Введение к работе
Актуальность исследования
Проблема изучения эффектов воздействия ионизирующего излучения на различные органы и системы человеческого организма, в частности кроветворную систему, является достаточно актуальной в условиях продолжающегося развития атомной энергетики, внедрения промышленных технологий, предусматривающих использование источников ионизирующего излучения в различных сферах, расширения контингентов работающих и населения, контактирующих с радиацией, сохраняющегося риска радиационных катастроф (Ильин Л.А., 1986; Ярмоненко С.П., 2000; Аклеев А.В., 2006; Гуськова А.К., 2010). Если детектирование эффектов острого облучения при определенных условиях не вызывает в настоящее время особых затруднений, то крайне мало имеется информации относительно хронического радиационного воздействия, которое является одним из основных факторов риска для здоровья при нахождении человека в космосе, при работе на промышленном предприятии, атомной электростанции или проживании на радиационно загрязненных территориях (Аклеев А.В., 2009; Fliedner T.M., et al., 1994; Fry R.J., 2001).
Изучение тканевых реакций (детерминированных эффектов) при хроническом облучении и формулировка критериев для их выявления необходимы для обоснования медицинских и социально-гуманитарных решений в случае возникновения чрезвычайных ситуаций, при которых возможно переоблучение персонала и населения, предотвращающих накопление пороговой величины дозы и тем самым исключающих развитие лучевой патологии (Гуськова А.К., Окладникова Н.Д., Косенко М.М., 1999).
Кроветворная ткань является одной из наиболее радиочувствительных в организме человека, а ее состояние является критическим для выживания и, как правило, определяет исход острой лучевой болезни (Гуськова А.К., Байсоголов Г.Д., 1971). В то же время реакция гемопоэза человека на хроническое низкоинтенсивоное облучение изучена недостаточно.
В настоящее время в рамках усовершенствования дозиметрической системы проведена работа по реконструкции индивидуализированных доз для жителей прибрежных сел реки Теча и Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРС) численностью около 50000 человек и создана, так называемая дозиметрическая система реки Теча 2009 (TRDS-2009) (Дегтева М.О. и соавт., 2006, Napier B.A., et al, 2001).
В связи с вышеперечисленным появилась необходимость провести анализ ранних эффектов хронического облучения в системе гемопоэза у наблюдаемой когорты.
Цель исследования
Целью настоящего исследования является ретроспективная оценка радиобиологических закономерностей формирования ранних эффектов в системе гемопоэза у человека в условиях хронического радиационного воздействия.
Задачи исследования
-
Проанализировать клеточный состав периферической крови в зависимости от величины дозы и мощности дозы облучения ККМ в период максимального радиационного воздействия (1950-1952 гг.) и ранний восстановительный период (1953-1956 гг.) у людей, подвергшихся хроническому радиационному воздействию.
-
Провести анализ клеточного состава ККМ в зависимости от величины дозы и интенсивности его облучения в период максимального радиационного воздействия у людей, подвергшихся хроническому радиационному воздействию.
-
Оценить вклад нерадиационных факторов (пол, возраст, состояние здоровья) в изменения количества форменных элементов периферической крови у облученных лиц, подвергавшихся хроническому радиационному воздействию в период 1950-1956 гг.
-
Оценить частоту цитопенических состояний, а также влияние на это модифицирующих факторов у лиц, подвергшихся хроническому облучению.
Научная новизна исследования
В ходе исследования впервые проведен анализ эффектов хронического облучения в период максимального воздействия со стороны кроветворной системы у населения прибрежных сел реки Теча с учетом индивидуализированных дозовых оценок «Дозиметрической системы реки Теча–2009». Выявленные изменения характеризуются снижением количества лимфоцитов, тромбоцитов, нейтрофилов периферической крови с минимумом в 1951-1953 годах в период максимальных сбросов, после значительного снижения мощности дозы облучения отмечено начало восстановления средних значений показателей до контрольного уровня к 1956 году. В начальном восстановительном периоде в ККМ выявлены признаки активации регенераторных процессов в виде увеличения количества стромальных клеточных элементов.
Выявлено, что факторами, влияющими в период максимального радиационного воздействия, на снижение количества форменных элементов периферической крови являются пол (для эритроцитов), возраст на момент начала облучения (для лимфоцитов и моноцитов) и сопутствующие заболевания (эритроцитов, нейтрофилов, лимфоцитов, моноцитов).
Впервые в результате исследования у облученных лиц с соматической патологией выявлено более выраженное снижение количества эритроцитов и тромбоцитов в период максимального радиационного воздействия; более выраженное увеличение средних значений нейтрофилов периферической крови при значительном снижении интенсивности облучения.
