WWW.KN.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Различные ресурсы
 


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 10 |

«Материалы международной научной конференции (21–22 апреля 2016 г.) Proceedings of the International Scientific Conference (April 21–22, 2016) Гомель 2016 ...»

-- [ Страница 3 ] --

В настоящее время это приобретает особую значимость в условиях нарастающей экологической нагрузки в виде антропогенных и техногенных факторов, в том числе и радиоактивного фактора, который на сегодняшний день является одной из важных по эффективности действия составляющих среды обитания людей и животных. Обусловлено это возрастанием природного радиационного фона, увеличением использования ионизирующего излучения (ИИ) практически во всех сферах жизнедеятельности человека (так, например, медицинская рентгенология занимает одно из ведущих мест в диагностике заболеваний). Для нашей страны свой значимый вклад внесла, к сожаленью, и авария на Чернобыльской АЭС. В связи с этим, как нам представляется, немаловажное практико-ориентированное значение приобретает изучение вопросов, касающихся становления половых желез в пренатальном периоде в условиях действия ИИ в дозах, которые можно было бы сопоставить с дозами, получаемыми населением, проживающим в зонах с повышенным радиационным фоном. Проведение таких исследований с использованием различных современных методов может способствовать решению конкретных вопросов прогнозирования состояния репродуктивного здоровья людей и животных в поколениях.

В этом плане особую актуальность приобретает исследование кровеносных капилляров (КК) яичника и семенника. Необходимо подчеркнуть, что в пренатальном периоде онтогенеза эти сосуды обеспечивают регуляцию питания органа, его структурное и функциональное становление. Определяется это тем, что даже минимальное снижение поступления крови к развивающимся органам приводит к возникновению дегенеративных процессов, аномалий развития, что в конечном итоге может привести к гибели плода [2].

При этом гемокапилляры являются и наиболее радиочувствительным звеном в системе кровообращения [3]. Следует заметить, что в дефинитивном организме состояние этих микрососудов также определяет дееспособность органа Исходя из этого, нами проведено исследование с целью изучения особенностей реакции КК гонад плодов белой крысы в условиях внешнего облучения в относительно небольшой дозе.

Материалы и методы. Работавыполнена на беспородных лабораторных крысах-самках с датированным сроком беременности, которых подвергали однократному внешнему облучению в дозе 0,5 Гр на 14-е и 15-е сутки гестации на установке ИГУР-1 (источник Cs137, мощность дозы 9,08104). Облучение в указанные сроки обусловлено тем, что это наиболее критические по радиочувствительности дни антенатального онтогенеза половых желез 4. Контролем служили интактные животные соответствующего возраста. Животных декапитировали на 20-е сутгестации, из матки извлекались плоды. Исследуемый материал (яичник и семенник) готовили для электронномикроскопического исследования по методикеУикли (1975). Ультратонкие срезы готовили на ультрамикротоме «LKB»

(Швеция), изучение и фотографирование выполняли на электронном микроскопе JEMCX (Япония) при рабочем увеличении от 5800 до 36000 раз.Стереометрический анализ проводился с негативных изображений профилей КК с помощью проекционной установки при конечном увеличении 10140 раз. Помимо общей структуры КК изучали состояние энергетических, пластических возможностей и транспортные функции их эндотелиальных клеток.Цифровой материал, полученный в результате исследования, обрабатывался с помощью статистического пакета «Статистика для Windows» с использованием параметрических методов оценки данных. Работа выполнена на базе ГНУ «Институт радиобиологии» НАН Беларуси.

Результаты исследования и их обсуждение. Как показали результаты электронно-микроскопического исследования, значительная часть микроциркуляторных нарушений при облучении обусловлена первичным поражением эндотелиоцитовКК.





Так, при однократном внешнем облучении в дозе 0,5 Гр на 15-е сутки эмбрионального развития общие размеры ККсеменника плодов (в отличие от таковых яичника) по сравнению с контролем существенно не изменились. Максимальный и минимальный диаметры сосудов заметно не отличались от контрольных значений, однако отмечалась некоторая тенденция к уменьшению их площади сечения и значительно уменьшилась площадь сечения просветов КК (на 25%; Р0,01).

Что же касается КК яичника, то здесь имеет место противоположная реакция, которая проявляется в тенденции к увеличению площади сечения КК, связанной с возрастанием их максимального и минимального диаметров (на 10%; Р0,01). Подобная реакция со стороны размеров КК не может трактоваться однозначно. Так, в согласии с другими авторами мы полагаем, что расширение просветов сосудов является одним из признаков местного неблагополучия в капиллярном звене. Но возможно также, что такая реакция имеет и адаптационно-компенсаторный характер, направленный на поддержание процессов дальнейшего развития органа в условиях действия излучения. Такое нарастание указанного функционального напряжения со стороны КК в дальнейшем может сменяться их угнетением.

Следует отметить, что в просвете КК обеих желез наблюдались цитоплазматические отростки (в КК семенника несколько чаще), которые достигали противоположную стенку сосуда, соединяясь при этом друг с другом. Подобные изменения могут явиться одним из условий тромбообразования и предвестника облитерации капилляров, что не может не оказать отрицательного влияния на кровоток и, следовательно, на метаболизм органов.

Более выраженный характер носит реакция энергообразующих органелл (митохондрий) эндотелиоцитов КК – облучение вызывает значительное сокращение их количества в обоих случаях. Если в эндотелиоцитах семенника их количество достоверно уменьшилось на 21% (P0,01), то в яичнике – почти в два раза больше (на 40 %;

P0,001). При этом в обеих экспериментальных группах имеет место и уменьшение их объемной плотности в клетке – до 15% (P0,05) в семеннике и до 41% в яичнике (P0,01). Подобное сокращение количества этих органелл независимо от органа – результат развития в них деструктивно-дегенеративных процессов, в частности, просветления матрикса в них, деструктивного изменения крист. Подобные изменения являются аналогичными изменениям этих органоидов в клетках гемокапилляров ряда органов (например,миокарда)как при воздействии ИИ, так и при других патологических состояниях. Иногда в некоторых эндотелиоцитах яичника встречались отдельные гигантские митохондрии причудливой формы с сохраненной структурой мембраны и крист. Можно думать, что их возникновение связано с развитием адаптационно-компенсаторных процессов в системе энергообеспечения клетки.

Большую радиочувствительность при воздействии радиации в критические периоды развития проявляют и другие органеллы клеток терминальных сосудов яичника.

Это касается структур, обеспечивающих трансэндотелиальный перенос веществ – микровезикул. Так, если в эндотелиоцитах семенника общее число микровезикул и количество различных их фракций осталось на уровне контрольных значений, то в клетках КК яичника обнаруживаются следующие сдвиги. Они проявляются, главным образом, в снижении численности мембраносвязанныхлюминальныхмикровезикул (МВЛ) – на 35% (P0,001). Число базальных микровезикул (МВБ) также снижается. Уменьшается при этом и значение индекса МВЛ/МВБ (на 26%; P0,05).

