Анализ результатов цитогенетических исследований населения, проживающего на радиоактивно-загрязненных территориях после Чернобыльской аварии

Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций

им. проф. М. А. Бонч-Бруевича

Кафедра ОПДС

Исследование элементов автоматизированных систем управления

Курсовая работа по дисциплине

«Теоретические основы автоматизированного управления»

Курсовая работа на тему:

«Анализ результатов цитогенетических исследований населения, проживающего на радиоактивно-загрязненных территориях после Чернобыльской аварии»

Санкт-Петербург

2002

Содержание

Актуальность темы

Цель, задачи

Историография вопроса

Радиологическая опасность чернобыльских радионуклидов

Медицинские последствия аварии

Материалы и методы цитогенетических исследований

Анализ результатов цитогенетических исследований населения, проживающего на радиоактивно-загрязненных территориях после аварии на ЧАЭС

Выводы

Практические рекомендации

Приложение 1

Список литературы

Актуальность темы

Прошло уже 20 лет с момента аварии на Чернобыльской АЭС - самой крупномасштабной ядерной катастрофы в истории человечества в мирное время. Последствием этой катастрофы явилось радиоактивное загрязнение долгоживущими радиоизотопами огромных территорий, на которых проживают, и, следовательно, подвергаются в той или иной степени постоянному хроническому радиационному воздействию огромные по численности популяции людей. Чернобыльская катастрофа породила множество проблем общечеловеческого масштаба: экологических, медицинских, социальных, научных и др. Решение большинства из них зависит, в первую очередь, от правильной оценки степени радиационной опасности для людей, оказавшихся в ситуации вынужденного проживания на радиационно-загрязненных территориях. И здесь на первое место выходит проблема такого понятия как качество жизни и, соответственно, здоровье населения, проживающего на загрязненных радионуклидами территориях.

Цель работы - изучить закономерности реализации воздействия хронического низкоинтенсивного излучения на наследственные структуры соматических клеток людей, проживающих на территориях с различной плотностью радиоактивного загрязнения после Чернобыльской аварии.

Основные задачи:

Оценить уровень нестабильных хромосомных аберраций у населения, проживающего на территориях с различной плотностью радиоактивного загрязнения в результате аварии на ЧАЭС, в т.ч. в динамике.

Оценить уровень стабильных хромосомных аберраций у детей, облучившихся в пренатальный и постнатальный период развития во время аварии на ЧАЭС и проживающих, впоследствии, на загрязненных радионуклидами территориях.

Изучить сравнительный выход нестабильных и стабильных хромосомных аберраций у детей, облучившихся в пренатальный и постнатальный период развития во время аварии на ЧАЭС и проживающих, впоследствии, на загрязненных радионуклидами территориях.

Изучить сравнительный выход нестабильных и стабильных хромосомных аберраций у детей, облучившихся внутриутробно во время аварии на ЧАЭС в различные периоды пренатального развития

Сопоставить результаты наблюдаемых цитогенетических эффектов с данными медицинских обследований состояния здоровья исследуемой когорты лиц.

Историография вопроса.

В результате неядерного взрыва (первопричиной аварии был паровой взрыв) реактора 4-го блока Чернобыльской АЭС были повреждены и разгерметизированы тепловыделяющие элементы, содержащие ядерное топливо (уран-235) и накопившиеся за время работы реактора (до 3-х лет) радиоактивные продукты деления (сотни радионуклидов, включая долгоживущие). Выброс из аварийного блока АЭС радиоактивных материалов в атмосферу состоял из газов, аэрозолей и мелкодисперсных частиц ядерного топлива. Кроме того, выброс длился очень долго, это был растянутый во времени процесс, состоящий из нескольких стадий.

На первой стадии (в первые часы) произошел выброс диспергированного топлива из разрушенного реактора. На второй стадии -- с 26 апреля по 2 мая 1986г. -- мощность выброса уменьшилась благодаря предпринятым мерам по прекращению горения графита и фильтрации выброса. По предложению физиков в шахту реактора были сброшены многие сотни тонн соединений бора, доломита, песка, глины и свинца, этот слой сыпучей массы интенсивно адсорбировал аэрозольные частицы. Одновременно эти меры могли привести к повышению температуры в реакторе и способствовать выходу в окружающую среду летучих веществ (в частности, изотопов цезия). Это -- гипотеза, однако именно в эти дни (2--5 мая) наблюдалось быстрое нарастание мощности выхода продуктов деления за пределы реактора и преимущественный вынос летучих компонентов, в частности, йода. Последняя, четвертая стадия, наступившая после 6 мая, характеризуется быстрым уменьшением выброса в результате специально предпринятых мер, позволивших, в конечном счете, снизить температуру топлива за счет засыпки реактора материалами, образующими тугоплавкие соединения с продуктами деления.

Радиоактивное загрязнение природной среды в результате аварии определялось динамикой радиоактивных выбросов и метеорологическими условиями.

Из-за причудливой картины выпадения осадков в процессе движения радиоактивного облака загрязнение почвы и продуктов питания оказалось крайне неравномерным. В результате образовалось три основных очага загрязнения: Центральный, Брянско-Белорусский и очаг в районе Калуги, Тулы и Орла (рис. 1) Институт проблем безопасного развития атомной энергетики www.ibrae.ac.ru.

Рисунок 1. Радиоактивное загрязнение местности цезием-137 после катастрофы на ЧАЭС (по состоянию на 1995 год).

Значительное загрязнение территории за пределами бывшего СССР произошло только в некоторых регионах европейского континента. В южном полушарии выпадение радиоактивности не было обнаружено.

В 1997 году завершился многолетний проект Европейского сообщества по созданию атласа загрязнения Европы цезием после чернобыльской аварии. По оценкам, выполненным в рамках этого проекта, территории 17 стран Европы общей площадью 207,5 тыс. км2 оказались загрязненными цезием с плотностью загрязнения свыше 1 Ки/км2 (37 кБк/м2) (таблица 1) Институт проблем безопасного развития атомной энергетики www.ibrae.ac.ru.

Таблица 1. Суммарное загрязнение европейских стран 137Cs от чернобыльской аварии.

