Цыбин А.К. Основные медико-демографические тенденции в Беларуси // Материалы научно-практической конференции, посвященной 10-летию БЕЛЦМТ «Общественное здоровье и здравоохранение». — Мн., 2002.
Поступила 20.03.2006
УДК 614.876-056.22:575
ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ЗДОРОВЬЯ У НАСЕЛЕНИЯ, ПОСТРАДАВШЕГО В РЕЗУЛЬТАТЕ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ КАТАСТРОФЫ (НА ПРИМЕРЕ МОГИЛЕВСКОЙ ОБЛАСТИ)
Н.Г. Кручинский, В.А. Остапенко, А.И. Тепляков, А. С. Прокопович,
С.М. Остапенко, А.Д. Наумов, А.М. Горчаков, Е.В. Прищепова,
Ю.Е. Дуброва, Н.В. Акулич, Т.И. Чегерова
НИИ экологической и профессиональной патологии, г. Могилев Могилевский государственный университет им. А.А. Кулешова Институт радиобиологии НАН Беларуси, г. Гомель Лестерский университет, Англия Республиканский научно-практический центр радиационной медицины и экологии человека, г. Гомель
Проведено исследование частоты герминативных мутаций в минисателлитной фракции ДНК в популяции жителей, постоянно проживающих на контаминированных территориях. Показано, что использование принципа междисциплинарного подхода с исследованием клеточно-клеточной и клеточно-гуморальной регуляции гомеостаза является достаточно эффективным в изучении возможного патогенеза последствий длительного низкоуровневого радиационного воздействия.
Ключевые слова: ионизирующая радиация, частота мутаций, междисциплинарный подход, адаптационные возможности организма.
Через 20 лет после катастрофы на Чернобыльской АЭС в Республике Беларусь на территории с плотностью контаминации свыше 1 Ки/км2 проживает бо-
лее 1,5 млн. человек [9]. В Могилевской области контингент пострадавшего населения составляет более 100 тыс. человек (на конец 2005 г.).
Последствия воздействия ионизирующей радиации на организм человека возникают вследствие так называемых стохастических и нестохастических (детерминистских) эффектов. Основой стохастических эффектов признаны изменения генетического аппарата клеток, а нестохастических — их гибель (некроз или апоптоз). В то же время постулировано, что пострадиационная гибель клеток является, в свою очередь, стохастической реакцией. Поэтому можно говорить о возможном генезе отдаленных последствий облучения в малых дозах, не определяя характер выявленных эффектов [4, 6, 7, 12, 13].
В течение периода, прошедшего после катастрофы на Чернобыльской АЭС, основное внимание исследователей уделялось изучению бластомогенных и генетических эффектов [6]. Доказан радиационный генез роста опухолей щитовидной железы у пострадавшего населения. В районах Беларуси с интенсивным радиоактивным загрязнением за послеаварийные годы достоверно возросла частота врожденных пороков развития. Выявлены основные группы заболеваний, в течении которых после катастрофы на ЧАЭС имеются особенности патоморфоза [5, 9]. Уникальность Могилевской области по сравнению с Брестской и Гомельской в том, что граница загрязнения территории после катастрофы на ЧАЭС проходит практически по ее середине, что позволяет подобрать основную и контрольную группы наблюдения.
В нашем институте совместно с коллегами из университета г. Лестера (Великобритания) и Института общей генетики РАН проведено исследование частоты герминативных мутаций в минисателлитной фракции ДНК в популяции жителей, постоянно проживающих на контаминированных территориях [16]. Обследовано 79 семей (отец, мать, новорожденный) из Быховского, Крас-нопольского, Славгородского и Чериков-ского районов Могилевской области. Родители с момента аварии не меняли места жительства, дети родились в феврале — сентябре 1994 г. Контрольную группу составили 105 семей из неконтаминированных территорий. ДНК из образцов крови выделяли и обрабатывали по методу А. Jeffreys (1990). Мутации, вызванные изменением числа повторяющихся последовательно-
стей ДНК, учитывались в области 3,5 — 22 тыс. пар оснований. В среднем для каждого индивидуума учитывалось 17 полос ДНК для пробы 33.15. В большинстве семей ДНК гибридизировались и с одноло-кусными минисателлитными пробами MS1, MS31, MS32 и СЕВ 1 (локусы Д151, Д1521, Д158 и Д2590). Результаты анализировались тремя независимыми экспертами. Новые мутационные полосы идентифицированы как полосы, не представленные ни у одного из родителей.