Анализ индексацитоплазменно-ядерных отношений (ЦЯО), определяющего и уровень метаболических процессов в клетке, также указывает на проявление большей чувствительности эндотелиоцитов яичника к лучевому фактору в критические периоды его развития. Так, в этом случае он достоверно возрастает в 1,3 раза (P 0,05) в сторону увеличения цитоплазмы, в то время как в случае семенника этот показатель демонстрирует только тенденцию к его некоторому увеличению. По-видимому, здесь имеет место определенное напряжение синтетических процессов в ответ на действие лучевого фактора. Аналогичное изменение индекса ЦЯО при облучении отмечают и другие исследователи.

В ядрах многих эндотелиоцитов КК семенника наблюдалась дискомплексация хроматина: он концентрировался по периферии ядра в виде глыбок, а также в местах образования ядрышек.В эндотелиоцитахгемокапилляров яичника подобные изменения встречались несколько чаще, но при этом наряду с угнетением их функциональной активности встречаются клетки, в которых происходит развитие компенсаторных процессов, направленных на поддержание функции ядра. Структурным выражением ее являются инвагинации ядерной мембраны, приводящие к значительному увеличению последней и, в свою очередь, увеличению поровых комплексов в ней.

Заключение. Таким образом, на основании полученных данных можно заключить, что внешнее острое облучение в дозе 0,5 Гр на 14-е и 15-е сут антенатального развития оказывает заметное влияние на структуру и функции эндотелиоцитовгемокапилляров семенника и яичника 20-суточных плодов. Подобные нарушения эндотелиальных клеток сосудов микроциркуляторного русла половых желез в дальнейшем могут вызвать задержку развития и функционального становления половых желез, привести к развитию дистрофических процессов, нарушить процессы формирования их специфических тканей, привести к гормональной дисфункции и сокращению фонда половых клеток.

Полученные данные имеют не только теоретическое значение, расширяя современные представления о радиочувствительности клеток зародыша в условиях действия ИИ, способствуя тем самым накоплению фактического материала по биологическому действию радиации в сравнительно малых дозах, но и могут быть использованы для объяснения возможных причин женского и мужского бесплодия, преждевременного старения, гормональной дисфункции.

Литература

1. Либерман, А.Н. Радиация и репродуктивное здоровье. – СПб., 2003. – 226 с.

2. Куприянов, В.В. Становление системы микроциркуляции в раннем онтогенезе // Вопросы морфометрич. Анализа в системе микроциркуляции: Сб. ст. / Под ред. В.В.

Куприянова. – 1978. – Т. XCV, вып. 4. – С. 3–16.

3. Воробьев, Е.И., Степанов Р.П. ионизирующие излучения и кровеносные сосуды. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 296 с.

4. Шахнадирова, Л.В., Палыга, Г.Ф. Отдаленные последствия облученияяичников крыс в процессе эмбриональногоразвития / Л.В. Шахнадирова, Г.Ф. Палыга // Радиобиология. – 1989. – Т. XXIX, вып. 1. – С. 175–178.

ОЦЕНКА СТЕПЕНИ РАЗРУШЕНИЯ ЧЕРНОБЫЛЬСКИХ ТОПЛИВНЫХ

ЧАСТИЦ, ВЫПАВШИХ НА ТЕРРИТОРИЮ БЕЛОРУССКОЙ ЧАСТИ ЗОНЫ

ОТЧУЖДЕНИЯ ЧАЭС

В.Н. Забродский, Ю.И. Бондарь, В.Н. Калинин, В.И. Садчиков Государственное природоохранное научно-исследовательское учреждение «Полесский государственный радиационно-экологический заповедник», Хойники, Беларусь, vzabrotski@tut.by Введение. Почти 30 лет прошло с момента катастрофы на ЧАЭС, повлекшей загрязнение ближней зоны осколками ядерного топлива (топливными частицами). За прошедшее время состав и строение топливных частиц (ТЧ) подверглись детальному изучению с использованием современных физико-химических методов. При этом изучались как макрообразцы почв, содержащие статистически значимые количества частиц, так и индивидуальные частицы. Для определения скорости растворения ТЧ в окружающей среде использовались методы, основанные на ацетатном [1] и карбонатном [2] выщелачивании с определением доли сохранившихся ТЧ по 90Sr [1], 154Eu [1], 236U [3], Pu [2, 4].

Материалы и методы. В настоящей работе представлены результаты исследований проб почвы и донных отложений, отобранных на территории Полесского государственного радиационно-экологического заповедника (ПГРЭЗ). Образцы почвы отбирались как в местах с максимальной плотностью радиоактивного загрязнения, так и на периферии зоны отчуждения ЧАЭС. Пробы донных отложений, за исключением одной пробы из Борщевского затопления, отбирались с оз. Персток.

Оценка степени разрушения топливных частиц, выполнялась методом карбонатного выщелачивания по методике, описанной в работе [2]. Преимуществом наших данных по сравнению с данными вышеперечисленных работ является то, что они получены сравнительно недавно и характеризуют процесс разрушения ТЧ за более длительный временной промежуток. Действительно, если в вышеупомянутых работах других авторов анализировались пробы, отобранные в конце прошлого тысячелетия, то в нашей работе исследовались пробы, отобранные в 2008-2013 гг. Содержание Pu определялось путем концентрирования плутония на анионообменной смоле с последующим приготовлением мишени из фторида неодима для альфа-спектрометрических измерений. Масса анализируемой пробы изменялась от 0,5 г (в случае использования для растворения микроволновой печи) до 10 г почвы при ее выщелачивании на песчаной бане. Микроволновая печь использовалась для растворения проб, содержащих повышенное количество радионуклидов (образцы M, D, D35, B). При этом величина стандартного относительного отклонения удельной активности 239+240Pu в исходных почвенных пробах при их параллельном анализе изменялась от 6 до 31 %, а в случае донных отложений от 12 до 42 %.

Согласно используемой нами методике доля Pu, находящегося в виде ТЧ (F), рассчитывается по формуле:

F= Аr/(Аr+Аs), где: Аr – активность плутония в твердом остатке, Бк;

Аs – активность плутония в растворе (пропорциональна доле окисленных (разрушенных) топливных частиц), Бк.

Результаты исследования и их обсуждение. На рисунке 1 приведены доли Pu, находящегося в матрице ТЧ в пробах почвы и донных отложений и степень 239+240 разброса экспериментальных значений. Численно разброс характеризуется удвоенным стандартным отклонением среднего результата 3-х параллельных определений.

–  –  –

Рисунок 1 – Доля 239+240Pu в матрице топливных частиц, присутствующих в почве и донных отложениях Как видно из рисунка 1 наибольшая доля активности Pu в составе ТЧ, приходится на донные отложения озера Персток. Более низкая степень разрушения ТЧ, находящихся в донных отложениях, объясняется меньшей скоростью окислительных процессов в анаэробной среде на дне озера [6].

В работах Кашпарова было достаточно убедительно показано [1, 7], что медианный диаметр топливных частиц соответствует размерам зерен чернобыльского ядерного топлива и составляет 6 мкм. Использование этих данных, характеризующих геометрические размеры ТЧ, позволяет оценить как их массовую концентрацию в почвенном слое 0 – 20 см, так и количество частиц, выпавших на 1 м2. С этой целью предлагается следующая последовательность действий.