Страны	Площадь, тыс. км2	чернобыльские выпадения
	страны	территории с загрязнением свыше 1 Ки/км2	ПБк	кКи	% от суммарных выпадений в Европе
Австрия	84	11,08	0,6	42,0	2,5
Белоруссия	210	43,50	15,0	400,0	23,4
Великобритания	240	0,16	0,53	14,0	0,8
Германия	350	0,32	1,2	32,0	1,9
Греция	130	1,24	0,69	19,0	1,1
Италия	280	1,35	0,57	15,0	0,9
Норвегия	320	7,18	2,0	53,0	3,1
Польша	310	0,52	0,4	11,0	0,6
Россия (европейская часть)	3800	59,30	19,0	520,0	29,7
Румыния	240	1,20	1,5	41,0	2,3
Словакия	49	0,02	0,18	4,7	0,3
Словения	20	0,61	0,33	8,9	0,5
Украина	600	37,63	12,0	310,0	18,8
Финляндия	340	19,0	3,1	83,0	4,8
Чехия	79	0,21	0,34	9,3	0,5
Швейцария	41	0,73	0,27	7,3	0,4
Швеция	450	23,44	2,9	79,0	4,5
Европа в целом	9700	207,5	64,0	1700,0	100,0
Весь мир			77,0	2100,0

Данные по радиационному загрязнению территории России в результате аварии на ЧАЭС представлены в таблице 2 Краткая ежегодная справка о радиационной обстановке на территории Российской Федерации в 2006 году. Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. www.meteorf.ru.

Таблица 2.

Радиологическая опасность чернобыльских радионуклидов

Наиболее опасными в момент аварии и в первое время после нее в атмосферном воздухе загрязненных районов являются 131I (Радиоактивный йод интенсивно накапливался в молоке, что привело к значительным дозам облучения щитовидной железы у тех, кто его пил, особенно у детей в Беларуси, России и Украине. Повышенные уровни радиоактивного йода в молоке наблюдались и в некоторых других регионах Европы, где молочные стада содержались вне помещений. Период полураспада 131I составляет 8 суток.) Материалы Международной конференции «Двадцать лет Чернобыльской катастрофы. Взгляд в будущее.» г. Киев, Украина, 24-26 апреля 2006г. и 239Pu, у них наиболее высокий индекс относительной опасности. Далее следуют остальные изотопы плутония, 241Am, 242Cm, 137Ce, и 106Ru (спустя десятилетия после аварии). Наибольшую опасность в природных водах представляют 131I (в первые недели и месяцы после аварии) и группа долгоживущих радионуклидов цезия, стронция и рутения.

Плутоний-239. Он представляет опасность только при ингаляционном поступлении. В результате процессов заглубления возможность ветрового подъема и переноса радионуклидов снизилась на несколько порядков и будет снижаться в дальнейшем. Поэтому присутствовать в окружающей среде чернобыльский плутоний будет бесконечно долго (период полураспада плутония-239 составляет 24,4 тыс. лет) Академик РАН Ю. А. Израэль. Радиоактивное загрязнение природных сред в результате аварии на Чернобыльской атомной станции (к 20-летию аварии). Москва, изд-во «Комтехпринт», 2006г., но его экологическая роль будет близкой к нулю.

Цезий-137. Этот радионуклид усваивается растениями и животными. Его присутствие в пищевых цепях будет неуклонно снижаться за счет процессов физического распада, заглубления на глубину, недоступную для корней растений, и химического связывания минералами почвы. Период полуочищения от чернобыльского цезия составит порядка 30 лет. Следует оговориться, что это не относится к поведению цезия в лесной подстилке, где ситуация в какой то мере законсервирована. Снижение загрязнения грибов, лесной ягоды и дичи пока практически незаметно -- это всего 2--3% в год. Изотопы цезия активно включаются в метаболизм, конкурируют с ионами К.

Стронций-90. Он несколько более подвижен, чем цезий, период полуочищения от стронция составит около 29 лет. Стронций плохо вступает в реакции метаболизма, накапливается в костях, малотоксичен.

Америций-241 (продукт распада плутонии-241 -- излучателя) - единственный радионуклид в зоне загрязнений от чернобыльской аварии, концентрация которого возрастает и достигнет максимальных значений через 50-70 лет, когда его концентрация на земной поверхности увеличится почти в десять раз. Академик РАН Ю. А. Израэль. Радиоактивное загрязнение природных сред в результате аварии на Чернобыльской атомной станции (к 20-летию аварии). Москва, изд-во «Комтехпринт», 2006г.

Медицинские последствия аварии

Любая крупная радиационная авария сопровождается двумя принципиально различающимися между собой видами возможных медицинских последствий:

. радиологические последствия, которые являются результатом непосредственного воздействия ионизирующего излучения;

. различные расстройства здоровья, назовем их общими или соматическими расстройствами здоровья, вызванные многими другими повреждающими факторами аварии нерадиационной природы, например, социальными, стрессорными или психологическими.

Существуют две категории радиологических последствий (эффектов), различающиеся по времени их проявления: ранние (не более месяца после облучения) и отдаленные, возникающие по истечении длительного срока (годы) после радиационного воздействия. С. П. Ярмоненко «Медицинские последствия аварии на Чернобыльской АЭС» Аналитический обзор экспертных материалов за 20 лет, прошедших после аварии. Специальное приложение к журналу «Медицинская радиология и радиационная безопасность». На рисунке 2 схематично изображены возможные пути и последствия облучения людей от радиоактивных выбросов в окружающую среду.

Рисунок 2. Пути и последствия облучения людей от радиоактивных выбросов в окружающую среду. Яблоков А.В. «Миф о безопасности малых доз радиации: Атомная мифология.» - М.: Центр экологической политики России, ООО «Проект-Ф», 2002.

Различные ранние последствия часто объединяют общим термином «детерминированные» эффекты. Они всегда обусловливаются гибелью большого числа клеток какого-то важного, критического органа -- костного мозга, кишечника, семенников, кожи. Они обязательно возникают при достижении определенной достаточно большой, пороговой дозы (не менее 0,25 Гр). С ростом дозы тяжесть заболевания увеличивается, так как увеличивается число погибающих клеток. При дозах, находящихся ниже порогового значения, происходит лишь кратковременная убыль клеток в пределах, имеющих место и в нормальной жизнедеятельности; поэтому она воспринимается как естественный процесс и быстро компенсируется новыми, полноценными клетками.

