Сравнительный анализ биологических эффектов нейтронных пучков ядерных реакторов при непрерывном и импульсном режимах облучения у клеток дрожжей Saccharomyces

• Автор: Комарова, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 147 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Структура нейтрона и его основные свойства
1.2. Источники нейтронов
1.3. Взаимодействие нейтронов с биологической средой
1.4. Относительная биологическая эффективность нейтронов
1.4.1. Физические аспекты ОБЭ
1.4.2. Зависимость ОБЭ нейтронного излучения от энергии и дозы нейтронов
1.4.3. Зависимость биологической эффективности нейтронов от мощности дозы
1.5. Действие нейтронов на структуру ДНК
1.5.1. Типы повреждений ДНК
1.6. Действие нейтронов на мембраны клетки
1.7. Мутагенный и рекомбинагенный эффекты нейтронного излучения
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Объект исследования
2.2. Методы иследования
2.3. Условия облучения
2.4. Физические характеристики источников излучения
2.5. Обработка полученных результатов
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Летальные эффекты быстрых нейтронов реактора БАРС-6 в режиме одного импульса или в непрерывном режиме облучения и нейтронов канала Б-3 реактора БР
3.1.1. Формы гибели клеток дрожжей, облученных реакторными нейтронами в разных режимах
3.1.2. Относительная радиочувствительность клеток дрожжей дикого типа и радиочувствительных мутантов к у- или нейтронному излучениям
3.1.3. Зависимость ОБЭ реакторных нейтронов от дозы нейтронов и уровня выживаемости клеток дрожжей
3.2. Мутагенный и рекомбинагенный эффекты действия нейтронов канала Б-3 реактора БР-10 и импульсного реактора БАРС
3.3. Эффекты "малых" (неинактивирующих) доз нейтронов для
диплоидных клеток дрожжей дикого типа
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования.
Исследование биологической эффективности действия быстрых нейтронов продолжает оставаться одним из наиболее актуальных направлений в современной радиобиологии как в фундаментальном, так и в прикладном плане. В последние годы для медико-биологических исследований используются импульсные источники нейтронного излучения, в частности, ядерные реакторы, которые могут быть перспективны для лучевой терапии злокачественных новообразований. Хотя за последние годы представления о биологическом действии нейтронов существенно расширились, еще предстоит ответить на целый ряд принципиальных вопросов. Одним из таких вопросов является-изучение биологической эффективности реакторных нейтронов, действующих одним мощным импульсом длительностью несколько МКС, со сверхвысокой мощностью дозы (более 106 Гр/с). Данные о биологических эффектах нейтронного излучения в диапазоне высоких и сверхвысоких мощностей доз относительно традиционных доз для радиобиологии и лучевой терапии ограничены и противоречивы.
До настоящего времени не существует единой концепции радиационного мутагенеза, индуцированного нейтронным излучением, роли пострадиационного восстановления на формирование конечного эффекта, нет четких данных о биологических эффектах нейтронов в малых дозах, действующих с различной мощностью дозы.
Исследования биологической эффективности пучков нейтронов, различающихся по физико-дозиметрическим характеристикам, проводились на разных клеточных линиях, в различных условиях облучения. Нам не известны работы с проведением масштабных исследований с нейтронами на одной клеточной системе.
1995; J. Kiefer et al., 1992; D. Frankenberg et al., 2000) и только при очень высоких значениях ЛПЭ (свыше 600 кэВ/мкм) величина ОБЭ приближается к единице (S. Ikpeme et al., 1995). Различия в величине ОБЭ для индукции ДР в клетках млекопитающих и в клетках дрожжей могут быть следствием различий в хромосомальной структуре клеток млекопитающих и дрожжей (D. Lohr et al., 1977; D. Frankenberg et al., 2000) или различий в распределении индуцированных разрывов в структуре хроматина (K.M. Prise et al., 1998). Эти различия в величине ОБЭ могут быть также следствием того, что дозы ИИ, приводящие клетки млекопитающих к гибели, слишком малы для определения ДР. По данным (E. Dikomey et al., 1998) они различались в 10 раз, в то время как в дрожжевых клетках количество ДР и гибель клеток определяется при одних и тех же дозах. Диплоидные клетки дрожжей дикого типа имеют мощную систему пострадиационного восстановления колонеобразующей способности (В.И. Корогодин, 1966). При этом известно, что в условиях пострадиационного восстановления в непитательной среде происходит репарация ДР (A.N. Luchnik et' al., 1977), и вероятность репарации повреждений не зависит от ЛПЭ до 500 кэВ/мкм (П.Н. Лобачевский и др., 1988; Т.С. Акра, 1992). Рассчитано, что при средней летальной дозе индуцируется в диплоидной клетке дрожжей (G.D. Louer et al., 1977; М. Frankenberg-Schwager et al., 1990b) и в клетке млекопитающих (D.E. Charlton, 1989) приблизительно 20 - 22 ДР. Впервые было показано на дрожжевых клетках Saccharomyces, что при дозах, индуцирующих до ~ 50 ДР на клетку, практически все эти разрывы будут репарированы (М. Frankenberg-Schwager et al., 1990b; K.S. Ho, 1975; M.A. Resnik, P. Martin, 1976). Теоретически предполагается, что около 30 % ДР, индуцируемых ИИ с низкой ЛПЭ, являются сложными (J. Thaker, 1994), и выход их увеличивается с увеличением ЛПЭ (H. Nikjoo et al., 1998). Необходимо подчеркнуть, что некоторые значимые аспекты молекулярной биологии дрожжей заметно отличаются от тех, что найдены в других организмах