Показан достоверный (почти двукратный) рост частоты мутаций в минисател-литной фракции ДНК. Функциональная роль минисателлитной фракции ДНК остается во многом неясной. Поскольку гипервариабельные сайты являются источником повторяющихся последовательностей при напряжении уровня репаративных процессов в клеточном ядре, можно говорить о максимальном включении эпигенетических механизмов регуляции при низкодо-зовом радиационном воздействии.
Изучению нестохастических (пороговых) эффектов ионизирующей радиации среди населения Беларуси придавалось в силу ряда причин меньшее внимание [5, 8, 9]. В то же время существует мнение о необходимости проведения различий между порогом выявлений какого-либо эффекта, сколь бы незначительным он ни был, и порогом выявления клинических изменений, которые имеют явное патологическое значение [7]. Это предполагает применение для выявления различных, даже кажущихся незначительными, эффектов наиболее совершенных методов исследования, основанных на междисциплинарном подходе.
Вышеизложенное позволило использовать данный методический подход для выявления и изучения отдаленных последствий низкоуровневого воздействия ионизирующей радиации у населения Беларуси, пострадавшего в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС. Так, диагностика состояния адаптационных возможностей организма в отдаленные сроки после облучения возможна с помощью различных «нагрузочных проб».
Самой существенной «нагрузочной пробой» для организма, подвергшегося и подвергающегося длительному низкоуровневому радиационному воздействию, является соматическое заболевание. Поэтому для вы-
явления последствий мы обратились к изучению патоморфоза различных заболеваний.
Многие врачи-клиницисты, работающие с контингентами пострадавшего населения, отмечают наличие патоморфоза различных заболеваний: туберкулеза, хронических неспецифических заболеваний
легких, сахарного диабета, заболеваний центральной и периферической нервной системы, атеросклероза, рака щитовидной железы (онкоморфоз), тиреоидита, воспалительных заболеваний почек и мочевыво-дящих путей, гепатита, заболеваний желудка, анемий беременных и др. (рис. 1).
АВАРИЯ НА ЧАЭС
4
ОЦЕНКА РИСКА И ПОСЛЕДСТВИИ
Стохастические эффекты
Нестохастические (детерминистские или пороговые) эффекты
РОСТ
Генетических и бластомогенных
I + *
Рак щитовидной Вроженные
железы
Раки:
♦ молочной железы;
♦ простаты
♦ кожи
пороки развития строгого учета на территориях > 15 Ки/км2
Увеличение частоты мутаций в минисателлитной фракции ДНК
1
Гибель клетки (некроз и апоптоз)
Патоморфоз заболеваний
более раннее развитие
♦ дистрофических;
♦ деструктивных;
♦ пролиферативных изменений;
♦ аутоиммунизация
1
Контингенты высокого риска
♦ лица, которым было до 18 лет на момент аварии;
♦ ликвидаторы;
♦ лица, постоянно проживающие на территории > 15 Ки/км2;
♦ все эвакуированные по классу «Сердечно-сосудистые заболевания»
♦ Туберкулез
♦ ХНЗЛ
♦ Атеросклероз
♦ Сердечно-сосудистые
♦ Цереброваскулярные заболевания
♦ Воспалительные заболевания почек и мочевых путей
♦ Сахарный диабет
♦ Заболевания нервной системы и органов чувств
Рис. 1. Основные группы риска, имеющие предрасполагающие факторы к истощению саногенетических механизмов при длительном низкоуровневом радиационном воздействии
Наличие этих изменений именно на донозологическом уровне доказано результатами научных исследований, основанных на диспансеризации пострадавшего населения [2, 5, 14, 15].