К отдаленным «стохастическим» радиологическим последствиям относятся злокачественные новообразования и наследственные заболевания. В отличие от ранних, детерминированных эффектов, отдаленные последствия могут возникнуть в результате изменений одной клетки. Теоретически они не имеют дозового порога. Если изменения произошли в соматических клетках, то по истечении определенного срока у этого облученного индивидуума может возникнуть рак или лейкоз. Если такие изменения произошли в половых клетках облученного лица, то можно ожидать развития наследственных заболеваний или врожденных уродств у его потомства. С увеличением дозы нарастает только вероятность стохастических эффектов, а не тяжесть заболевания. При этом радиационно-индуцированный рак ничем не отличается от спонтанного, что очень важно учитывать для правильной оценки реальных стохастических последствий аварийного облучения.

Практически сразу после аварии Министерство здравоохранения СССР выделило в качестве одной из приоритетных задач -- регистрацию пострадавших и последующее непрерывное наблюдение за состоянием их здоровья. 23 июня 1986г. в Медицинском радиологическом научном центре (г. Обнинск) был создан Всесоюзный распределенный регистр лиц, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии. До 1991г. он содержал информацию в отношении 659 300 человек. После распада СССР в 1991г. такая работа была продолжена раздельно в Белоруссии, России и на Украине.

Решением Правительства Российской Федерации от 22 сентября 1993 года на базе Всесоюзного регистра организован Российский государственный медико-дозиметрический регистр (РГМДР), в котором проводится обязательная регистрация и постоянное наблюдение за состоянием здоровья четырех групп первоочередного учета:

-- участников ликвидации последствий аварии (ликвидаторов);

-- лиц, эвакуированных из наиболее загрязненных районов;

-- лиц, проживающих на наблюдаемых территориях (зона отселения и зона с правом на отселение);

-- детей, родившихся после аварии у лиц, включенных в группы 1-3.

К настоящему времени в РГМДР зарегистрировано около 615 тыс. граждан РФ, подвергшихся облучению, в том числе 186,4 тыс. ликвидаторов из большинства регионов России, около 10 тыс. эвакуированных, 368 тыс. проживающих (проживавших) на наиболее загрязненных территориях Брянской, Калужской, Тульской и Орловской областей, 35,5 тыс. детей ликвидаторов и 15,1 тыс. отселенных лиц. С. П. Ярмоненко «Медицинские последствия аварии на Чернобыльской АЭС» Аналитический обзор экспертных материалов за 20 лет, прошедших после аварии. Специальное приложение к журналу «Медицинская радиология и радиационная безопасность».

Распределение населения по зонам радиоактивного загрязнения, а также распределение населения, проживающего в зонах загрязнения, по средним годовым эффективным дозам, представлено в таблицах 3 и 4 соответственно.

Таблица 3 Российский национальный доклад «20 лет Чернобыльской катастрофы»..

Таблица 4. Распределение населения (тыс. чел.), проживающего в зонах загрязнения по средним годовым эффективным дозам. Институт проблем безопасного развития атомной энергетики www.ibrae.ac.ru

	Диапазон эффективной дозы, мЗв
	<1	1-5	>5
Брянская	123,4	94,4	0,97
Калужская	10,3	1,2
Тульская	908,8
Орловская	408,7
Белгородская	77,8
Воронежская	40,4
Курская	140,8
Липецкая	71,0
Ленинградская	19,5
Мордовия	17,9
Пензенская	130,6
Рязанская	199,5
Тамбовская	16,6
Ульяновская	58,0

Материалы и методы цитогенетических исследований

В биоиндикации радиационного воздействия нашли широкое применение цитогенетические методы исследования. Культура лимфоцитов человека является одной из обязательных тест-систем при оценке влияния мутагенных факторов окружающей среды. Одним из достоинств этой тест-системы является то, что по наблюдаемым типам аберраций можно достаточно определенно идентифицировать тип мутагенного воздействия. Так, наличие в спектре наблюдаемых аберраций повышенного уровня дицентриков и центрических колец однозначно свидетельствует о радиационной природе мутагена. Повышенный же уровень аберраций хроматидного типа может свидетельствовать о химической или вирусной природе мутагена. Использование цитогенетического метода в популяционных исследованиях позволяет выявлять лиц с повышенным уровнем хромосомных аберраций, в особенности, долгоживущих стабильных аберраций, являющихся потенциальным источником малигнизации клеток. Следовательно, индивидуальные цитогенетические показатели могут служить объективным основанием для формирования групп повышенного риска с целью последующего углубленного медицинского наблюдения.

Материалом для исследования являются клетки периферической крови контрольных доноров, и лиц, подвергшихся действию ионизирующего излучения вследствие аварии на ЧАЭС.

На протяжении 15 лет после аварии на ЧАЭС проводились цитогенетические обследования групп взрослого и детского населения, проживающего на загрязненных радионуклидами территориях Брянской, Калужской и Орловской обл. В течение данного периода авторами изученных мною статей всего было обследовано рутинным цитогенетическим методом 289 взрослых в возрасте 20 - 70 лет на момент обследования и 2355 детей и подростков в возрасте 1 - 18 лет на момент обследования, из них 60 детей и подростков было обследовано дополнительно методом FISH. В качестве контрольных групп было обследовано рутинным цитогенетическим методом 99 взрослых и 142 детей и подростков, проживающих на незагрязненных территориях Брянской и Калужской обл.

Использовался стандартный метафазный метод учета аберраций хромосом без кариотипирования. Данный метод позволяет производить достаточно полную и точную оценку основных количественных и качественных закономерностей радиационного повреждения генетических структур соматических клеток человека.

Анализировали все виды аберраций хромосом, распознаваемых без кариотипирования. Из аберраций хромосомного типа - ацентрические фрагменты (парные и точковые), центрические кольца и дицентрики. Анализ дицентриков успешно применяется при определении дозы облучения в ранние сроки, с увеличением пострадиационного периода неопределенность оценок возрастает. Стандартный метод метафазного анализа, т.е. без кариотипирования, позволяет регистрировать и определенную часть стабильных аберраций. Это, так называемые, аномальные моноцентрики, являющиеся в подавляющем большинстве случаев результатом реципрокной транслокации. Из аберраций хроматидного типа учитывали ацентрическое фрагменты (одиночные и парные) и обменные аберрации (в целом). Анализ стабильных хромосомных аберраций (транслокаций) с помощью метода FISH - более перспективный метод, можно использовать спустя годы после воздействия.