1. Определение содержания Pu в пробе с использованием радиохимических методов.

2. Определение содержания UO2 чернобыльского происхождения в почве. Эта задача выполняется с использованием базы данных УкрНИИСХР [8], содержащей сведения о концентрации Pu в исходном ядерном топливе.

3. Далее будем исходить из предположения одинаковости геометрической формы и размера ТЧ, а именно из того, что все ТЧ имеют форму шара с диаметром равным 6 мкм. Знание диаметра частиц позволяет оценить массу одной ТЧ (согласно нашим расчетам 1,22Е-9 г, исходя из плотности UO2, равной 10,82 г/см3) и далее рассчитать количество ТЧ, находящихся в 1 кг почвы.

4. Учет степени растворения ТЧ. В результате вышеописанных расчетов мы получаем концентрацию ТЧ в почве на момент их выброса. Действительно, до сих пор в наших расчетах мы использовали суммарную концентрацию Pu, вне зависимости от того находится ли плутоний в матрице UO2 или вышел из нее в результате частичного или полного растворения частицы. В настоящее время большая часть ТЧ уже растворилась и для оценки концентрации реально присутствующих в окружающей среде ТЧ надо использовать результаты определения степени деструкции ТЧ, полученные методом карбонатного выщелачивания.

Нами были выполнены такие расчеты для образцов почвы и донных отложений, характеризующихся различным содержанием Pu. Например, почва, отобранная вблизи б.н.п. Масаны (код «М»), характеризовалась высоким значением удельной активности Pu (более 3400 Бк/кг), а почва, взятая с более отдаленного от ЧАЭС участка – 239+240 Вербовичского лесничества (код «Ver»), имела значительно более низкое значение удельной активности 239,240Pu (менее 2 Бк/кг). Соответственно изменяется и массовая концентрация ТЧ и их поверхностная плотность: от 33000 кг-1 (9,0E+6 м-2) для Масанов, до 9 кг-1 (2200 м-2) в Вербовичском лесничестве.

О существенных концентрациях ТЧ в почве сообщалось в ряде исследований: [9]

– 810 м ; [10] – 5000 кг-1; [11] – от 1000 до 10000 м-2. Из упомянутых публикаций рассмотрим более детально работу [10], в которой результаты гамма-спектрометрического определения содержания 137Cs в верхнем 0-2 см слое почвы (проба «EZ») обрабатывались методом Монте-Карло. Место отбора пробы «EZ» и места отбора проб «10-8», «12-5», «М» (изучены в настоящей работе) находятся друг от друга на расстоянии не более 500 м. Несмотря на то, что в работе [10] обрабатывались результаты определения 137Cs, а в настоящей работе – результаты определения 239+240Pu, количественные данные о концентрации ТЧ в почве являются величинами одного порядка. Таким образом, можно заключить, что принятое нами предположение о равенстве среднего диаметра ТЧ 6 мкм справедливо и подтверждается экспериментально различными методами.

–  –  –

Рисунок 2 – Сопоставление массовой (кг-1) и поверхностной (м-2) концентраций ТЧ, полученных в настоящей работе, с литературными данными [9-11] Известно, что для описания процесса растворения ТЧ используется уравнение кинетики 1-го порядка [2, 3, 5, 7]:

dFt/dt= – kFt или F=F0exp(-kt), где: t – время, прошедшее с момента чернобыльских выпадений;

k – постоянная трансформации топливных частиц, год-1;

F и F0 – доли радионуклидов, находящихся в матрице ТЧ в момент времени t и в исходных выпадениях (t = 0).

Согласно приведенной формуле и полученным экспериментальным данным (k=0,09±0,02) 99 % ТЧ в почве растворятся через 53 года с момента катастрофы. В случае ТЧ, находящихся в донных отложениях (k=0,026±0,007), этот процесс займет более 180 лет.

Заключение. Дана количественная оценка степени разрушения топливных частиц, выпавших на территории белорусской части зоны отчуждения ЧАЭС. Установлено, что степень разрушения топливных частиц в пробах почвы, отобранных в различных районах зоны отчуждения, изменяется в относительно узком диапазоне 6 – 18 %, хотя плотность радиоактивного загрязнения почвы трансурановыми элементами при этом изменяется более чем на три порядка. С использованием экспериментальных и литературных данных по медианному диаметру ТЧ чернобыльского происхождения рассчитаны массовые и поверхностные концентрации топливных частиц, выпавших на территорию ПГРЭЗ. Если в наиболее загрязненных районах концентрация ТЧ достигает 3,3104 кг-1 (9106 м-2), то на периферии ПГРЭЗ соответствующие величины равны 8,6 кг-1 (2,2102 м-2).

Литература

1. Dissolution of particles of irradiated nuclear fuel in the temporary storages of radioactive waste in Chernobyl zone: sources for radionuclides migration. V.A.Kashparov et al. In:

Oughton, D.H., Kashparov, V.A. (Eds.) Radioactive Particles in the Environment. Series C:

Environmental Security. 2009. Springer. – P. 139-156.

2. Матусевич Ж.Л. Определение степени деструкции топливных частиц западного и северного следов чернобыльского выброса / Матусевич Ж.Л.// Вести Национальной академии наук Беларуси. -2001. № 2. – C. 140-142.

3. Determination of irradiated reactor uranium in soil samples in Belarus using 236U as irradiated uranium tracer / V.P.Mironov et al. // J. Environ. Monit. – 2002. – 4. – P. 997-1002.

4. Забродский В.Н. Степень разрушения топливных частиц чернобыльского происхождения на территории ПГРЭЗ / В.Н.Забродский, Ю.И.Бондарь, В.Н.Калинин // Матер. межд. научн. конф. «Радиация и Чернобыль: Наука и практика». Гомель, Институт радиобиологии НАН Беларуси, 13-14 октября 2011 г. Минск. Институт радиологии.

2011. – С. 51-57.

5. The use of 236U as a tracer of irradiated uranium / V.P.Mironov et al. // In: Oughton, D.H., Kashparov, V.A. (Eds.) Radioactive Particles in the Environment. Series C: Environmental Security. 2009. Springer. – P. 221-232.

6. Fuel particles in the Chernobyl cooling pond: current state and prediction for remediation options / A.Bulgakov et al. // J. Environ. Radioact. – 2009. – 100, – P. 329–332.

7. Кашпаров, В.А. Кинетика растворения чернобыльских топливных частиц II.

Растворение топливных частиц в естественных условиях в почве / В.А.Кашпаров, С.И.Зварич, В.П.Процак //Радиохимия. – 2000. – Т. 42, № 6. – С. 542-549.

8. Электронная база данных «Горячие частицы». УкрНИИСХР, 2001 г. Справочная информация ИАЭ им. И.В.Курчатова об удельной активности чернобыльского ядерного топлива.

9. Deposition and distribution of Chernobyl fallout fission products and actinides in a Russian soil profile / P.Carbol, D.Solatie, N.Erdmann et al. // J. Environ. Radioact. – 2003. – 68, – P. 27–46.