Методической особенностью наших исследований является использование принципа подбора основной и контрольных групп по факту наличия и отсутствия дополнительного воздействия ионизирующей радиации.
Проведено исследование интерфазного хроматина ядер лимфоцитов периферической крови у здоровых детей с помощью метода компьютерной морфоденситомет-рии (фирма «ДиаМорф», Россия). Этот метод основан на комбинации морфометри-ческого и цитофотометрического подходов оценки изображений и позволяет провести микроанатоминирование ядра для дальнейшего измерения отдельных частей интерфазного хроматина [3]. В выборку включены дети, подвергающиеся хроническому комбинированному воздействию малых доз ионизирующего излучения. Группу составили 26 детей из поселка Майский Чери-ковского району, загрязненность территории которого по Сб составляет 5-7 Ки/км . Во время аварии на ЧАЭС и до ноября 1989 г. они проживали на наиболее загрязненных радионуклидами территориях Чериковско-го района Могилевской области (деревни Чудяны, Малиновка, Боровая, Холмы), где контаминация почвы Сб составила от 10 до 140 Ки/км2. Оценочная эффективная эквивалентная доза (по данным лаборатории индивидуальной дозиметрии) на декабрь 1994 г. для обследуемой категории детей составила от 40 до 320 мЗв. В контрольную группу включены 15 детей, постоянно проживающих в сельской местности на территории экологически «чистого» Го-рецкого района Могилевской области [17].
Изучено структурно-функциональное состояние гетеро- и эухроматина и их компонент. Исследования показали значительные структурно-функциональные изменения ядер
лимфоцитов периферической крови детей, проживающих в условиях длительного низкоуровневого радиационного воздействия: обнаружен феномен активации интерфазного хроматина ядра [6]. Морфологическими признаками активации генома являются диспергирование, уменьшение доли компактного и увеличение доли диффузного хроматина, что свидетельствует о нарастании транскрипционной активности (рис. 2).
Наряду с уменьшением доли компактного хроматина мы наблюдали изменение соотношения его компонент — переход самой плотной из них в перигранулярную область с увеличением диспергирования последней. Выявлено также маргинальное расположение компактного хроматина. Эти признаки характерны для репрограммирования генома клетки, что является проявлением апоптоза. Данные факты свидетельствуют о напряженности адаптационных процессов на эпи-геномном уровне у детей, подвергшихся и подвергающихся радиационному воздействию в малых дозах. Наличие признаков апоптоза у этой категории пострадавшего в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС населения позволяет с определенной долей вероятности говорить о радиационном генезе данного феномена [17].
У этих же детей, по данным исследования лимфоцитов периферической крови методом люминесцентного микроспектрального анализа [1], отмечается формирование состояния функционального перенапряжения и истощения функциональной активности им-мунокомпетентных клеток крови (рис. 3).
Г~1 Контрольная группа
| Дети, подвергшиеся хроническому воздействию малых доз ионизирующего излучения
Рис. 2. Морфоденситометрические параметры ядер лимфоцитов периферической крови у детей, проживающих в различных радиоэкологических условиях
1 4
д — самая плотная компонента компактного хроматина; q — самая рыхлая компонента диффузного хроматина.
1(Мо. отн. ед.
ю о
1.1,40, ОТН, сд.
Рис. 3. Двухволновая микрофлуориметрия, флуорохромирование акридиновым оранжевым: сравнительная характеристика функционального состояния лимфоцитов крови детей из контрольной зоны (а) и проживающих на тер2ритории с плотностью контаминации Сб137>5 Ки/км (6, в)
Влияние на организм длительного облучения в малых дозах предполагает медленное развитие пострадиационных процессов, имеющих фазный характер, значительную вариабельность проявления функциональных реакций, с заметным напряжением механизмов поддержания гомеостаза.