Анализ результатов цитогенетических исследований населения, проживающего на радиоактивно-загрязненных территориях после аварии на ЧАЭС

Частота нестабильных хромосомных аберраций в контрольной группе взрослых лиц. В 1993г. было проведено цитогенетическое обследование 99 человек в возрасте 20-65 лет, проживающих на незагрязненных радионуклидами территориях Почепского р-на Брянской обл. В обследованной группе не наблюдалось какой-либо возрастной зависимости индивидуальной частоты аберраций хромосомного типа, а также индивидуальной суммарной частоты аберраций хромосомного и хроматидного типа. Среднегрупповые частоты отдельных типов аберраций хромосом для мужчин и женщин совпадали в пределах ошибки. Средняя частота аберраций хромосомного и хроматидного типа составляет 0,290,03 и 0,360,03 (на 100 клеток), соответственно. Средняя суммарная частота дицентриков и центрических колец - аберраций-маркеров радиационного воздействия - 0,060,01 (на 100 клеток).

Частота нестабильных хромосомных аберраций в контрольной группе детей и подростков. Цитогенетическое обследование детей и подростков в возрасте 7 - 17 лет на момент исследования, проживающих на незагрязненных радионуклидами территориях проводилось дважды: в 1993г. в Почепском р-не Брянской обл. и, через 11 лет, в 2004г. в Бобынинском р-не Калужской обл. Поскольку обе обследованные группы детей были однородны, распределения аберраций хромосомного типа в них соответствовали Пуассоновскому и достоверно не отличались друг от друга, то для дальнейших сравнений эти две контрольные группы были объединены в одну. Таким образом, средняя частота аберраций хромосомного и хроматидного типа составила - 0,120,01 и 0,240,01 (на 100 клеток), соответственно. Средняя суммарная частота дицентриков и центрических колец - 0,030,01 (на 100 клеток). Отношение количества аберраций хромосомного типа к хроматидному соответствовало классическому представлению о спонтанном мутагенезе у человека и составляло 1:2. Каких либо достоверных различий по полу также не обнаружено Севанькаев А.В., Эрнестова Л.С., Потетня О.И., Голуб Е.В., Михайлова Г.Ф., Хвостунов И.К., Семенова Т.Г., Шепель Н.Н., Цепенко В.В. Оценка цитогенетических эффектов низких доз радиации у населения, проживающего на радиоактивно загрязненных территориях после Чернобыльской аварии// Труды Международного экологического конгресса «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности», 14-16 июня 2000. - Санкт-Петербург: Балтийский государственный технический университет, 2000. - Т.2. - С.314-316. .

Исследование частоты нестабильных хромосомных аберраций у взрослого населения, проживающего в загрязненных радионуклидами районах Брянской обл. В Брянской обл. цитогенетическое обследование взрослого населения проводилось в 1991- 1993гг. в 3-х районах: Злынковском, Гордеевском и Стародубском и в 2003г. в г. Клинцы. Численность обследованных групп варьировала от 62 до 96 человек. Наиболее высокие цитогенетические показатели наблюдались при обследовании в 1991 г. (через 5 лет после аварии) в Злынковском р-не, наиболее загрязненном (1080 кБк/м²): средняя частота аберраций хромосом (хромосомного и хроматидного типа) достоверно превышала контрольные значения (p<0,05, t-критерий) в 2,5 раза, а суммарная частота дицентриков и центрических колец - аберраций-маркеров радиационного воздействия - в 3,5 раза. В Гордеевском и Стародубском р-нах при обследовании в 1993г. средняя частота аберраций хромосомного типа в обследованных группах была повышена, но от контрольного значения достоверно не отличалась.

Исследование частоты нестабильных хромосомных аберраций у детей и подростков, проживающих в загрязненных радионуклидами районах Брянской обл. В Брянской обл. цитогенетическое обследование детей и подростков проводилось в 1991- 1993гг. в 4-х районах: Злынковском, Гордеевском, Клинцовском и Стародубском. Численность обследованных групп варьировала от 64 до 291 человека. Наиболее высокий уровень всех цитогенетических показателей наблюдался при обследовании в 1991г. (через 5 лет после аварии) у детей и подростков, проживающих в Злынковском р-не, наиболее загрязненном: средняя частота аберраций хромосомного типа достоверно превышала контрольные значения (p<0,05, t-критерий) в 4 раза, а суммарная частота дицентриков и центрических колец - в 6 раз. В Гордеевском, Клинцовском и Стародубском р-нах все цитогенетические показатели достоверно превышали контрольный уровень в 2-3 раза. Таким образом, проведенные в 1991-1993 гг. цитогенетические обследования детей и подростков, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях Брянской обл., позволили установить, что средняя частота нестабильных хромосомных аберраций достоверно превышает контрольный уровень во все сроки обследования и для всех обследованных районов. Не обнаружено связи цитогенетических нарушений с уровнем загрязненности радионуклидами ¹³⁷Cs места проживания обследуемых. Севанькаев А.В., Эрнестова Л.С., Потетня О.И., Голуб Е.В., Михайлова Г.Ф., Хвостунов И.К., Семенова Т.Г., Шепель Н.Н., Цепенко В.В. Оценка цитогенетических эффектов низких доз радиации у населения, проживающего на радиоактивно загрязненных территориях после Чернобыльской аварии// Труды Международного экологического конгресса «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности», 14-16 июня 2000. - Санкт-Петербург: Балтийский государственный технический университет, 2000. - Т.2. - С.314-316.