10. Identification and characterization of radioactive 'hot' particles in Chernobyl falloutcontaminated soils: the application of two novel approaches / J.A.Entwistle, A.G.Flowers, G.Nageldinger, J.C.Greenwood // Mineralogical Magazine – 2003. – 67. – P. 183-204.

11. Hot Particles / B.Salbu // In: Special Session Environmental Contamination Following a Major Nuclear Accident. Proc. Symp., Vienna, 16–20 Oct. 1989, – 1990. – Vol. 2. IAEA.

ДИНАМИКА ПЕРЕХОДА 137Cs В ДРЕВЕСИНУ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ

ЗОНЫ ОТЧУЖДЕНИЯ ПО ДАННЫМ 2003-2015 гг.

–  –  –

Государственное природоохранное научно-исследовательское учреждение «Полесский государственный радиационно-экологический заповедник», Хойники, Беларусь, vzabrotski@tut.by Введение. Одним из способов оценки динамики перехода радионуклидов в растительность является анализ данных по изменению коэффициентов переноса радионуклидов со временем. В случае зерновых и картофеля в литературе [1] представлены данные, указывающие, что максимальные значения коэффициентов переноса, зарегистрированные в 1986 г., снижались в течение 6 лет вплоть до выхода на плато. В литературе отсутствуют столь же единодушные мнения по поводу коэффициентов переноса радионуклидов в лесную растительность. В том же источнике [1], со ссылкой на [2], указывается на возможное достижение квазиравновесия спустя несколько лет после атмосферного выпадения радиоактивных осадков. В то же время в работе [3], в которой анализируются работы почти за 20-летний период с момента Чернобыльской катастрофы, указывается на отсутствие единого мнения по многолетней динамике содержания радионуклидов в элементах древостоя и противоречивость полученных на то время данных.

Цель настоящей работы – обсуждение результатов анализа проб древесины и почвы, собранных в лаборатории спектрометрии и радиохимии Полесского государственного радиационно-экологического заповедника (ПГРЭЗ) с 2003 по 2015 гг. с точки зрения оценки динамики перехода 137Cs в древесину лесных насаждений.

Материалы и методы. Обследование лесных насаждений с целью определения возможности использования древесины в народном хозяйстве является одним из основных направлений деятельности лаборатории. Выбор участков для радиационного обследования на территории зоны ограниченной хозяйственной деятельности производится из хозяйственных соображений. Всего за 2003-2015 гг. было обследовано более 3500 выделов общей площадью более 13,5 тыс. га. При этом площадь каждого выдела колебалась от десятых долей до десятков гектар. Как правило, с каждого выдела отбирались пробы почвы и древесины. Следует отметить, что согласно нормативному документу [4], в соответствии с которым проводилось обследование, каждая проанализированная проба представляет собой усредненную пробу с трех деревьев одинакового класса технической годности. После пробоподготовки, заключающейся в гомогенизации и доведении древесины до воздушно-сухого состояния, производилось гаммаспектрометрическое определение содержания 137Cs в пробе. Для этого использовался гамма-бета спектрометр МКС-АТ 1315 (Атомтех, Беларусь).

Результаты исследования и их обсуждение. Составить представление о уровнях радиоактивного загрязнения различных категорий древесины и коры лесных насаждений, произрастающих на территории зоны ограниченной экспериментальнохозяйственной деятельности ПГРЭЗ, можно с помощью рисунка 1. Согласно представленным не нем данным наибольшая доля проб коры приходится на интервал с повышенным содержанием 137Cs. И наоборот, древесина, очищенная от коры, одновременно очищается и от 137Cs, и наибольшая доля проб деловой окоренной древесины приходится на интервал с невысокой удельной активностью 60-370 Бк/кг.

Таким образом:

- Максимум распределения в коре и лубе смещен в сторону более высоких значений удельной активности.

- Максимум распределения в деловой окоренной древесине смещен в сторону более низких значений удельной активности.

- Пробы неокоренной древесины – деловая неокоренная, дровяная от деловой и дровяная от дровяной – имеют распределение близкое к прямоугольному.

–  –  –

Рисунок 1 – Процентное распределение проб древесины по удельной активности Cs. Виды проб, отбираемых в соответствии с [4]: деловая неокоренная, деловая окоренная, дровяная от деловой, дровяная от дровяной, кора и луб

–  –  –

А Б Рисунок 2. А – Распределение мест отбора проб древесины сосны по плотности загрязнения; Б – Распределение проб сосны (дровяная от дровяной и деловая неокоренная) по величинам коэффициента перехода, Кп, 10-3 м2/кг Согласно полученным данным (рисунок 2 Б), вне зависимости от плотности загрязнения территории, большая часть проб характеризуется коэффициентами перехода, колеблющимися в интервале от 2 до 5 (10-3 м2/кг). То есть, в диапазоне плотности загрязнения от 100 до 10000 кБк/м2 коэффициенты перехода не зависят от степени радиоактивного загрязнения территории. Объяснением может быть увеличение доли доступного растениям 137Cs при увеличении его брутто-содержания в почве. В работе [5] указывается на существование равновесия между мобильной (обменной и водорастворимой) и фиксированными формами 137Cs в почве. В частности, данные, полученные при изучении долговременной трансформации форм радионуклидов в почве, указывают на существование процесса ремобилизации, противодействующего процессу фиксации радионуклидов почвой. Предполагается, что при попадании обменных форм 137Cs в почву их количество уменьшается не до нуля, (как происходит при неравновесной фиксации), а до определенной неизменной доли, не зависящей от суммарного количества радионуклида и не изменяющейся значительно на протяжении нескольких лет.

Возможность установления равновесного соотношения между мобильными и фиксированными формами радионуклидов в почве обсуждается также авторами [6]. По их мнению, со временем, по мере высвобождения радионуклидов из топливных частиц происходит приближение соотношения мобильных и фиксированных форм радионуклидов к равновесному, которое должно установиться после полного разрушения частиц. По мнению авторов работы [7] максимальное количество мобильных форм 137Cs в почве наблюдалось через 1,5 – 2 года после Чернобыльской аварии, а далее их доля уменьшалась, что повлекло за собой уменьшение поступления этого нуклида в растения. Несмотря на то, что этот вывод был сделан 20 лет назад, данные рисунка 3 подтверждают его актуальность и в настоящее время. На данном рисунке представлены результаты анализа проб топливной древесины (дровяная от дровяной), причем количество ежегодно определяемых проб, колебалось от 55 до 320.

Заключение. Вопросы переноса радионуклидов в лесных экосистемах нашли свое отражение в ряде публикаций МАГАТЭ [1, 8, 9].

