Введение к работе
.-
Актуальность теш исследования. Проблема комбинированного действия излучений с различной ЛПЭ является одной из наименее изученных в современной радиобиологии. В работах, посвященных исследованию этой проблемы, показано многообразие эффектов по тестам выживаемости и индукции мутаций, что в настоящий момент не позволяет сделать однозначных выводов о закономерностях действия излучений. Многообразие клеточных реакций, отчасти, обусловлено тем, что исследования выполнены в различных экспериментальных условиях, на разных клеточных системах, с привлечением разнобразшх источников плотноионизирующего излучения. Помимо этого, авторы расходятся в подходе к анализу экспериментальных фактов с позиции аддитивного или с позиции независимого действия излучений, что в ряде случаев является определяющим для окончательных выводов о характере наблюдаемых закономерностей.
Основным предметом дискуссий по вопросу об особенностях комбинированного действия излучений является поблема взаимодействия повреждений, индуцированных разными видами излучений. Для анализа летальных эффектов, как правило, привлекаются данные об изменении размера плеча на кривой выживаемости. Однако, не менее интересные данные об изменении наклона кривых выживаемости не получили должного обсуждения в публикациях, несмотря на то, что это явление было показано для клеток млекопитающих и дрожжей (F.Q.H.Ngo et al., 1981; S.Suzuki, 1993; Т.С.Оыб и соавт._, 1989 и др.). В предлагаемой работе мы уделяем особое внимание этому эффекту, поскольку он имеет значение, как для понимания механизмов действия излучений- разного качества, так и для практического применения комбинированного облучения в лучевой терапии.
Изучение закономерностей клеточных реакций при последовательном действии плотно- и редкоионизирувдих излучений на одной клеточной системе с привлечением различных источников плотноиони-зирупдего излучения позволяет оценить особенности -летальных и генетических эффектов при комбинированном облучении, что может найти практическое применение, . как теоретическая основа для разработки методов лучевой терапии, а такке эти данные, могут приниматься во внимание при оценке генетической опасности такого рода воздействий. Вместе с тем, такие исследования позволяют
оценить механизмы взаимодействия излучений при смешанном их приме нении, что вносит вклад в разработку теоретических концепций природы синергизма и антагонизма.
Цель работы. Целью работы является изучение летальных и генетических закономерностей у диплоидных клеток дрожжей Saccharomycea при последовательном облучении их плотно- и редкоионизирующим излучением и оценка влияния последовательности облучения, репарационных систем клетки, качества шгатноионизирующего излучеїшя и концентрации кислорода на эффекты комбинированного воздействия. Задачи исследования;
1. Изучить, как влияет последовательность применения шгатноиони
зирующего излучеїшя (а-частиц 239Рц, 0.85 МэВ быстрых нейтронов)
и редкоионизирукщего излучения (7-лучей Со, 20 МэВ электронов)
на выживаемость и выход мутаций у диплоидных штаммов дрожжей.
2. Сравнить закономерности проявления летальных эффектов при
использовании для комбинированного облучения а-частиц 239Ри и
0.85 МэВ быстрых нейтронов.
-
Исследовать влияние репарационных систем клеток на летальные эффекты последовательного облучения диплоидных клеток дрожжей плотно- и редкоионизирующим излучением.
-
Изучить, как эффекты последовательного гамма - нейтронного облучения зависят от концентрации кислорода.
Научная новизна. Впервые на одной клеточной системе, включающей радиочувствительные мутанты, выполнено комплексное исследование летальных и генетических закономерностей при последовательном облучении клеток плотно- и редкоионизирующим излучением, с одновре-меішой оценкой влияния на конечный биологический эффект репарационных систем клетки и таких факторов, как последовательность применения излучений, величина дозы первого излучения, качество плотноионизирующего излучения, концентрация кислорода. Показано, что летальные эффекты комбинированного облучения клеток дрожжей дикого генотипа зависят от последовательности воздействия. При этом, дозы плотноионизирующего излучения, снижающие выживаемость до 20 и ниже, приводят к повышению радиорезистентности клеток к последующему воздействию редкоионизируицего излучения. Выраженность этого эффекта зависит от величины дозы первого плотноионизирующего излучения, качества плотноионизирующего излучения и генотипа клеток, не зависит от концентрации кислорода при
облучении. Предварительное облучение клеток изоэффективнкмп дозами редкоионизирущего излучения не влияет на чувствительность клеток к последующему воздействию шютноионизирующего излучения.
Впервые изучены закономерности индукции митотической сегрегации и митотического кроссинговера при комбинированном облучении с использованием различной последовательности и набора доз первого облучения. Показано, что индукция митотической сегрегации характеризуется только аддитивными эффектами и не зависит от последовательности облучения и величины первой дозы. Анализ данных по индукции митотического кроссинговера показал, что существуют как независимые, так и общие процессы, приводящие к митотическому кроссинговеру после индукции их альфа- и гамма- облучением. Практическая значимость работы. Результаты исследования могут быть использованы при разработке радиобиологических основ для новых методов и схем гамма - нейтронной терапии. Также они могут оказаться полезными для прогнозирования тяжести лучевых поражений или оценки генетической опасности при комбинированном облучении." Апробация работы. Результаты работы представлены в 7 печатных работах, а также доложены на VI Всесоюзном совещании по микродозиметрии (Канев, 1989г) и на семинаре КЕС "Молекулярные механизмы радиационного мутагенеза и карциногенеза" (Doowerth, Netherlands, 1993). Диссертация апробирована на научной конференции отдела радиационной биофизики МРНЦ РАМН 28 июня 1994 года. Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов и обсуждения собственных исследований -и выводов. Работа изложена на 149 страницах машинописного текста, иллюстрирована 34 рисунками и 10 таблицами. Библиографический указатель содержит 158 источников на русском и иностранных языках.