Выброс из поврежденного атомного реактора значительного количества радионуклидов йода, высокое поглощение йода щитовидной железой, особенно у детей, возможность развития у них гипотиреоза, аутоиммунных тиреоидитов и новообразований щитовидной железы требуют динамического наблюдения за функциональным состоянием гипофизарно-тиреоидной системы и структурой щитовидной железы.
Чрезвычайно актуальны исследования гормонов и их транспортных систем как маркеров функционального состояния у детей и подростков, подвергающихся хроническому действию малых доз радиации. У значительной части детей, проживаю-
щих на загрязненной территории (свыше 10 Ки/км2 по Сб137), определяются концентрации тироксинсвязывающего глобулина, выходящие за границы «нормы». У этих детей отмечается и повышение уровня свободного тироксина в крови. Изучено состояние транспортной системы тиреоидных гормонов в крови. Как следует из представленных данных (рисунок 4), проживание на загрязненной радионуклидами территории у ряда детей сопровождается снижением связывания Т4 с ТСГ крови (р<0,05) [5]. Полученные результаты свидетельствуют об изменении в системе транспорта тиреоидных гормонов в условиях хронического низкоуровневого радиационного воздействия. Это согласуется с данными, полученными другими исследователями в клинике и эксперименте на лабораторных животных, где гипофункция щитовидной железы, вызванная инкорпорированным I131, приводила к перераспределению связывания Тз и Т4 между транспортными белками крови.
Рис. 4. Состояние транспортной системы тиреоидных гормонов у детей, проживающих в местностях с различными уровнями контаминации радиоцезием
Считаем, что «нормальный» уровень в сыворотке крови тиреоидных гормонов не всегда является достаточным критерием физиологической нормы, так как их дальнейшее действие во многом определяется транспортной системой крови и меняется в условиях радиационного воздействия [8].
Естественно, что описанные изменения, выявленные при скрининговом обследовании здоровых детей, могут иметь место и при развитии патологического процесса в стадии клинической манифестации у пострадавшего населения, прямым или опосредованным образом определяя течение заболевания.
Педиатрическая клиника НИИ экологической и профессиональной патологии располагает опытом изучения патоморфоза воспалительных заболеваний почек и мо-чевыводящих путей у детей, проживающих в неблагоприятных радиоэкологических условиях. При выявлении самых незначительных, на первый взгляд, проявлений па-томорфоза в комплексное обследование этих пациентов и пациентов контрольных групп включались наиболее современные методы исследования функционального состояния иммунокомпетентных клеток крови и транспортных систем организма.
Исследовано структурно-функциональное состояние эпигенома лимфоцитов периферической крови методом компьютерной морфоденситометрии у детей с патологией почек из категории пострадавшего населения. Показано наличие изменений, аналогичных полученным при скрининговых исследованиях здоровых детей [2, 4, 10, 14].
При микроспектральном люминесцентном анализе функционального состояния лимфоцитов периферической крови у детей с патологией почек из контаминированных районов отмечено, что практически у всех больных выявлено исходное повышение интегрального показателя клеточной активности, характеризующего соотношение РНК/ДНК, что свидетельствует о гиперактивации биосинтетического аппарата клетки [1]. Эти результаты совпадают с данными компьютерной морфоденси-тометрии у здоровых и больных детей.
Ранее нами доказано, что даже у здоровых детей, подвергающихся длительному низкоуровневому радиационному воздействию, развивается синдром эндогенной интоксикации, в диагностике которого важно оценивать состояние транспортной
функции альбумина. Связывающую способность сывороточного альбумина определяли методами ЭПР-спектрометрии и флюоресцентного зондирования. Результаты исследования позволяют высказать суждение о количественных (снижение резерва связывания альбумина) и качественных (изменение конформационных характеристик мест связывания) нарушениях связывающей способности альбумина у детей, подвергающихся длительному низкоуровневому радиационному воздействию [5, 17].