2,5

–  –  –

Рисунок 3 – Динамика изменения годовых медианных значений Кп 137Cs в древесину сосны Представляло интерес сопоставить полученные нами коэффициенты переноса Cs из почвы в древесину с уже опубликованными данными. Согласно [1] степень перехода радиоактивного цезия из лесных почв в древесину изменяется от 0,3 до 3 (10-3 м2/кг). В источнике [8] приводится среднее геометрическое (из 22 результатов) значение коэффициента переноса 137Cs в древесину сосны, равное 1,7 (10-3 м2/кг) с диапазоном колебаний от 0,11 до 21 (10-3 м2/кг). Согласно полученным в настоящей работе данным среднее (из 1637 результатов) значение коэффициента переноса составляет 2,4 (10-3 м2/кг) при минимальном и максимальном значениях 0,03 и 23,3 (10-3 м2/кг), соответственно. В работе [9] приводятся данные по коэффициентам накопления, рассчитываемым как отношение удельной активности радионуклида в сырой ткани к его удельной активности в сухой почве. Для хвойных насаждений в случае цезия они колеблются от 0,0012 до 1,8. Для сопоставления данных [9] с полученными нами коэффициентами перехода последние пересчитывались в коэффициенты накопления исходя из предположения, что все приходящееся на единицу площади радиоактивное загрязнение сосредоточено в слое почвы 0-20 см, масса которого составляет 300 кг. Применялся также коэффициент, рекомендуемый в работе [9], для перехода от массы высушенной древесины к сырой массе (равен 0,5). Полученные нами значения коэффициента накопления колеблются в интервале 0,003 – 3,5; а его среднее значение равно 0,36 (0,15 в [9].

Литература

1. Экологические последствия аварии на Чернобыльской АЭС и их преодоление:

20-летний опыт / Докл. эксп. груп. "Экология" Черноб. форума 2006. – МАГАТЭ. Вена.

2008. – 180 c.

2. Щеглов А.И., Цветкова О.Б., Кляшторин А.Л. Биогеохимическая миграция техногенных радионуклидов в лесных экосистемах. 2001. Наука. Москва

3. Булавик, И.М. Проблемные вопросы радиоэкологических исследований в лесах / И.М.Булавик,А.Н.Переволоцкий // Тез. докл. Межд. научн. сем. «Радиоэкология Чернобыльской зоны» 2006 г. Славутич, Украина. С. 21-23.

4. ТКП239-2010 (02080) Радиационный контроль. Обследование лесосек. Порядок проведения. Министерство лесного хозяйства Республики Беларусь. Минск.

5. Physico-chemical and hydraulic mechanisms of radionuclide mobilization in aquatic systems /A.V.Konoplev [et al.] // The radiological consequences of the Chernobyl accident.

A.Karaoglou [et al.] (Ed). Luxemburg: Office Official Publ. EC. EUR 16544 EN – 1996. – XXIV, 1192 pp.

6. Соботович Э.В., Бондаренко Г.Н., Долин В.В. Развитие геохимии техногнеза после Чернобыльской катастрофы. http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/32252/03Sobotovich.pdf?sequence=1 Доступен 09.03.2016

7. Бондаренко Г.Н., Кононенко Л.В. Кинетика трансформации форм нахождения стронция-90 и цезия-137 в почвах – Минералогический журнал. – 1996. – Т. 18, № 3. – С. 48-57.

8. Handbook of parameter values for the prediction of radionuclide transfer in terrestrial and freshwater environments. Technical Reports Series No. 472. IAEA. Vienna. 2010. – 194 p.

9. Handbook of parameter values for the prediction of radionuclide transfer to wildlife.

Technical Reports Series No. 479 International Atomic Energy Agency. Vienna, 2014. – 217 p.

GENE REGULATION OF APOPTOSIS IN PERIPHERAL BLOOD LEUKOCYTES

OF CHERNOBYL CLEANUP WORKERS

–  –  –

Introduction. Numerous studies performed after the Chernobyl accident demonstrate a substantial increase in somatic and oncologic pathology rates and radiation risks, and radiation induced destabilization of the human genome is supposed to be a background of such effects [1, 2]. Search for unique and permanent "signature" in the human genome, which could be left by ionizing radiation, revealed and confirmed changes in gene expression after chronic radiation exposure [3], which increase the risk of developing a chronic non-cancer diseases [4] and cancer [5]. It is claimed, that involving of gene chains may differ, depending on the type of radiation and range of dose. Thus, significance of changes in gene expression in humans at the remote period after radiation exposure remains unclear. Genome changes resulting from influence of low-LET ionizing radiation can modify the fundamental cell-tissue processes, including the acceleration of cell aging (regulation of telomere length, cell cycle arrest), apoptosis and/or compensatory proliferation, violation of signal transduction and cell transformation [6]. Indisputably important is the way of implementing genetic changes. The cellular senescence, apoptosis and blast transformation is key and interrelated reactions of cells in the presence of stress factors [7]. Dysregulation of basic homeostatic systems with a gradual depletion of adaptation reserves promotes sustainable systemic changes in the immune system due to ionizing radiation. Scientific studies confirm violation of gene regulation of apoptosis after influence of various endogenous and exogenous factors, including ionizing radiation [8]. Gene regulation of apoptosis initiates a process of delicately tuned balance of pro- and anti-apoptotic mechanisms with its late stages regulated by the clearly defined set of genes. The key point among them is TP53, which is responsible for the regulation of the cell cycle and in not mutated state acts as a suppressor of malignant transformation [9]. It is shown that enhancers and inhibitors of apoptosis or directly affecting cell death mechanisms, or indirectly – by influencing the regulation of transcription [10]. Therefore, it is necessary to study the modifying effects of ionizing radiation on systemic violations of apoptosis gene regulation at the transcriptional and translational levels in a remote post-irradiation period.

Patients and Methods. Study groups included 310 Chernobyl cleanup workers (male) with average external dose exposure of 360.82±32.3 mSv (M±SD) (mean age 58.9±0.6) and control group of 77 non-exposed male individuals (mean age 52.9±0.64). The main group of Chernobyl cleanup workers was divided into 3 subgroups by external dose irradiating: I – 0D100 mSv, II – 100D500 mSv and III – D500 mSv. A study was performed on peripheral blood (PB) white blood cells.

Real-time polymerase chain reaction (relative quantification of gene expression). The relative expression of BAX, BIRC5, FASLG, MADD, MAPK14, TP53, TP53I3 genes was performed by polymerase chain reaction (PCR) with real-time reverse transcription. RNA was purificated by the automated workstation QIAcube (QIAGENE, Germany) for nucleic acids purification with spin-column kit for RNA purification – NucleoSpin RNAII (Macherey– Nagel, Germany) using the DNAse processing. cDNA was synthesized from purificated RNA samples with the High Capacity cDNA Reverse Transcription Kit (Applied Biosystems, USA). Amplification of cDNA was performed using robotic systems 7900 HT Fast RealTime PCR System with TagMan Low Density Array Plate (Applied Biosystems, USA). The data were analyzed using the SDS 2.3 software and RQ Manager. Relative levels of gene expression (RQ) was calculated according to the Ct comparative method, where Ct = (Ctsample – Ctref)contrl – (Ctsample – Ctref)irradiated and the expression ratio is 2Ct.

Flow cytometry study. Expression of CD95, bcl2, p53 proteins and molecules of phosphatidylserine was investigated by flow cytometry using monoclonal antibodies: CD95 FITC Mouse Anti-Human, bcl-2 PE Mouse Anti-Human, FITC Mouse Anti-p53 Antibody Set and FITC Annexin-V Apoptosis Detection Kit I (BD, USA) by standard protocol for surface and intrastain flow cytometry technology. Analysis was performed on laser flow cytometers FACScan and FACSCalibur (BD, USA).

