ИЗУЧЕНИЕ РАДИАЦИОННОГО АДАПТИВНОГО ОТВЕТА, ИНДУЦИРОВАННОГО ИНФРАКРАСНЫМ СВЕТОМ У МЫШЕЙ IN VIVO

Ивлев Егор Дмитриевич

аспирант, ННГУ им. Лобачевского, г. Нижний Новгород

E-mail:egorivlev@gmail.com

Сегодня среди агентов, действующих на организм человека и животных, ионизирующее излучение занимает важное место, что связано с особенностями его действия на вещество: оно приводит к мутациям, хромосомным аберрациям, что в конечном итоге приводит к возникновению опухолей, клеточной гибели и соматическим болезням.

Исследование эффектов малых доз радиации имеет не только фундаментальное, но и практическое значение, поскольку выяснение механизмов их действия на биологические объекты необходимо как для понимания общебиологических процессов, так и для оценки и прогнозирования последствий облучения на организм человека. Наибольший интерес у исследователей в последнее время вызывает феномен адаптивного ответа. Уже в 1960-х гг. отечественными исследователями было обнаружено явление, которое также можно назвать адаптивным ответом — повышение выживаемости мышей, облученных в высоких дозах ИИ, в результате их предварительного облучения в малых дозах [3, с. 91—106]. Индукция радиационного адаптивного ответа выявлена в экспериментах с биологическими организмами разного уровня организации — от бактерий до животных [1, с. 520—535]. Суть радиационного адаптивного ответа заключается в том, что предварительное облучение в низких дозах приводит к повышению устойчивости объекта к последующему воздействию радиации в больших, повреждающих дозах. Если адаптирующая и выявляющая доза являются агентами разной природы, то такой феномен называется перекрестным адаптивным ответом. В свою очередь накопленные доказательства указывают, что инфракрасный свет обладает биологической активностью [5, с. 724—729].

Целью данной работы являлось: изучение комбинированного действия инфракрасного света, модулированного частотой 101 Гц, и ионизирующей радиации на индукцию перекрестного адаптивного ответа в костном мозге.

В исследовании использовались самцы белых беспородных мышей линии SHK в количестве 86 штук. Животные содержались на общем рационе вивария. После облучения у всех животных проводилась оценка цитогенетического повреждения cприменением микроядерного теста. Этот тест обладает высокой разрешающей способностью, что делает его незаменимым при оценке мутагенного действия малых доз различных агентов. Микроядерный тест основан на подсчете клеток с микроядрами. Подсчет микроядер в эритроидных клетках костного мозга упрощается тем, что эритроциты являются безъядерными клетками, и распознать микроядра не составляет труда. Микроядра происходят, в основном, из хромосомных фрагментов, не вошедших в дочерние ядра во время клеточного деления. Они могут быть образованы и целыми хромосомами, исключенными из телофазного ядра, хотя потеря целых хромосом намного более редкий результат действия мутагенов, чем хромосомные разрывы. В костном мозге, полихроматофильные эритроциты являются наиболее удобной популяцией клеток для подсчета частоты микроядер. Они представляют собой предпоследний этап в процессе эритропоэза и, одновременно, конечный продукт серии делений бластовых клеток. Тем не менее, полихроматофильные эритроциты не делятся и, следовательно, сами по себе, как клеточная популяция, не представляют мишени для действия мутагенов. Приготовление цитологических препаратов проводилось по стандартной методике [4, с. 9—15] с некоторыми модификациями.

Животные были разделены на пять групп. Первая группа, в количестве 14 мышей — интактная. Вторая группа была подвергнута облучению ИКС в течение 10 минут. Третья группа подверглась облучению рентгеновским излучением дозой 1,5 Гр — контрольная. Четвертая группа была подвергнута облучению ИКС в течение 10 мин. и через сутки облучению рентгеновским излучением дозой 1,5 Гр. Пятая группа подверглась предварительному облучению рентгеновским излучением дозой 10 сГр и через сутки 1,5 Гр. Облучение рентгеновскими лучами, осуществлялось на установке РУМ. Для индукции АО мышей предварительно облучали адаптирующей дозой 10 сГр при мощности дозы 0,125 Гр/мин и через сутки выявляющей дозой 1,5 Гр при мощности 1 Гр/мин. Время между адаптирующей и выявляющей дозой было выбрано исходя из литературных данных [2, с. 36—42]. Облучение животных инфракрасным светом модулированной частотой 101 Гц, с длиной волны 850 нм при потоке энергии 22 мВт/см², проводили при помощи прибора световой терапии «Куратор».

В результате проведенных исследований, представленных в таблице 1, установлено что облучение животных инфракрасным светом не влияло на уровень спонтанных цитогенетических повреждений в костном мозге. Также установлено, что при облучении ИКС и последующим рентгеновским излучением выявлено значительное уменьшение выхода цитогенетического повреждения во все исследуемые сроки действия ИКС, то есть наблюдается адаптивный ответ.

В исследовании Заичкиной с соавторами, при использовании определения частоты микроядр в полихроматофильных эритроцитах в костном мозге мышей, было показано, что существует связь между адаптивным состоянием родителей, вызванным малыми дозами хронического y-излучения, и генетической нестабильностью в F1 поколении, которая определялась как по радиочувствительности, так и при использовании теста АО [6, с. 350].

Таблица 1.

Количество полихроматофильных эритроцитов (ПХЭ) с микроядрами (МЯ) в клетках костного мозга мышей при комбинированном воздействии инфракрасного света (ИКС) и рентгеновского излучения в дозах 10 сГр и 1.5 Гр

*— различия достоверны по отношению к контролю P<0,05

Таким образом, мы можем предположить то, что инфракрасный свет модулированный частотой 101 Гц, с длиной волны 850 нм при потоке энергии 22 мВт/см² будет иметь те же эффекты. Т. е. влиять на старение организма, и влиять на возможность проявления АО у потомков. Но для доказательства этих предположений необходимы новые исследования, возможно с применением совсем иных методов, как на уровне всего организма in vivo, так и на уровне отдельных органов и тканей in vitro.

Список литературы:

1. Засухина Г.Д. Механизмы защиты клеток человека, связанные с генетическим полиморфизмом. // Генетика — 2005 — 41(4) — С. 520—535.
2. Клоков Д.Ю. Закономерности формирования радиационного адаптивного ответа в костном мозге мышей invivo. Автореф.дис... биол. наук. / Д.Ю. Клоков — Пущинский Гос. Унив—т., Пущино. — 103 с.
3. Померанцева М.Д., Рамайа Л.К. Действие ионизирующих излучений на организм. М.1962. Изд-во АН СССР. — 506 c.
4. Schmid W. The micronucleus test. Mutat. Res. — 1975 — 31(1):9—15.
5. Toyokawa H., Matsui Y., Uhara J., Tsuchiya H., Teshima S., Nakanishi H., A-Hon Kwon, Azuma Y., Nagaoka T., Ogawa T. and Kamiyama Y. Promotive Effects of Far-Infrared Ray on Full-Thickness Skin Wound Healing in Rats. // Experimental Biology and Medicine — 2003 —228:724—729.
6. Zaichkina S.I., Rozanova O.M., Aptikaeva G. F., Klokov D.Yu., Akhmadieva A.Kh., Smirnova E.N., Balakin V. Y. (2004) Detection of genome instability in descendants of male mice exposed to chronic low-level gamma-irradiation using the test «adaptive response». The effect of low dose radiation. New aspects of radiobiological research prompted by the Chernobyl nuclear disaster. Brill Academic Publishers/ VSP. Leiden. 430 p.