Влияние импульсно-периодических неионизирующего и ионизирующего излучений на нормальные и опухолевые клетки

• Автор: Булдаков, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 03.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 161 с. : ил.

1.1 Ионизирующее излучение

1.1.1 Общая характеристика ионизирующих излучений.

1.1.2 Механизмы повреждающего действия ионизирующего излучения на биологические объекты.

1.1.2.1 Действие ИИ на нуклеиновые кислоты

1.1.2.2 Способность ИИ индуцировать процесс апоптоза

1.1.2.3 Способность ИИ индуцировать процесс перскисного окисления липидов

1.1.3 Определение малых доз ионизирующего излучения.

1.1.4 Биологическое действие малых доз ионизирующего излучения

1.2 Электромагнитное излучение

1.2.1 Общая характеристика электромагнитного излучения

1.2.2 Биологическое действие радиочастотного ЭМИ

1.2.2.1 Тепловой механизм действия
1.2.2.2 Нетепловой механизм действия
1.2.3 Особенности биологического действия модулированных ЭМИ
1.3 Ультразвуковое излучение
1.3.1 Биолошческие эффекты УЗИ
1.3.2 Особенности биологического действия импульсного УЗИ.
1.4 Различия нормальных и опухолевых клеток.
1.5 Заключение
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1 Материалы.
2.1.1 Животные
2.1.2 Клеточные линии.
2.1.3 Источники излучения.
2.1.3.1 Источник импульснопериодического микроволнового излучения
2.1.3.2 Источник импульснопериодического рентгеновского излучения
2.1.3.3 Источник импульснопериодического ультразвукового излучения.
2.1.4 Среды и реактивы.
2.2 Методы.
2.2.1 Выделение клеток костного мозга
2.2.2 Выделение клеток селезенки.
2.2.3 Выделение опухолевых клеток
2.2.4 Культивирование опухолевых клеток лейкемии 7.
2.2.5 Культивирование опухолевых клеток рака шейки матки НеЬа
2.2.6 Подсчет клеток.
2.2.7 Подсчет клеток с помощью счетчика клеток.
2.2.8 Облучение мышей
2.2.9 Облучение мышей в сочетании с химиопрепаратами.
2.2. Оценка взаимодействия излучения и химиопрепаратов.
2.2. Облучение клеточной культуры
2.2. Оценка пролиферативной активности клеток
2.2. Оценка репарационных процессов в клетках крови
2.2. Определение уровня процессов ПОЛ в клетках крови
2.2. Определение супероксиданиона
2.2. Определение цитохрома С.
2.2. Регистрация клеток с признаками апоптоза
2. Метод световой микроскопии
2. Метод проточной цитофлуориметрии
2. Определение активности каспазы
2.2. Определение экспрессии гена р.
2.2. Оценка выживаемости клеток
2.2. Определение АФК методом электроннопарамагниного резонанса
2.2. Определение супероксиданиона и митохондриального потенциала.
2.2. Определение уровня внутриклеточного кальция.
2.2. Статистическая обработка данных.
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Биологические эффекты импульснопериодического рентгеновского излучения
3.1.1 Влияние импульснопериодического рентгеновского излучения на клетки костного мозга при тотальном облучении мышей.
3.1.2 Влияние импульснопериодического рентгеновского излучения на клетки селезенки при тотальном облучении мышей
3.1.3 Влияние импульснопериодического рентгеновского излучения на ПОЛ клеток крови при тотальном облучении мышей.
3.1.4 Влияние импульснопериодического рентгеновского излучения на рост опухолевых клеток i viv
3.1.4.1 Участие АФК в реализации повреждающего действия импульснопериодического рентгеновского излучения на опухолевые клетки в услових тотального облучения мышей
3.1.5 Зависимость пролиферативной активности опухолевых клеток i vi от дозы воздействия им пул ьснопериодического рентгеновского излучения.
3.1.6 Зависимость пролиферативной активности опухолевых клеток i vi от частоты повторения импульсов импульснопериодического рентгеновского излучения.
3.1.7 Механизмы действия импульснопериодического рентгеновского излучения на опухолевые клетки.
3.1.7.1 Способность импульснопериодического рентгеновского излучения индуцировать в опухолевых клетках процесс апоптотической гибели
3.1.7.2 Продукция АФК в опухолевых клетках после воздействия импульснопериодического рентгеновского излучения
3.1.7.3 Выход цитохрома С в цитоплазму опухолевых клеток после облучения импульснопериодическим рентгеновским излучением.
3.1.7.4 Экспрессия гена р в опухолевых клетках после облучения импульснопериодическим рентгеновским излучением.
3.1.7.5 Активность каспазы3 в опухолевых клетках после облучения
импульснопериодическим рентгеновским излучением.
3.2 Биологические эффекты импульснопериодического микроволнового
излучения.
3.2.1 Влияние импульснопериодического микроволнового излучения на пролиферативную активность клеток селезенки мышей i vi
3.2.2 Влияние импульснопериодического микроволнового излучения на пролиферативную активность опухолевых клеток i vi.
3.2.3 Механизм действия импульснопериодического микроволнового
излучения на нормальные и опухолевые клетки.
3.3 Биологические эффекты импульснопериодического ультразвукового
излучения.
3.3.1 Влияние импульснопериодического ультразвукового излучения на жизнеспособность опухолевых клеток
3.3.2 Механизм действия импульснопериодического ультразвукового
излучения на опухолевые клетки
3.3.3 Способность импульснопериодического ультразвукового излучения
индуцировать образование АФК
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАЮЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ


Теоретическая и практическая значимость. Получены новые данные о закономерностях биологических эффектов, индуцируемых импульснопериодическим рентгеновским, микроволновым и ультразвуковым излучениями, при условии, что дозовые нагрузки за сеанс облучения остаются в области малых значений, характерных для данного вида излучения. Для этих условий установлены общие закономерности и механизмы биологического ответа ктегок, харакгеризующихся высокой скоростью пролиферации, в ответ па воздействие импульснопериодических излучений. Показанный в работе высокий эффект ингибирования пролиферативной активности на различных экспериментальных моделях опухолевого роста при отсутствии повреждающего действия на нормальные клетки, указывает на перспективность разработки методов низкодозовой лучевой терапии злокачественных новообразований с использованием источников импульснопериодических ионизирующих и неионизирующих излучений. Положения, выносимые на защиту. Биологические эффекты, индуцирующиеся в клетках с высокой пролиферативной активностью после воздействия низкодозового или низкоинтенсивного импульснопериодического излучения, зависят от частоты повторения импульсов, причем такая зависимость является нелинейной. Гц и существенно отличается от биологического ответа клеток на воздействие в непрерывном режиме. Общее количество нормальных клеток в ответ на тотальное облучение здоровых мышей низкодозовым импульснопериодическим рентгеновским излучением, в зависимости от использованной частоты повторения импульсов, не изменяется, либо снижается, но при этом акгивируется репарационная система за счет усиления процесса клеточной пролиферации. В то время как такое же воздействие па опухолевые клетки приводит к значительному торможению их роста. Механизм гибели опухолевых клеток после воздействия низкодозового или низкоинтенсивного импульснопериодического излучения связан с индукцией в них процесса апоптотической гибели, инициатором которой является усиленная продукция в клетках активных форм кислорода. Апробация работы. Результаты научноисследовательской деятельности доложены и обсуждены на Третьей международной конференции Электромагнитные поля и здоровье человека г. Москва СанктПетербург ХЫ международной научной студенческой конференции Студент и научнотехнический прогресс г. Новосибирск на конференции молодых ученых ТГУ Старт в науку г. Томск на конференции молодых ученых ГУ НИИ онкологии ТНЦ СО РАМ1 г. Томск на V Конгрессе молодых ученых и специалистов СибГМУ г. Томск на 2ом Европейском симпозиумоме по изучению импульсных источников излучения г. Гамбург, Германия на м Съезде радиационных исследований Японии г. Нагасаки, Япония на конференции молодых ученых ГУ НИИ онкологии ТНЦ СО РАМН Актуальные вопросы экспериментальной и клинической онкологии г. Томск на VI Конгрессе молодых ученых и специалистов СибГМУ г. Томск на м Международном съезде по повышению эффективности терапии рака г. Тоямя, Япония на X Всероссийском онкологическом конгрессе г. Москва на Всероссийской конференции Механизмы индивидуальной адаптации г. Москва на IV Международной научнопрактической конференции Медицинские и экологические эффекты ионизирующею излучения г. Москва на конференции молодых ученых Актуальные вопросы лучевой диагностики и онкологии г. Москва на обществе онкологов ГУ НИИ онкологии Т1Ц СО РАМН г. Томск на конференции Старт в науку, аккредитованной по программе У. М.Н. И.К. Томск. По теме диссертационной работы имеется публикации, из которых 3 статьи входят в перечень журналов, рекомендованных ВАК, 3 статьи в зарубежных журналах, тезисов в материалах конференций, в том числе 3 в тезисах зарубежных конференций. Получен патент на изобретение. Объем и структура работы. Работа изложена на 1 странице машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, собственно результатов и их обсуждения, выводов, заключения и списка литературы, включающего 1 источник, в том числе 6 иностранных. Работа иллюстрирована рисунками и 9 таблицами.