Results. A significant increase in expression of FAS-receptor was shown in subgroups of cleanup workers compared with controls. It should be noted that the average level of expression of CD95 antigen increased in direct proportion to the dose. The highest value recorded in the group of cleanup workers exposed to doses over 500 mSv. Analysis of intracellular expression of anti-apoptotic protein bcl-2 in PB lymphocytes of cleanup workers showed reduced expression of this marker in all dose subgroups to the control. So the general direction of change of key regulators of apoptosis in PB lymphocytes at a remote period after exposure is an increase of a degree of cell preparedness to start altruistic death process and a reduced functional status of proteins supporting an anti-apoptotic system. It depends also on a dose of exposure. Dose correlations in dose subgroups of cleanup workers revealed connection only with anti-apoptotic protein bcl-2 (bcl-2 vs Dose: I subgroup – r=0.39, II subgroup – r=0.17, III subgroup – r=0.23) (p0.05). Results of a study of expression of pro- and anti-apoptotic proteins: CD95 and bcl-2 are presented in table. 1.

In order to quantify the cell transit by the stages of apoptosis we performed a differential analysis of apoptosis of lymphocytes in the remote period after radiation. The decrease of cells in the early stages of apoptosis with Annexin+PI- phenotype was demonstrated in the third subgroup of cleanup workers compared to the control.

Subgroups I and II subgroups are characterized by the growth of this index. The relative level of cells in the later stages of apoptosis in dose subgroups was not changed. Thus, the character of changes of apoptosis at low and high dose is different. Changing the balance of pro- and anti-apoptotic proteins in a dose range up to 500 mSv depends on the dose and accompanied by the entry of cells into apoptosis. At high doses there is a block of dose-dependent switching of anti-apoptotic proteins that is not accompanied by the group level increased number AnnexinV+PI- cells, indicating the incompleteness of apoptosis.

–  –  –

Investigation of the expression of FASL gene involved in regulation of FAS-pathway of apoptosis showed overexpression of this gene in the PB leukocytes of cleanup workers exposed to the doses higher than 500 mSv, showing the same direction changes of apoptosis on the transcriptional and translational levels. However, a significant increase of FASL gene expression was not accompanied, at group level, by an increased number of AnnexinV+PI- cells at the early stages of apoptosis, indicating incompleteness of programmed cell death. The explanation could be a depletion of apoptotic responses in remote period after exposure to high doses, and this is an unfavorable factor, since it can be to start the aging process, the accumulation of mutations and malignant transformation. Evidentiary support for a presence of such violations in the remote period after radiation exposure in the dose range of more than 500 mSv is provided by the overexpression of the BIRC5 gene inhibiting apoptosis in complex with pro-apoptotic genes BAX and MADD decreased expression. BIRC5 overexpression in a subgroup of cleanup workers irradiated at doses more than 500 mSv is an unfavorable sign of the risks of malignant transformation and explains blocking of apoptosis effects in this subgroup. MKNK2 gene expression is characterized by a downward trend in all experimental groups, but statistically significant indices registered only in the I subgroup of cleanup workers.

Upon detection of DNA damage cell activates checkpoints, leading to a delay of proliferation or damage repair, or initiation of a programmed cell death to remove potentially harmful mutations. Irradiated cell descendants could become genetically unstable and can be transformed into cancer cells. A key role in the G1-check point of cell cycle plays a transcription factor p53, which acts as a mediator of proteins signal that recognize DNA damage to effectors that stop the cell cycle [11]. In our study a statistically significant increase was shown in relative quantification of TP53 gene expression in remote period after exposure only in the dose subgroup of clean-up workers in the dose range of D500 mSv. TP53 gene activation is associated with the launch of programmed cell death, which was confirmed in our study. Established correlation between the relative expression of TP53 gene expression and pro-apoptotic marker CD95 in subgroups of cleanup workers exposed in the dose range of D100 mSv. Group of irradiated in the dose range 100D500 mSv is characterized by an average correlation between the percentage of CD95+ cells and TP53 gene expression (r = 0,27), whereas the group cleanup workers exposed to dose interval more than 500 mSv is characterized by a high degree of interaction (r = 0,89 (p 0.05)) between the level of expression of FAS-receptor and RQ of TP53. Also correlations are demonstrated between the level of intracellular expression of anti-apoptotic bcl2 protein and indexes of RQ of TP53 gene in group of Chernobyl cleanup workers (I subgroup – r = -0,48, II subgroup – r = – 0,34, III subgroup – r = 0,66) (p 0.05). Established correlation between the relative levels of TP53 gene expression and intracellular levels of its product – the protein p53 in dose subgroups of Chernobyl clean-up workers. Pearson coefficients were: I subgroup – r = 0,36 (p 0,05), II subgroup – r = 0,96 (p 0.05), the third subgroup – r = 0,68 (p 0,05). This data demonstrate the positive effects of translational regulation of TP53. In analyzing the relative level of TP53I3 gene expression in PB leukocytes of cleanup workers the statistically significant changes weren’t found. The character of changes the RQ of TP53I3 gene is similar to TP53 gene expression.

Conclusion. At the remote period after radiation exposure we have demonstrated in cleanup workers a deregulation of apoptosis of immune cells that include: the increased TP53, TP53I3, FASL genes expression (positive regulation of apoptosis); imbalance in expression of pro- and anti-apoptotic genes (BAX, BIRC5); as well as in expression of receptors that regulate the ability of cells to apoptosis (overexpression FAS-receptor, low percentage of bcl2 protein). The result is an incomplete process of apoptosis, reduction of the number of cells as the early and late stages, manifested in the reduction of phosphatidylserine expression. To a greatest extent the described changes are determined after exposure to doses over 500 mSv.

References

1. Рябченко, Н.Н. Радиационно-индуцированная нестабильность генома человека / Н.Н. Рябченко, Э.А. Демина // Проблеми радіаційної медицини та радіобіології. – 2014. – Вып. 19. – С. 48-58.

2. Пилинская, М.А. Результаты 14-летнего цитогенетического мониторинга контингентов приоритетного наблюдения, пострадавших от действия факторов аварии на Чернобыльской АЭC / М.А. Пилинская, А.М. Шеметун, С.С. Дыбский // Вестник Рос.

акад. мед. Наук. – 2001. – №10. – С. 80–84.

3. Gene expression signatures of radiation response are specific, durable and accurate in mice and humans / S.K. Meadows, H.K. Dressman, G.G. Muramoto GG [et al.] // PLoS One. – 2008. – Vol. 3 (4): e1912.

4. Association of radiation-induced genes with noncancer chronic diseases in Mayak workers occupationally exposed to prolonged radiation / M. Abend, T. Azizova, K. Mller [et al.] // Radiat Res. – 2015. – Vol. 183 (3). – P. 249-61. doi: 10.1667/RR13758.1. Epub 2015 Feb 23.

5. Germ-line mutations in p27Kip1 cause a multiple endocrine neoplasia syndrome in rats and humans / N.S. Pellegata, L. Quintanilla-Martinez, H. Siggelkow [et al.] // Proc Natl Acad Sci USA. – 2006. – Vol. 103 (42). – P. 15558-15563.