В терапевтической клинике института выявлено наличие патоморфоза у больных с атеросклерозом, подвергающихся длительному низкоуровневому радиационному воздействию. Исследованиями состояния системы гемостаза и изменений структурно-функциональных реакций гранулоцитов крови в процессе свертывания крови и фибринолиза доказано, что у больных, подвергшихся и подвергающихся длительному воздействию ионизирующей радиации в малых дозах, нарушается координационная коммуникация в системе «тромбоциты - лейкоциты - эндотелий» в результате их длительной функциональной активации при изменении условий функционирования всех компонентов системы. Обнаружен рост концентрации практически всех известных подсемейств (Р- и Е-се-лектинов, 1САМ-1, УСЛМ-1) растворимых форм клеточных адгезивных молекул, а также эндоте-лина-1 с дискоординацией функциональных связей между перечисленными элементами. Это является доказательством функциональной активации эндотелия, лейкоцитов и тромбоцитов на уровне рецепции активационных сигналов, трансдукции, движения вдоль сосудистой стенки, адгезии, секреции и экстрава-зации [11]. Комплексный характер изменений свидетельствует о том, что одним из основных механизмов длительного низкоуровневого радиационного воздействия является не только повреждение генетического аппарата отдельных клеточных элементов, но и нарушение межклеточного взаимодействия, имеющего фундаментальное значение в процессах гистогенеза, неспецифической резистентности, иммунитета, атеросклероза и тромбоза, что требует продолжения как эпидемиологических, так и патофизиологических исследований.
Таким образом, согласно современным представлениям, все известные отрицательные эффекты влияния ионизирующей ра-
диации на клеточном уровне реализуются посредством двух ключевых механизмов:
— во-первых, повреждения генетического аппарата клетки (мутагенез), который проявляется стохастическим увеличением частоты пороков развития и онкологических заболеваний;
— во-вторых, цитотоксичности, которая связана с эпигенетическими эффектами на транскрипционном, трансляционном, посттрансляционном уровнях и носит нестохастический характер, а при длительной активации может приводить к клеточной гибели путем как некроза, так и апоптоза (развитие последнего в данном случае носит стохастический характер).
Показано, что использование принципа междисциплинарного подхода с исследованием клеточно-клеточной и клеточно-гумо-ральной регуляции гомеостаза является достаточно эффективным в изучении возможного патогенеза последствий длительного низкоуровневого радиационного воздействия.
ЛИТЕРАТУРА
1. Горчаков А.М., Карнаухов В.Н., Меленец Ю.В., Горчакова Ф.Т. Идентификация патологических состояний на основе люминесцентного анализа им-мунокомпетентных клеток крови // Биофизика. — 1999. — Т. 44, № 3. — С. 550-555.
2. Дьмова Л.Г, Остапенко ВА., Севастьянов П.В., Чегерова Т.И., Прокопович А.С. Методика математической обработки данных массовых профилактических осмотров населения // Здравоохранение Беларуси. — 1995. — № 7. — С. 21-23.
3. Жукоцкий А.В., Якубова Н.И., Пономарев А.Б. и др. Новый метод морфометрического исследования почки с использованием компьютерного морфометри-ческого комплекса «ДИАМОРФ» // Бюл. эксперим. биол. и мед. — 1992. — Т. 11. — С. 417-419.
4. Коггл Дж. Биологические эффекты радиации. Пер. с англ. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 184 с.
5. Кручинский Н.Г., Остапенко СМ., Тепляков А.И., Наумов А.Д., Всеволодова О.И. и др. Патогенетические особенности изменения состояния здоровья у населения Могилевской области, пострадавшего в результате Чернобыльской катастрофы // Черобыльская катастрофа 15 лет спустя: научно-практические аспек-кты пробл.: Матер. обл. научно-практ. конф. г. Могилев 26 апр. 2001 г. — Мн.: Тесей, 2001. — С. 77-85.