Теоретическая и практическая значимость работы
Полученные данные могут быть использованы в научной работе по изучению механизмов лучевой гемодепрессии, а на практике – для уточнения критериев выявления лучевой патологии у человека вследствие хронического радиационного воздействия. Выявленные в ходе исследования особенности реакции гемопоэза у лиц, отличающихся по полу (повышенный риск развития тромбоцитопний у мужчин, а нейтропений – у женщин), возрасту (повышенный риск лимфоцитопений у лиц молодого возраста) и наличию сопутствующих заболеваний/состояний (инфекционные, паразитарные, хронические воспалительные неинфекционные заболевания и беременность), помогут в обосновании критериев для выделения критических групп среди облучившегося населения, у которых следует ожидать более выраженного угнетения кроветворения.
Внедрение результатов исследования в практику будет способствовать совершенствованию системы комплексного медицинского наблюдения за облученным населением и улучшению системы мер по обеспечению радиационной безопасности при хроническом облучении.
Положения, выносимые на защиту
-
Хроническое комбинированное (внешнее и внутреннее) радиационное воздействие у лиц, подвергшихся облучению на реке Теча (средняя мощность дозы облучения ККМ в 1951 г. равная 0,54±0,02 Гр, медиана – 0,49 Гр, минимальная – 0,18 Гр, максимальная – 2,44 Гр) приводит к снижению количества тромбоцитов, нейтрофилов и лимфоцитов периферической крови. Количество форменных элементов периферической крови начинает увеличиваться спустя 2 года от начала облучения для лимфоцитов, 3-4 года – для тромбоцитов и нейтрофилов и к 1956 году (средняя мощность дозы облучения ККМ 0,03±0,0006 Гр, медиана – 0,024 Гр, максимальная – до 0,21 Гр), при значительном снижение мощности дозы облучения ККМ, приводит к восстановлению исследуемых показателей.
-
Состояние костномозгового кроветворения в период восстановления (1953-1956 гг.) у лиц, облученных на реке Теча, с наиболее выраженными изменениями в периферической крови характеризуется отсутствием изменений в эритроидном ростке, относительным уменьшением суммарного количества нейтрофильных гранулоцитов, увеличением содержания эозинофилов, моноцитов, плазматических клеток и стромальных клеточных элементов (гемогистиобластов) в костном мозге.
-
Нерадиационными факторами, влияющими в период максимального радиационного воздействия, на снижение количества эритроцитов периферической крови являются пол и сопутствующие заболевания, нейтрофилов – сопутствующие заболевания, лимфоцитов – возраст на момент начала облучения и сопутствующие заболевания, моноцитов – сопутствующие заболевания, возраст на момент начала облучения.
-
В когорте лиц, подвергшихся хроническому облучению на реке Теча, в период максимального воздействия увеличена частота тромбоцитопений, нейтропений, лимфоцитопений, что связано со снижением компенсаторных возможностей гемопоэза.
Внедрение результатов исследования
По результатам проведённых исследований подготовлены информационные материалы в РНКРЗ «Реакции кроветворной системы и глаза на хроническое облучение у жителей прибрежных сел реки Теча». Результаты исследования внедрены в практику работы Клинического отделения ФГБУН «УНПЦ РМ», а также в учебный процесс кафедры радиационной биологии ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный университет».
Личный вклад соискателя
Личное участие автора заключается в планировании исследования на основе анализа литературы, проведении работы по ревизии данных, содержащихся в гематологическом регистре УНПЦ РМ, пополнение его информацией из архива медицинских документов, формировании выборок, математической обработке данных. Формулировка выводов работы, написание текста диссертации и статей выполнены автором лично.
Апробация результатов исследования
Материалы диссертационной работы были доложены и обсуждены на международной конференции «The Late Health Effects of Ionizing Radiation: Bridging the Experimental and Epidemiologic Divide» (США, Вашингтон, 2009), Совещании в Центре трансплантации костного мозга Университета Дьюка, (США, Дюрем, 2009), 10-ой Международной конференции «Health Effects of Incorporated Radionuclides» (США, Санта Фе, 2009), 54-ой Ежегодной конференции Health Physics Society, (США, Миннеаполис, 2009), Совместном совещании Научно-исследовательского центра Центрального университета Северной Каролины (CREST), Центра Национального управления США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) и Научно-исследовательского института в области биомедицины и биотехнологий Центрального университета Северной Каролины (BBRI), (США, Дюрем, 2010), на IV Международной конференции «Хроническое радиационное воздействие: эффекты малых доз» (Россия, Челябинск, 2010), на заседании секции №2 Ученого совета Федерального медицинского биофизического центра им. А.И. Бурназяна (Россия, Москва, 2011).
Публикации результатов исследования
Результаты диссертационной работы отражены в 15 публикациях: в 7 статьях (из них 3 в журналах из списка ВАК) и 8 тезисах докладов.
Структура и объем диссертации
