Введение к работе
Актуальность проблемы. Одной из наиболее актуальных проб-кем современной радиобиологии является исследование нарунения визненного цикла в обновляющихся популяциях клеток в ранние и отдаленные сроки после действия ионизирующей радиации с розничным пространственно-временным распределением дозы. Тормоае-*ие роста тканей при облучении, открытое одной из первых в'.ря-цу радиобиологических закономерностей (Becquerel Н.Л901), остается по-преанему в центре внимания радиобиологов, как одна из самых существенных сторон патогенеза лучевого поранения.
Эта проблема касается различных сторон лучевого эффекта как для нормальных, так и для опухолевых клеток при облучении организма , процессов пострадиационного восстановления и аоди-їик'ации поранения различными агентами СЯрыоненко СП. ,1990).
В последнее время, особенно после аварии на Чернобыльской АЗС в 1986 г., первостепенное значение получило изучение отдаленных последствий лучевого воздействия радиации в малых дозах, при малых мощностях доз, а такзе сочетанного действия облучения и других вредных факторов внешней среды (Кузин A.M., 1989: Гуськова А.Н..1990).
йежду тем. многие вопросы в этой области в'їде далеки от своего решения. Так, до конца не ясно, чем отличаются изменения в системе кроветворения, в частности, изменения клеточного цикла в отдаленные сроки после острого и хронического облучения, в чем особенность сочетанного действия факторов лучевой и нелучевой природы, как соотносятся наблюдаемые эффекты с изме-
- 4 -нениями, происходящими в организме при естественном старении. Актуальном остается также разработка способов биологиче- кой индикации радиационных эффектов в отдаленные сроч^ r широком диапазоне доз (Комар В.Е., 1932).
Как известно., нарушение жизненного цикла'огмчно сопровождает малигнизацию клеток и является неотъемлемым признаком канцерогенеза. Наличие атипичных клеток издавна считается характерным для опухолевого роста (Вирхов Р.,1865). К настоящему времени на биопсийнои и операционном материале для новообразований различной локализации доказана диагностическая и прогностическая значимость таких параметров, как анзуплсидия и пролиферотивная активность, определяемых из распределения опу-холпіінх клеток по содержанию ЛИК (Barlogie 3. .et.al. ,1973; Firencji Ч. .еі.пі . ,1490; Tribukait P.,1991). Однако и в этой оііллсїи ш.таетей ацг иного нерешенных проблем. Одной из них м'-лусті :: ііотрегіцог;ть в разработке нових методов для анализа пролиферации опухоли.
В аток плане перспективпдм представляется применение современных, высокоскоростных, автоматизированных методов, одним из которых является проточная цитометрия, позволяющая анализировать распределение клеток по фазам жизненного цикла, определять долю анэцплоидных элементов, подсчитывать процентное содержание ДИК-синтеэируинцих клеток (Ягчнов ft.С, 1987). В наией стране такой подход пока еще не получил широкого распространения (Печатников В.ft.,1991). хотя в последние годы за рубежом он активно применяется для реиения многих задач радиобиологии и онкологии (Barlogie В.,et.al.,1983; Ualet З..І987: Coon 3.S.. et.al.,1389; fidolfsson 3.ft..et.al.,1991; Tribukait В..1991; Helberg F..et.al..1992).
Цель исследования.
Установить закономерности изменения клеточного цикла т лучевом поражении и канцерогенезе.
Задачи исследования.
в сравнительном плане исследовать изменения в распределении <елокариоцитов крыс по фазам жизненного цикла в ранние и от-зленные сроки после действия ионизиругацей радиации с различим пространственно-временным распределением дозы и при естес-зенном старении животных.
исследовать нарушение яизненного цикла клеток костного мозга эыс, переживших сочетанное воздействие хронического облучения
ионов тяжелых металлов.
разработать тест для биологической индикации лучевого пора-їния организма в отдаленные сроки после действия излучения с злой мощностью дозы.
разработать скоростные автоматизированные модификации мето-зв анализа опухолевой прогрессии для новообразований отдель-jx локализаций.
провести сравнительный анализ показателей, характеризующих ізненний цикл миелокариоцитоз человека в норме и при онкоза-элеваниях кроветворной и лимфатической тканей.
Научная новизна.
I. Проведен сравнительный анализ клеточности и распределяя миелокариоцитсв крыс при лучевом и естественном старении
а) Подтверждены, полученные ранее автором, данные о том.
- б -что распределение клеток костного мозга по фазам жизненного цикла у интакных крыс имеет суточный и годовой ритмы.
Впервые установлено, что с возрастом животных происходит увеличение среднегодовых значений процентного содержания миелокариоцитов в S+G2+M фазах жизненного цикла, которое сопровождается затуханием годовых колебаний этого показателя.