6. Мельнов С.Б. Молекулярно-генетические эффекты малых доз радиации // Черобыльская катастрофа 15 лет спустя: научно-практические аспеккты пробл.: Матер. обл. научно-практ. конф. г. Могилев 26 апр. 2001 г. — Мн.: Тесей, 2001. — С. 96-103.
7. Москалев Ю.И. Отдаленные последствия воздействия ионизирующих излучений. — М., 1991. — 464 с.
8. Патогенетические особенности изменения состояния здоровья у населения Могилевской области, пострадавшего в результате Чернобыльской катастрофы / Кручинский Н.Г., Остапенко С.М., Тепляков А.И., Наумов А.Д., Всеволодова О.И. и др. // Чернобыльская катастрофа 15 лет спустя: Научн.-практ. аспекты пробл.: Матер. обл. научн.-практ. конф. 26 апр. 2001 г. / Под. общ. ред. Н.Г. Кручинского. — Мн.: Тесей, 2001. — С. 77-85.
9. Последствия Чернобыля в Беларуси: 17 лет спустя: Нац. докл. / Под ред. В.Е. Шевчука, В.Л. Гу-рачевского. — Мн.: Пропилеи, 2003. — 54 с.
10. Прокопович А.С., Тепляков А.И., Кручинский Н.Г. Железодефицитные состояния в условиях экологического неблагополучия: некоторые гематологические аспекты // Экологическая антропология. Ежегодник: Матер. 10-й междунар. науч.-практ. конф. «Отдал. посл. Черноб. кат.: экол., медиц., и соц. аспекты реабил. пострад.». — г. Минск, 25-27 сент. 2002 г. — Мн.: Бе-лор. комит. «Дзещ Чарнобыля», 2002. — С. 149-154.
11. Роль цитокинов и молекул клеточной адгезии в патогенезе атеросклероза у пациентов с ише-мическими поражениями сердца и мозга при длительном низкоуровневом радиационном воздействии / Кручинский Н.Г., Тепляков А.И., Прищепова Е.В., Акулич Н.В., Теплякова Д.В. // Медико-биол. аспекты аварии на Черноб. АЭС. — 2003. — № 1. — С. 20-28.
12. Рябухин Ю.С. Методологические трудности исследования показателей здоровья при низких уровнях облучения // Мед. радиол. радиац. безоп. — 1988. — Т. 43, № 1. — С. 37-42.
13. Рябухин Ю.С. О возможном механизме активного ответа на облучение в малой дозе // Там же. — 1999. — Т. 44, № 1. — С. 9-14.
14. Севастьянов П. В., Остапенко В А, Дымова Л.Г. Обработка данных скрининга периферической крови детей, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС // Гематол. и трансфузиол. — 1996. — Т. 41, № 1. — С. 33-36.
15. Чегерова Т.И., Дытова Л.Г., Севастьянов П.В., Чегеров В.Г., Кручинский Н.Г. Методика расчета дозовых нагрузок населения с учетом неопределенности исходных данных // Медико-биол. асп. аварии на Черноб. АЭС. — 2003. — № 1. — С.38-44.
16. Human minisatellite mutation rate after the Chernobyl accident / Dubrova Y., Nesterov V.N., Krouchin-sky N.G., Ostapenko VA., Newmann R., NeilD, JeffreysA. // Nature. — 1996. — Vol. 380, № 6576. — Р. 683-686.
17. Ostapenko V., Prishchepova E., Ostapenko S., Zhukotsky A. Use of Computer TV Morphodensitome-try to study epigenetic changes in blood lymphocytes from children affected by low-dose irradiation. — In: Radiation Injuy and the Chernobyl Catastrophe // Stem Cells. — 1997. — № 15. — P. 103-109.
Поступила 15.03.2006