Исследование частоты нестабильных хромосомных аберраций в группе детей и подростков, проживающих в загрязненных радионуклидами районах Калужской обл. Исследуемые группы включали детей и подростков, постоянно проживающих в Жиздринском и Ульяновском р-нах Калужской обл. В общей сложности обследовали 333 детей и подростков в Ульяновском и 525 - в Жиздринском р-не, всего 858 человек. За период наблюдения с 1989 по 2003 гг. в Ульяновском р-не было проведено последовательное цитогенетическое обследование 5 раз, в Жиздринском р-не - 9 раз. При этом часть детей и подростков попадали на повторное обследование от 2 до 6 раз. В Жиздринском р-не средняя частота нестабильных хромосомных аберраций хромосомного и хроматидного типа была достоверно выше контрольного уровня (p<0,05, t-критерий) во все сроки обследования. Частота аберраций хромосомного типа колебалась от 0,28 до 0,59 на 100 клеток, составляя в среднем за период наблюдения 0,400,01 на 100 клеток. Следует отметить, что частота радиационных маркерных аберраций (дицентриков и центрических колец) также практически во все сроки наблюдения превышала контрольный уровень (p<0,05, t-критерий) в 3 - 5 раз, варьируя в диапазоне 0,10 - 0,15 на 100 клеток. В Ульяновском р-не средняя частота нестабильных аберраций хромосомного и хроматидного типа была также достоверно выше контрольного уровня (p<0,05, t-критерий) во все сроки обследования. Частота аберраций хромосомного типа колебалась от 0,33 до 0,46 на 100 клеток, составляя в среднем за период наблюдения 0,390,02 на 100 клеток. Частота дицентриков и центрических колец также во все сроки наблюдения превышала контрольный уровень (p<0,05, t-критерий) в 2 - 4 раза, варьируя в диапазоне 0,06 - 0,13 на 100 клеток. Таким образом, проведенный в период 1989 - 2003 гг. цитогенетический мониторинг позволил установить, что средняя частота нестабильных аберраций хромосомного типа в лимфоцитах периферической крови детей и подростков, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях Калужской обл., достоверно превышала контрольный уровень без какой-либо тенденции к их снижению Потетня О.И, Михайлова Г.Ф., Голуб Е.В., Козлов В.М., Пятенко В.С., Севанькаев А.В., Боровикова М.П Динамика цитогенетических нарушений во времени у детей и подростков, проживающих в загрязненных радионуклидами районах Калужской области// Наследие Чернобыля: Материалы научно-практической конференции (под ред. В.А. Игнатова). - Калуга: “Облиздат”, 2001. - С.252..

Исследование частоты хромосомных аберраций в группе подростков и взрослого населения, проживающего в загрязненных радионуклидами районах Орловской обл. Цитогенетическое обследование проведено в 2002 г. у 248 жителей Болховского, Мценского, Урицкого и Колпнянского районов Орловской обл. Возраст жителей на момент исследования варьировал от 15 до 27 лет. Частота всех цитогенетических показателей (хромосомного и хроматидного типа) для жителей всех 4-х районов и для каждого из районов достоверно превышала контрольные показатели (p<0,05, t-критерий). Для жителей Болховского, Урицкого и Колпнянского р-нов суммарная частота дицентриков и центрических колец достоверно превышала контрольный уровень (p<0,05, t-критерий) в 4 раза, для Мценского р-на данный показатель был в 2 раза выше контрольного значения. Севанькаев А.В., Эрнестова Л.С., Потетня О.И., Голуб Е.В., Михайлова Г.Ф., Хвостунов И.К., Семенова Т.Г., Шепель Н.Н., Цепенко В.В. Оценка цитогенетических эффектов низких доз радиации у населения, проживающего на радиоактивно загрязненных территориях после Чернобыльской аварии// Труды Международного экологического конгресса «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности», 14-16 июня 2000. - Санкт-Петербург: Балтийский государственный технический университет, 2000. - Т.2. - С.314-316.

Исследование частоты нестабильных и стабильных аберраций хромосом у детей, облучившихся внутриутробно в период аварии на Чернобыльской АЭС. Севанькаев А.В., Замулаева И.А., Михайлова Г.Ф., Хвостунов И.К., Смирнова С.Г., Орлова Н.В., Омарасхабов Н.О., Саенко А.С.. Повышение частоты генных и структурных соматических мутаций у лиц, подвергшихся радиационному воздействию in utero в результате Чернобыльской аварии// Материалы Международной конференции «Чернобыль 20 лет спустя» 19-21 апреля, 2006. - Минск, Беларусь, 2006. - С.114.

Изучение частоты нестабильных хромосомных аберраций у детей, облучившихся внутриутробно и проживающих на территориях с различной плотностью радиоактивного загрязнения. Анализ нестабильных хромосомных аберраций в группах детей, подвергшихся облучению во время аварии в период внутриутробного развития, проводился в Брянской, Калужской и Орловской областях. В Брянской и Орловской областях проводились однократные обследования в 1992 и 2002 гг., соответственно. В Калужской обл. обследования проводились неоднократно в период 1990 - 2003 гг. в 2-х районах - Ульяновском и Жиздренском. Численность обследованных групп варьировала от 31 до 230 человек (таблица 5).

Таблица 5. Средняя частота аберраций хромосом (на 100 клеток) у детей облучившихся внутриутробно и проживающих на радиоактивно загрязненных территориях Брянской, Калужской и Орловской областей.

область/год	число чело-век	число клеток	хромосомный тип*	хроматид тип
			ацентрики	дицентр. и центрич. кольца	всего
Брянская/1992	127	35588	0,260,03	0,080,01	0,340,03	0,370,03
Калужская/1990-2003: Ульяновский р-н Жиздринский р-н
	68	22942	0,290,04	0,170,03	0,460,04	0,690,05
	230	107522	0,280,02	0,120,01	0,400,02	0,770,03
Орловская/ 2002	31	16049	0,280,04	0,150,02	0,400,05	0,450,05

* - без учета аномальных моноцентриков

Как видно из представленных данных, средняя частота аберраций хромосомного типа в обследованных группах достоверно превышает (p<0,05, t-критерий) в 3 раза контрольный уровень во всех областях. Средняя суммарная частота дицентриков и центрических колец достоверно превышает контрольное значение (p<0,05, t-критерий) в 3 - 6 раз. Наименьшая частота дицентриков и центрических колец (0,080,01 на 100 клеток) наблюдалась в Брянской обл. (обследование 1992 г.), а наибольшая (0,170,03 на 100 клеток) - в Ульяновском р-не Калужской обл. (обследование 1990 г.). Суммарная частота дицентриков и центрических колец у жителей Орловской и Калужской обл. совпадала (в пределах ошибки) и варьировала в пределах 0,12 - 0,17 на 100 клеток.