6. Radiation-induced intercellular signaling mediated by cytochrome c via p53 depended pathway hepatoma cells / M. He, M. Zhao, B. Shen [et al.] // Oncogene. – 2011. – Vol. 30. – P. 1947-1955.

7. Effects of cell cycle phase on low-dose hyper-radiosensitivity / S. Short, M. Woodcock, B. Marples, M.C. Joiner // Intern. J. Radiat. Biol. – 2003. – Vol. 79 (2). – P. 99 – 105.

8. If bystander effects for apoptosis occur in spleen after low-dose irradiation in vivo then the magnitude of the effect falls within the range of normal homeostatic apoptosis / A.H.

Staudacher, B.J. Blyth, M.D. Lawrence [et al.] // Radiat. Res. – 2010. – Vol. 174 (6). – P.

727-731.

9. TP53 and TP53-related genes associated with protection from apoptosis in the radioadaptive response / R. Okazaki, A. Ootsuyama, T. Norimura // Radiat. Res. – 2007. – Vol.

167 (1). – P. 51-57.

10. Apoptosis: a review of pro-apoptotic and antiapoptotic pathways and dysregulation in disease / M.A. O’Brien, R.J. Kirby // Vet. Emerg. Crit. Care. – 2008. – Vol. 18 (6). – P. 572-585.

11. Regulation of the G2/M transition by p53 / W.R. Taylor, G.R. Stark // Oncogene. – 2001. – Vol. 20. – P. 18031815.

ОПУХОЛЕВОЕ МИКРООКРУЖЕНИЕ И ВОЗМОЖНОСТИ ЕГО КОРРЕКЦИИ

У МЫШЕЙ ЛИНИИ A/f В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ

ФАКТОРОВ ЗОНЫ ОТЧУЖДЕНИЯ ЧАЭС

–  –  –

ГНУ «Институт радиобиологии НАН Беларуси», Гомель, Беларусь, helena.kad@mail.ru Введение. На основании комплекса работ по изучению медицинских последствий, проведенных в период после аварии на Чернобыльской АЭС, установлено, что радиоактивное заражение местности и облучение пострадавших от него людей является, несомненно, вредным для здоровья человека и биоты фактором. Однако возникают затруднения при оценке статистических данных о заболеваемости опухолями. Известно, что ионизирующее излучение способно индуцировать злокачественные опухоли практически во всех органах и тканях, но с разной частотой. В то же время на протяжении длительного латентного периода между действием радиации и манифестацией опухоли, на организм действует комплекс разнообразных загрязнителей, многие из которых обладают свойствами промоторов, что вносит сложности дифференцирования и соотнесения онкогенеза к конкретному из факторов. Доказано, что канцерогенный риск имеет место только у тех людей, которые постоянно контактируют с радионуклидами и имеют эффективную эквивалентную дозу более 10 мЗв/год. В тоже время при обсуждении факторов, влияющих на организмы, находящиеся на территориях, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС, говорят об их комплексном воздействии, не выделяя радиационный, как ведущий [1].

Одной из основных систем организма, в которой отмечаются изменения при действии большого количества факторов среды, является система иммунитета. В частности известно, что радиационные воздействия способны вызывать структурные изменения ее компонентов и приводить к функциональным нарушениям, которые могут проявиться, в том числе и онкологической патологией [2].

В связи с вышеизложенным цель данной работы: изучить влияние экологических факторов Полесского Государственного радиационно-экологического заповедника (ПГРЭЗ), расположенного на территории 30-километровой зоны отчуждения ЧАЭС, на морфо-функциональное состояние альвеолярных макрофагов и процессы опухолеобразования в легких у мышей линии A/f.

Материалы и методы: исследования выполнены на мышах линии A/f обоего пола в возрасте 11-12 нед с начальной массой 19-20 г. Исходное количество мышей было разделено на 2 группы. Одна группа мышей была перемещена на экспериментальную базу в ПГРЭЗ (12-километровая зона отчуждения ЧАЭС – д. Масаны, мощность экспозиционной дозы в местах размещения животных на поверхности почвы составляла в среднем 3,29 ± 0,10 мкГр/ч). Вторая группа содержалась на стандартной диете в виварии г. Минска в качестве контроля. По мере выполнения эксперимента (1, 4 месяца) формировались экспериментальные равные группы животных обоего пола из вивария и зоны ПГРЭЗ.

Процесс образования опухолей анализировали по среднему числу аденом на мышь. Альвеолярные макрофаги (АМ) выделяли из легких, анестезированных тиопенталом натрия (1 мг/кг) животных, по методике [3]; подсчет количества клеток лаважа проводили в камере Горяева с пересчетом на весь объем (5 мл). Оценка фагоцитарной активности АМ дана по величине фагоцитарного индекса (% фагоцитов в общем количестве макрофагов) и фагоцитарного числа, характеризующего поглотительную активность фагоцитов (количество частиц латекса/фагоцит), а также оценивалась способность макрофагов переваривать Staphylococcus aureus.

Параллельно проводили исследования по влиянию острого -излучения в дозах 0,1; 0,35 и 1,0 Гр на выход аденом у мышей линии A/f (группы соответствовали вышеописанным по полу и количеству особей), подсчет опухолей производили через 4 месяца после радиационного воздействия. По 5-6 животных из каждой группы отбирали для исследования морфофункционального состояния макрофагов, как описано выше.

С целью исследования коррекции иммунодефицитных состояний, вызванных действием ионизирующего излучения, экспериментальным животным давались с питьем водные экстракты высших грибов Flammulina velutipes (опенок зимний) и Phallus impudicus (веселка обыкновенная).

Статистическую обработку экспериментального материала проводили с использованием t-критерия Стьюдента и критерия Манна-Уитни, системы Statistica 6.0.

Результаты исследования и их обсуждение. Модель рака легких у мышей линии А/ широко используется при изучении механизмов, лежащих в основе трансформации, инвазии и метастазирования опухолей, оценке канцерогенного риска факторов окружающей среды, для идентификации маркеров ранней диагностики. При этом альвеолярные макрофаги у мышей могут быть легко выделены, а вследствие малых размеров легких они подвергаются действию факторов, выделяемых опухолями, равномерно в объеме всего органа. В таблице 1 приведены результаты исследований динамики опухолеобразования в легких мышей, экспонированных в зоне отчуждения ЧАЭС.

–  –  –

Из данных табл. 1 следует, что экспозиция мышей в течение 1 месяца в условиях воздействия экологических факторов зоны отчуждения ЧАЭС практически не повлияла на активацию опухолевого процесса в легких. При 4-мес. экспозиции в аналогичных условиях число опухолей значительно возросло, превысив соответствующий возрастной контроль в 5,9 раза и более чем в 6,6 раз уровень опухолеобразования в легких у мышей после 1 мес. экспозиции в зоне ЧАЭС.

При сравнении данных о процессах опухолеобразования в легких у мышей линии A/f через 4 месяца после воздействия однократного облучения в дозах 0,1; 0,35 и 1,0 Гр было установлено, что количество аденом на мышь увеличилось по сравнению с уровнем контроля в 2,82; 2,29 и 3,21 раза соответственно (p 0,05).