б) Впервые методом проточной цитофлуорииетрии дана оценка
изменения распределения миелокариоцитоз по фазам жизненного
цикла в ранние и отдаленные сроки после окончания лучевого
воздействия с различным пространственно-временнным распределе
нием дозы. Установлено наличие диапазона мощностей доз облуче
ния при которых наблюдается устойчивое изменение в распределе
нии миелокариоцитов костного мозга по фазам жизненного цикла,
вырааавщееся в увеличении процентного содержания клеток кост
ного мозга в S Фазе и сохраняющееся практически до конца яиз-
ни животных. Показано, что наблюдаемый эффект проявляется в
ранние сроки после окончания воздействия, зависит от дозы и
мощности дозы облачения, превышает изменения, наблюдаемые у
интактных крыс.
в) Получены новые данные при исследование нарушения рас
пределения миелокариоцитов крыс по фазам жизненного цикла в
ранние и отдаленные сроки после окончания сочетанного хрони
ческого действия ионизирующей радиации и ионов тяжелых метал
лов.
II.а) Впервые в отечественной практике разработан ряд методов анализа клеток из биологических яидкостей на основе регистрации ростовых характеристик опухолей. При апробации на большом клиническом материале показана их ценность для диагностики, прогноза и мониторинга злокачественных новообразова-
- 7 -ний у человека.
б) Разработан неинвазивный метод дифференциальной диаг
ностики опухолевых заболеваний предстательной железы и мочево
го пузыря.
в) Обнаружено наличие атипичных клеток, выражающееся в
расщеплении первого пика в распределении клеток костного моз
га, лимфоидкых элементов лимфатических узлов и лейкоцитов пе
риферической крови по содержанию ДНК у ряда больных страдашщих
злокачественными новообразованиями лимфатической и кроветвор
ной ткани.
Теоретическая и практическая значимость.
На большом экспериментальном материале выявлены некоторые закономерности изменения распределения клеток костного мозга крыс по фазам кизненного цикла в ранние и отдаленные сроки после острого (тотального и субтотального), пролонгированного и хронического облучения с постоянной мощностью дозы в вироком диапазоне доз и мощностей доз, хронического лучевого воздействия с уменьвапиейся мощностью дозы, сочетанного хронического воздействия облучения и ионов тяжелых металлов, а также при естественном старении животных.
Практическая значимость работы заключается в разработке способа индикации лучевого поражения в отдаленные сроки после воздействия с низкими мощностями доз.
Разработаны высокоскоростные автоматизированные методы предварительной диагностики, прогноза, оценки эффективности и корректировки лечения при некоторых опухолевых заболеваниях у человека.
Указанные методы внедрены в практику и на протяжении ряда
- 8 -лет используются в клинических подразделениях ІІНИРРИ Миндзрава и Медпрома РФ.
По теме диссертации опубликовано 36 работ.
Положения. Еиносимые на защиту.
-
Зависимость распределения клеток костного мозга крыс по Фазам аизненного цикла от дозы, мощности дозы и сроков после окончания облучения.
-
Суточные и годовые колебания и возрастные изменения распределения клеток костного мозга по фазам кизненного цикла у интактных животных.
-
Характеристики распределения клеток из биологических кидкостей по содерванию ДНК в норме, при доброкачественных процессах и злокачественных опухолях человека. Их использование для дифференциальной диагностики.
Апробация работы.
Основные материалы диссертации и отдельные ее результаты были доложены и обсуждены на III и IY Всесоюзных рабочих совещаниях по проточной цитометрии (соответственно - Гатчина.1985; Путино,1988), на IX и X Всесоюзных конференциях "Восстановительные и компенсаторные процессы при лучовых поражениях" (Ленинград,1986; С.-Петербург,1992), на Всесоюзной научной конференции "Актуальные вопросы экспериментальной и клинической рентгенорадиологии"(Ленинград,1988), на I Всесоюзном радиобиологической съезде (Москва,1989), на Всесоюзной научной конференции "Порамение и восстановление кроветворения при острой лучевой болезни"(Москва,1990), на I Всесоюзном симпозиуме "Мо-лккулярно-клеточнае механизмы хронического (внешнего и внут-
- '.) -
еннего) действия ионизирующих излучений но оиопопіческие истема'Ч Пущине,'990 ), на Ксесокзнай конференции "Влияния иа-ых уровней радиации на организм человека и яивотних'Ч Ки-в.ГЗЙП. на Всесоюзной конференции "Сивременнне достижения едицинскои радиологии"'.'. С.-Петербург,1993 \ нл заседаниях сек-,ии радиобиологии Ленинградского научного общества радиологов рентгенологов (Ленинград,1383,1930,1391). на заседании сэк-,ии биологической физики Ленинградского научного общества стествоиспитателей (Ленинград,!383), на заседании /іенинг-адского отделения Всесоюзного общества урологов (:1енинг-ад.1932).
Разработанная аппаратура экспонировалась на международных ыставках в.ГДР ЧЛейпциг, 193.3) и.в Финляндии (Турку, 1989).
Диссертация апробирована'на меяотдельческой научной кон-еренции Центрального научно-исследовательского рентгепо-ради-логичвекого института Министерства Здравоохранения и Медпро-ышленности РФ 15 апреля 1994 г.
Структура и объем диссертации.