Таким образом, проведенное в 1990 - 2003 гг. исследование частоты нестабильных хромосомных аберраций у детей, облучившихся внутриутробно и проживающих на территориях с различной плотностью радиоактивного загрязнения, выявило повышенную, по сравнению с контрольным уровнем, частоту нестабильных аберраций хромосомного и хроматидного типа.

Оценка влияния ионизирующего излучения в малых дозах на частоту нестабильных хромосомных аберраций у детей, облучившихся внутриутробно в период аварии на Чернобыльской АЭС и впоследствии проживающих на радиоактивно загрязненных территориях. В 2007г. сотрудниками Российского государственного медико-дозиметрического регистра (РГМДР, г. Обнинск) были любезно предоставлены средние индивидуальные накопленные эффективные дозы внешнего и внутреннего облучения для 155 детей, облучившихся внутриутробно в период аварии на Чернобыльской АЭС и впоследствии проживающих в Жиздринском р-не Калужской обл. Это позволило сформировать две подгруппы лиц: I - с индивидуальными дозами в диапазоне 3,12-9,78 мЗв, средняя доза 7,4 мЗв и II - с индивидуальными дозами в диапазоне 10,00-23,88 мЗв, средняя доза 14,6 мЗв. Таким образом, средние индивидуальные дозы в подгруппах отличались в 2 раза. Сопоставление средней индивидуальной дозы и средней частоты аберраций хромосомного типа, а также средней суммарной частоты дицентриков и центрических колец в исследуемых подгруппах, представлены в таблице 6. Видно, что цитогенетические показатели достоверно выше в подгруппе с более высокой средней дозой по сравнению с подгруппой с меньшей дозой (p<0,05, t-критерий).

Таблица 6. Сопоставление средних индивидуальных накопленных эффективных доз внешнего и внутреннего облучения и средней частоты аберраций хромосомного типа, а также средней суммарной частоты дицентриков и центрических колец в исследуемых подгруппах.

Число лиц	Диапазон доз, мЗв	Средняя доза, мЗв	Частота аберрации хромосомного типа, на 100 клеток	Частота дицентрик. и центрич. колец, на 100 клеток
112	3,12 - 9,78	7,4	0,36±0,03	0,09±0,02
43	10,00 - 23,88	14,6	0,47±0,04	0,16±0,03

Таким образом, в группе детей, облучившихся внутриутробно в период аварии на Чернобыльской АЭС и впоследствии проживающих на радиоактивно-загрязненных территориях наблюдается определенная дозовая зависимость выхода аберраций хромосомного типа, а также суммарной частоты дицентриков и центрических колец - аберраций-маркеров радиационного воздействия - от средней индивидуальной накопленной эффективной дозы внешнего и внутреннего облучения.

Динамика нестабильных хромосомных аберраций у детей, облучившихся внутриутробно и проживающих в Брянской области. Дважды, в 1992 г. и, повторно, в 2003 г., было проведено цитогенетическое обследование одних и тех же 21 подростков, подвергшихся в результате аварии на Чернобыльской АЭС внутриутробному облучению, постоянно проживающих в г. Клинцы Брянской обл. При первичном обследовании в 1992 г. практически все цитогенетические показатели (ацентрические фрагменты, дицентрики и центрические кольца, аномальные моноцентрики и хроматидный тип аберраций) в обследованной группе были достоверно выше контрольных значений (p<0,05, t-критерий), а средняя суммарная частота дицентриков и центрических колец - аберраций-маркеров радиационного воздействия - превышала контрольное значение более чем в 3 раза. Практически третья часть обследованной группы (28%) являлись носителями аберраций-маркеров радиационного воздействия. При обследовании этих же подростков через 10 лет (в 2003 г.) суммарная частота дицентриков и центрических колец снизилась в 2 раза (0,10 и 0,05 на 100 клеток соответственно), за счет центрических колец. Частота ацентрических фрагментов уменьшилась незначительно: 0,24 и 0,19 (на 100 клеток) соответственно. Более чем в 2 раза уменьшилось в обследованной группе и число носителей (11%) аберраций-маркеров радиационного воздействия.

В обследовании также регистрировали аномальные моноцентрики, несмотря на то, что в спектре хромосомных аберраций, при так называемом, рутинном цитогенетическом анализе, т.е. под световым микроскопом и без кариотипирования данный метод позволяет учитывать лишь небольшую, максимум 20%, часть таких аберраций, которые являются, в основном, реципрокными транслокациями (стабильный тип аберраций). При обследовании в 1992 г. частота аномальных моноцентриков, хотя и была выше контроля, но достоверно от него не отличалась. Число носителей в обследованной группе такого типа аберраций составляло 5,6%. При повторном обследовании в 2003 г. наблюдаемая частота аномальных моноцентриков увеличилась в 1,5 раза и в 3 раза (17%) увеличилось число носителей такого типа аберраций.

Таким образом, результаты проведенного исследования позволяют сделать следующий основной вывод: частота нестабильных аберраций хромосомного типа у обследованных лиц, за счет процессов элиминации из периферической крови поврежденных клеток, незначительно снижается со временем, но остается выше контрольного уровня, в то время как частота стабильных аберраций, наоборот, имеет тенденцию к некоторому повышению.

