Тема: СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ НАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКИХ РЕНТГЕНОВСКОГО И МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЙ

Актуальность проблемы. В последние годы активно исследуются реакции различных биологических объектов на такой физический фактор, как электромагнитное излучение (ЭМИ) (Adey W.R., 1981; Даренская Н.Г. с соавт., 1997; Чернов З.С. с соавт., 1989; Большаков М.А. с соавт., 2000; Булдаков М.А., 2009), в следствии широкого распространения источников ЭМИ в повседневной жизни человека.
С момента открытия явления рентгеновской трубки, интерес к эффектам воздействия ионизирующего излучения (ИИ) на организм не иссякает, поскольку открываются все новые грани проблемы, имеющей в настоящее время уже фундаментально-медицинскую и биологическую направленность. Помимо традиционных источников, использующихся во многих современных системах связи, радионавигации и радиолокации и медицины, как например, в клинической практике широко используются аппараты типа «Луч-3» генерирующие излучение в дециметровой области (2450 МГЦ, 2,5 - 20 Вт) а также аппараты «Гамма-7Н» генерирующие более высокочастотное излучение (10 ГГц, ПМ=1 мкВт/см2) (Бецкий О.В. и соавт., 2000), к настоящему времени разработаны генераторы импульсно-периодического рентгеновского и импульсно¬периодического микроволнового излучений, с наносекундной длительностью импульсов и высокой дозой излучения в импульсе (Артемов К. П. с соавт., 2004).
Исследования, проведенные в последние десятилетия показывают, что наиболее сильный эффект на биологические объекты оказывает импульсно-периодическое излучение, по сравнению с неимпульсными воздействием этого же вида излучения (Litvyakov N. V. et. al., 2005). В этом случае полученные эффекты зависят от частоты повторения импульсов (ЧПИ) (Большаков М.А. с соавт., 2002; Литвяков Н.В. с соавт., 2005, 2006; Григорьев Ю. Г., 1996; Adey W. R., 1980; Кудряшов Ю. Б., 2001 ;Даренская Н. Г. с соавт., 1997). Еще в 80-е годы прошлого столетия был определен диапазон частот, при которых наблюдается усиление реакции объектов на действие ЭМИ - от 0 до 40 Гц (Adey W.R., 1980, 1981).
Для выявления каких-либо общих закономерностей реакции биологических объектов на импульсное воздействие необходимо использовать несколько типов излучения (Булдаков М.А., 2009). Так, можно предположить, что ИИ в импульсном режиме будет вызывать более сильную ответную реакцию, по сравнению с неионизурующим излучением, поскольку ИИ более биологически эффективно за счет ионизации атомов и молекул.
Исходя из литературных данных по исследованию разных типов излучений, работающих в импульсном режиме (Даренская Н.Г. с соавт., 1997; Большаков М.А. с
соавт., 2000, Булдаков М.А., 2009), можно предположить, что ответные реакции
биообъектов, индуцированные воздействием рентгеновского излучения в импульсном режиме при малых дозах, будут вызывать еще более сильную реакцию. Так, было показано, что при дозах ниже 30 сГр клеткам свойственна гиперчувствительность к действию ИИ, которая не свойственна для более высоких дозовых нагрузок (Шмакова Н.Л. с соавт., 2002). Такие воздействия могут стимулировать и иммунные реакции организма. Одна из наиболее важных групп клеток иммунной системы - макрофаги, обладающие способностью к фагоцитозу. Они происходят из стволовых клеток костного мозга, выполняют функцию захвата частиц, с их последующим поглощением и разрушением. Для выполнения этой функции фагоциты стратегически располагаются в тех тканях организма, где возможно попадание таких частиц. При облучении целостного организма наблюдаются изменения фагоцитарной способности макрофагов (Wunderlich
R. , 2015).
Рост опухоли во многом зависит от опухолевого окружения, в частности от активности макрофагов, ассоциированных с опухолью, которые могут составлять до 50% от опухолевой массы. В свою очередь макрофаги являются одним из ключевых звеньев в формировании антиметастатического действия ионизирующего излучения (Hashimoto
S. ,1999). Генотоксическое действие излучений приводит к повреждению ДНК опухолевых клеток, что сопровождается индукцией комплексного ответа клетки на стресс. При этом на поверхности опухолевых клеток экспрессируются антигены, которые распознаются иммунными клетками и происходит формирование иммунного ответа, приводящее к уничтожению клеток опухоли. При использовании цитостатических агентов как правило, развивается резистентность опухоли к ним, способность иммунной системы в этих условиях уничтожать оставшиеся опухоли может быть принципиально важным для исхода заболевания. Разработка методов мобилизации иммунной системы для осуществления противоопухолевого ответа является одним из актуальнейших направлений в терапии опухолей.
Реакция организма на действие импульсно-периодического излучения не исчерпывается поражением радиочувствительных тканей, а представляет собой сложную цепь явлений, последовательно развивающихся в сфере различных функциональных систем организма, в которых важнейшее значение играет иммунная система. Компоненты врожденного иммунитета, в частности макрофаги, активно участвуют в инактивации трансформированных клеток и новообразований (Мальцева Н.В. с соавт., 2006). В этой связи представляется необходимым оценить реакцию иммунокомпетентных клеток человека на импульсно-периодическое воздействие.
Таким образом, для выявления общих закономерностей реакции биологических объектов на импульсное воздействие необходимо использовать несколько типов излучений, используя одинаковые «условия» исследований: биологические объекты с высокой пролиферативной активностью, один диапазон частот повторения импульсов, дозы воздействия в диапазоне «малых» значений.
Целью настоящей работы было сравнительное изучение реакции клеток яичника китайского хомячка (СНО-К1) и моноцитов человека на воздействие импульсно-периодических микроволнового (ИПМИ) и рентгеновского (ИПРИ) излучений.
Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:
1) определить изменение пролиферативной активности клеток линии СНО-К1 и моноцитов крови человека после воздействия наносекундного ИПМИ при различных ЧПИ и пиковых плотностей потока мощности (пППМ);
2) определить изменение пролиферативной активности клеток линии СНО-К1 и моноцитов крови человека после воздействия наносекундного ИПРИ при различных Ч11И и поглощенных дозах;
3) изучить возможность изменения фенотипа макрофагов человека после воздействия ИПРИ;
4) сравнить эффективности влияния ИПМИ и ИПРИ на пролиферацию нормальных клеток.
Купить