Изучение частоты стабильных аберраций хромосом методом FISH у детей, облучившихся внутриутробно и проживающих в Жиздринском р-не. Исследование частоты стабильных аберраций методом FISH было выполнено в 2003 г. в Жиздринском р-не Калужской обл. Была обследована группа из 39 подростков в возрасте 17 лет на момент обследования, облучившихся во время аварии внутриутробно. К сожалению, из-за крайне дорогих реактивов, не было возможности обследовать собственную контрольную группу. Поэтому в качестве таковой использовали данные литературы: для детей и подростков в возрастном диапазоне 0-19 лет частота транслокаций варьировала в пределах 0-0,19 на 100 клеток генома, вне зависимости от номеров окрашенных хромосом (Хандогина и соавт,. 1995; Воробцова и соавт., 2000; Tucker et al., 1994; Scarpato et al., 1997; Lukas et al., 1999; Cheriyan et al., 1999; Whitehouse et al., 2005). В среднем по данным 7 лабораторий частота транслокаций составляет 0,080,02 на 100 клеток генома. В обследованной группе транслокации были обнаружены у 27 (69%) человек из 39. Индивидуальные частоты транслокаций варьировали в пределах 0 - 0,900,63 на 100 клеток генома и превышали контрольный уровень от 2 до 11 раз. Среднегрупповая частота транслокаций достоверно превышала средний контрольный уровень (p<0,05, t-критерий): 0,260,01 и 0,080,02 (на 100 клеток генома), соответственно. Помимо транслокаций, у 17 (43%) из 39 обследованных детей встречались делетированные хромосомы. Таким образом, у 82% обследованных (32 человека) были обнаружены клетки со стабильными хромосомными перестройками, в то время как в контрольной группе эта величина была в 2 раза ниже и составляла 42%. Поскольку у этих же лиц параллельно проводился и анализ нестабильных хромосомных аберраций при стандартной окраске по Гимза, представляло интерес сравнить наблюдаемую у одних и тех же лиц частоту дицентриков и транслокаций, теоретически ожидаемая частота которых должна составлять 1:1. В обследованной группе средняя частота дицентриков составила 0,090,01 (на 100 клеток), а транслокаций - 0,260,01 (на 100 клеток генома), т.е. частота транслокаций почти в 3 раза превышала частоту дицентриков. Аналогичная картина наблюдалась и по числу носителей дицентриков и транслокаций: дицентрики наблюдались у 10 человек (25%), а транслокации - у 27 (69%).

Таким образом, частота стабильных аберраций у детей, облучившихся во время аварии внутриутробно и проживающих на загрязненных радионуклидами территориях, достоверно выше, чем у детей, проживающих на незагрязненных территориях. Число носителей стабильных аберраций в обследованной группе в 2 раза превышает этот показатель в контрольной группе.

Сравнительный анализ выхода нестабильных и стабильных хромосомных аберраций в группах детей, облучившихся во время Чернобыльской аварии в период внутриутробного развития и неонатально. Сравнительный анализ средней частоты нестабильных хромосомных аберраций в группах детей, облучившихся во время Чернобыльской аварии в период внутриутробного развития и неонатально, и проживающих на загрязненных территориях Брянской, Калужской и Орловской обл. показывает, что по общей частоте хромосомных и хроматидных аберраций не наблюдается достоверных различий (p>0,05, t-критерий) между сравниваемыми группами во всех обследованных областях. Однако средняя суммарная частота дицентриков и центрических колец - аберраций-маркеров радиационного воздействия, в группах детей, подвергшиеся облучению во время аварии в период внутриутробного развития на 20-30% была выше, чем в группах детей, подвергшиеся облучению во время аварии в неонатальный период во всех 3-х обследованных областях.

Сравнительный анализ частоты стабильных хромосомных аберраций (транслокаций) в группах детей, подвергшихся облучению во время аварии в период внутриутробного развития и в неонатальный период, показывает, что по средней частоте транслокаций не наблюдается достоверных различий между сравниваемыми группами: 0,260,01 и 0,270,01 на 100 клеток генома, соответственно. Однако число носителей транслокаций в группе лиц, облучившихся внутриутробно, в 1,5 раза выше по сравнению с облучившимися в неонатальный период.

Таким образом, дети, подвергшиеся облучению во время аварии в период внутриутробного развития, более радиочувствительны по сравнению с детьми, подвергшимися облучению во время аварии в неонатальный период.

Зависимость частоты нестабильных и стабильных хромосомных аберраций в группах лиц, облучившихся внутриутробно во время аварии на ЧАЭС в различные периоды пренатального развития. С учетом последовательности морфогенеза, в пренатальном развитии человеческого организма выделяют три главных периода: эмбриональный (до 8 недель), ранний (с 9 по 28 недели) и поздний (с 29 по 40 недели беременности) фетальные периоды. Анализ литературы показал отсутствие работ, направленных на изучение данной проблемы. Исследования частоты нестабильных хромосомных аберраций в группах лиц, облучившихся внутриутробно во время аварии на ЧАЭС в различные периоды пренатального развития, проводились в г. Клинцы Брянской обл. в 1992 г., в Калужской обл. в период с 1989 г. по 2003 г., и частоты стабильных хромосомных аберраций - в г. Жиздра Калужской обл. в 2003 г. Было установлено что, в группе детей, облучившихся во время аварии на ЧАЭС внутриутробно в различные периоды пренатального развития и проживающих впоследствии на загрязненных радионуклидами территориях, наибольшая частота аберраций хромосомного типа, а также суммарная частота дицентриков и колец - аберраций-маркеров радиационного воздействия, наблюдается в I-ом гестационном периоде развития плода (0 - 8 недель). Все 100% детей, облучившихся в период аварии на стадии I-го гестационного периода, оказались «носителями» стабильных аберраций.

Учитывая все вышеизложенное, можно предположить, что в условиях длительного воздействия низких доз радиации у детей, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях, а наиболее выражено эти процессы наблюдаются в группе детей, подвергшихся внутриутробному облучению во время Чернобыльской аварии, к спонтанным повреждениям ДНК, возникающих в профелирующих клетках при молекулярно-генетических процессах транскрипции, трансляции, репликации и т.д., добавляются радиационно-индуцированные повреждения. Нерепарированные повреждения реализуются либо в хромосомные аберрации, либо остаются в виде потенциальных повреждений, часть из которых могут быть долгоживущими и, как отмечено в работе (Сусков и соавт., 2006 ), долгоживущие потенциальные повреждения могут служить исходным материалом для геномной нестабильности, которая, по мнению многих исследователей, может лежать в основе развития не только радиационного канцерогенеза, но и в развитии отдаленных неканцерогенных соматических заболеваний (Пелевина и соавт., 2006).

Результаты сопоставления наблюдаемых цитогенетических эффектов с данными медицинских обследований состояния здоровья исследуемой когорты лиц Михайлова Г.Ф. «Анализ результатов цитогенетических исследований населения, проживающего на радиоактивно-загрязненных территориях после Чернобыльской аварии» 03.00.01 - радиобиология, автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук, Обнинск - 2007.

Изучение частоты нестабильных хромосомных аберраций у лиц с выявленной патологией щитовидной железы. Исследование выполнено на образцах периферической крови 472 жителей различных районов Калужской и Орловской обл., загрязненных радионуклидами вследствие Чернобыльской аварии. В Калужской обл. УЗИ щитовидной железы было выполнено у 224 человек, из них не обнаружено отклонений от нормы у 175 (78%) человек. Различные формы патологий выявлены у 49 (22%) человек. Средний возраст лиц в группе на момент обследования составлял 15 лет, с вариацией от 11 до 31 года. В Орловской обл. группа из 248 человек для цитогенетического обследования формировалась по методике эпидемиологического исследования - case-control, при этом 121 человек из числа обследованных с помощью УЗИ имели узловые новообразования в щитовидной железе. Каждому случаю с патологией щитовидной железы были подобраны 1-2 лица без патологии щитовидной железы сходного возраста, пола и места жительства, которые и составили остальные 127 человек. Средний возраст жителей на момент обследования составлял 21 год, с вариацией от 15 до 27 лет. Был проведен сравнительный анализ частоты хромосомных аберраций у лиц без патологии щитовидной железы и с узловыми новообразованиями. Статистически значимой зависимости между величиной хромосомных аберраций и заболеваниями щитовидной железы не выявлено при обследовании в обеих областях (p>0,05, t-критерий). При этом следует отметить, что для средней суммарной частоты дицентриков и центрических колец в группе с патологией щитовидной железы в Орловской обл. наблюдался более выраженный цитогенетический эффект: 0,130,01 и 0,110,01, соответственно. У жителей Калужской обл. эффект был противоположный, т.е. в группе с патологией щитовидной железы частота дицентриков и центрических колец была достоверно ниже по сравнению с группой с нормальной щитовидной железой. Возможно, это объясняется тем, что лица с нормальной щитовидной железой проживают в более радиационно-загрязненных деревнях.

Был также проведен анализ зависимости относительной доли выявленных патологий щитовидной железы от частоты аберраций хромосомного типа в лимфоцитах периферической крови. Для этого группы обследованных ранжировались по индивидуальной частоте аберраций хромосом и подразделялись на две подгруппы: с «низким» (0-50% процентиль) и «высоким» (50-100% процентиль) уровнем хромосомных аберраций. Доля выявленных патологий щитовидной железы в подгруппе вычислялась как отношение числа патологий к числу обследованных в подгруппе. Было установлено, что для обеих областей процент лиц с заболеванием щитовидной железы был выше в группе «высокий» уровень цитогенетических нарушений. Наиболее выражено это проявлялось в группе лиц, облучившихся внутриутробно во время аварии на ЧАЭС и проживающих в Орловской обл.: 66,7% и 31,8%, соответственно.

Изучение частоты нестабильных хромосомных аберраций у лиц с гинекологической патологией. В 2003 г. было проведено цитогенетическое обследование 62 женщин репродуктивного возраста (28-46 лет), проживающих на радиоактивно-загрязненных территориях Брянской обл. Обследованная группа состояла из 2-х подгрупп: 23 женщины с доброкачественными гинекологическими опухолями и 39 клинически здоровых женщин. Контрольную группу составили женщины соответствующего возраста, проживающие на незагрязненных территориях Брянской обл. и обследованные в 1993 г. В группе клинически здоровых женщин все цитогенетические показатели были на уровне контрольных значений (в пределах ошибки). В группе женщин с доброкачественными гинекологическими опухолями частота аберраций хромосомного типа была выше контрольной величины: 0,350,05 и 0,250,04, соответственно. При этом суммарная частота дицентриков и центрических колец достоверно превышала (p<0,05, t-критерий) аналогичный показатель в группе клинически здоровых женщин (0,130,03 и 0,040,01, соответственно) в 3 раза и контрольную величину в 2 раза. Почти половина обследованных женщин (44%) из группы с доброкачественными гинекологическими опухолями являются носителями аберраций-маркеров, а в группе клинически здоровых женщин - только 13%. В таблице 7 приведены результаты анализа зависимости относительной доли женщин с выявленными доброкачественными гинекологическими опухолями от частоты аберраций хромосомного типа в лимфоцитах периферической крови. Для этого группа обследованных (женщины с доброкачественными гинекологическими опухолями и клинически здоровые) ранжировалась по индивидуальной частоте аберраций хромосом и подразделялась на две подгруппы: с «низким» (0-50% процентиль) и «высоким» (50-100% процентиль) уровнем хромосомных аберраций.

Таблица 7. Соотношение частоты хромосомных аберраций (на 100 клеток) и доброкачественных гинекологических заболеваний в группе обследованных женщин Брянской обл. в зависимости от уровня аберраций хромосом

Уровень аберраций	Аберрации хромосомного типа*	Число лиц	Число лиц с заболеванием	Процент лиц с заболеванием
низкий	0,080,02	41	13	31,76,2
высокий	0,680,08	21	10	47,621,8

*- без учета аномальных моноцентриков

Таким образом, количество женщин с заболеваниями доброкачественными гинекологическими опухолями больше на 50% в подгруппе с «высоким» уровнем аберраций, чем в подгруппе с «низким» уровнем хромосомных аберраций. В данном исследовании, как было показано ранее, у женщин с доброкачественными гинекологическими опухолями значительно повышена частота дицентриков и центрических колец - аберраций-маркеров радиационного воздействия, что может служить косвенным доказательством связи данной патологии с радиационным фактором.

Анализ взаимосвязи цитогенетических нарушений и выявленных соматических заболеваний. В период 1990-2003 гг. было проведено цитогенетическое обследование 407 жителей Жиздринского р-на Калужской обл. За тот же период времени были проанализированы выявленные в данной группе заболевания, которые потенциально могли бы коррелировать с повышенным уровнем хромосомных аберраций в лимфоцитах крови. Был проведен статистический анализ соотношения частоты хромосомных аберраций с выявленной заболеваемостью. Выявленные заболевания в группе за период 1990-2003 гг. были классифицированы в соответствии с МКБ (таблица 8).

Таблица 8. Классификация различных заболеваний, выявленных за период цитогенетического наблюдения 1990-2003гг.

Кодировка	Название класса	Число случаев*
C	Болезни эндокринной системы (специфические)	7
С* (F)	Болезни эндокринной системы (эндемические)	91
D	Болезни крови и кроветворных органов, включая болезни кровообращения	103
H	Болезни органов пищеварения	38
0	Практически здоров или не классифицирован	202

* - при наличии более одного заболевания один человек может учитываться более чем в одном классе