Из полученных результатов следует, что клетки иммунной системы реагируют на воздействия ИПМИ и ИПРИ ингибированием, в то время как (нормальные клетки) клетки яичника китайского хомячка (CHO-k1) слабо реагируют на воздействия либо ингибированием, либо стимуляцией клеточной пролиферации. При этом ИПРИ оказывает более сильное воздействие и, соответственно, более эффективное влияние, которое зависит от дозы и частоты повторения.
Поведение опухолевых клеток во многом зависит от их клеточного окружения, в частности от активности макрофагов, ассоциированных с опухолью, которые могут составлять до 50% от опухолевой массы. В свою очередь макрофаги являются одним из ключевых звеньев в формировании антиметастатического действия, индуцированного ионизирующим излучением, в том числе ИПРИ, и поэтому иммунная система играет важную роль в формировании противоопухолевых эффектов низких доз ионизирующего излучения. Полученные данные свидетельствуют о том, что воздействие ИПРИ изменяет фенотип макрофагов с М1 на М2, что подтверждает факт сильного влияния ИПРИ. Макрофаги второго типа (М2, опухоль ассоциированные макрофаги), представляют собой мишень для воздействия факторов различной природы (в том числе и ионизирующих излучений, наносекундного ИПРИ) с целью усиления эффектов цитостатической противоопухолевой терапии.

Купить