Таким образом, показано, что воздействие ионизирующего излучения усиливает процессы опухолеобразования в легких мышей линии A/f, причем эффект при дозовом воздействии 0,1 и 1,0 Гр был сопоставим.

Одними из основных клеток системы иммунитета, которые могут непосредственно реагировать на факторы среды, воздействующие на организм, являются макрофаги. Кроме того, макрофаги – постоянный компонент стромы развивающихся опухолей, а также они составляют до 50 % всех клеток опухоли [4]. Согласно современным представлениям о строении опухолей и механизмах их прогрессии макрофагам отводится одна из центральных ролей в формировании противоопухолевого ответа организма.

В настоящее время макрофаги подразделяют на клетки М1, М2a/b/c/ и М0 фенотипов [5], которые на самом деле не являются дискретными фактическими фенотипами, а лишь удобны при описании состояния макрофагов в тех либо иных условиях эксперимента. В действительности же эти клетки представляют собой популяцию из многомерного континуума возможных фенотипов и функций [6].

В литературе описано, что у мышей линии A/ макрофаги легких в норме в основном экспрессируют низкие уровни аргиназы I и iNOS, представляя собой неполяризованный тип клеток М0. При развитии в легких аденом среди макрофагов преобладают клетки с высоким уровнем экспрессии аргиназы I, т.е. М2 поляризованные макрофаги.

Причем установлено, что поляризация макрофагов происходит уже на ранней стадии развития опухолевого процесса в легких с целью его поддержки и развития [7]. Кроме того сообщается, что поляризованные макрофаги различаются по функциональной активности и своим морфологическим характеристикам [8].

При исследовании морфофункциональных характеристик популяции АМ мышей линии A/f в ранние сроки после воздействия -излучения в дозах 0,1; 0,35 и 1,0 Гр нами показано, что, начиная с 7-х суток после облучения в дозе 1,0 Гр и на 15-е сутки – в более низких дозах в популяции клеток начинают преобладать макрофаги с фенотипическими признаками М2, которые имеют более низкую фагоцитарную активность по отношению к Staphylococcus aureus в лабораторных условиях. По нашим данным на 7-е сутки после радиационного воздействия средние значения площадей АМ превышали соответствующее значение контроля во всех группах облученных мышей. В популяции макрофагов после облучения в дозе 1,0 Гр отмечались средние и крупные клетки, а 30 % из них имели площадь более 450 мкм2 (при средней площади макрофагов в соответствующем контроле 268,4±13,5 мкм2), что свидетельствует о преобладании в популяции клеток фенотипа М2 (проопухолевый фенотип).

Исследованием влияния внешнего -облучения на уровень опухолеобразования в легких у мышей линии Af было установлено, что облучение индуцировало повышение количества аденом/мышь, а также процента животных, у которых определялись аденомы, по сравнению с уровнем интактного контроля (табл. 2).

–  –  –

У облученных мышей, получавших с питьем экстракт исследуемого гриба, начиная за месяц до первого облучения и в дальнейшем до вывода животных из эксперимента, практически вдвое было снижено количество аденом/мышь и % мышей, у которых обнаруживались аденомы в легких по отношению к аналогичным значениям у облученных мышей, которые пили воду (табл. 2).

В работе также показано, что употребление водных экстрактов базидиальных грибов Flammulina velutipes (опенок зимний) и Phallus impudicus (веселка обыкновенная) в течение 14 суток перед облучением мышей в дозе 1,0 Гр снижает как количество АМ, вымываемых из легких в ранние сроки наблюдения, так и их фагоцитарную активность по отношению к латексу. Таким образом, возможно, что мишенью для реализации противоопухолевых свойств водных экстрактов базидиомицетов после воздействия излучения на мышей линии A/f являются альвеолярные макрофаги, как основные компоненты микроокружения аденом легких. А одним из механизмов, лежащих в основе реализации этого эффекта, является возможность переключения фенотипов в популяции альвеолярных макрофагов с М2 на М1 для стимуляции их тумороцидных свойств в ранние сроки после действия радиации.

Литература

1. 25 лет после Чернобыля: состояние здоровья, патогенетические механизмы, опыт медицинского сопровождения ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской атомной электростанции (Руководство для врачей) / Под ред. профессора С.С.

Алексанина. – СПб.: Медкнига «ЭЛБИ-СПб», 2011. – 736 с.

2. Реакция популяции клеток на облучение в малых дозах / И.И. Пелевина [и др.]// Радиационная биология. Радиоэкология. – 2003. – Т. 43. – № 2. – С. 161–166.

3. Практикум по иммунологии / под ред. И.А. Кондратьевой, В.Д. Самуилова. – М.: изд-во Моск. ун-та, 2001. – 244 с.

4. Grivennikov, S.I. Immunity, inflammation and cancer / S.I. Grivennikov, F.R.

Greten, M. Karin // Cell. – 2010. – Vol. 140. – P. 883–899.

5. Novak, M.L. Macrophage phenotypes during tissue repair / M.N. Novak, T.J. Koh // J Leukoc Biol. – 2013. – Vol. 93. – P. 875–881.

6. Mosser, D.M. Exploring the full spectrum of macrophage activation / D.M. Mosser, J.P. Edwards // Nat. Rev. Immunol. – 2008. – Vol. 8. – P. 958–969.

7. Quantitative analysis of early chemically-induced pulmonary lesions in mice of varying susceptibilities to lung tumorigenesis / E.P. ODonnell [et al] // Cancer Lett. – 2006. – Vol. 241. – P. 197–202.

8. Функциональная активность альвеолярных макрофагов у больных бронхиальной астмой и гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью / И.В. Маев [и др.] // Клиническая медицина. – 2013. – № 6. – С. 41–47.

ОСОБЕННОСТИ ЛАТЕРАЛЬНОЙ МИГРАЦИИ 137Cs, 90Sr, 241Am

В ПОЧВЕ РАЗЛИЧНЫХ ЭКОСИСТЕМ ЗОНЫ ОТЧУЖДЕНИЯ ЧАЭС

–  –  –

Государственное природоохранное научно-исследовательское учреждение «Полесский государственный радиационно-экологический заповедник», Хойники, Беларусь, s-a-k@list.ru Введение. Изучение ландшафтной дифференциации техногенных радионуклидов остается актуальным при организации радиационного мониторинга и планировании реабилитационных мероприятий на загрязненных территориях. Ландшафтный анализ и оценка распределения радионуклидов являются важным элементом системы радиационной безопасности, направленной на оздоровление радиоэкологической обстановки [1]. Немаловажным фактором при этом является тип и степень лесорастительного покрытия исследуемого биогеоценоза. Специфика перераспределения радионуклидов будет существенно различаться в зависимости от типа формирования верхнего органогенного слоя, где в качестве биологического материала может выступать как быстро разлагающаяся подстилка лиственного леса, так и мощная многолетняя и многослойная подстилка сосняка. Иначе происходит пространственное перераспределение радионуклидов на поверхности участков лишенных лесорастительного покрытия (луга, залежи, суходолы).

Материалы и методы. В рамках комплексных мониторинговых научных исследований (2011-2015 гг.) нами были изучены особенности горизонтального распределения 137Cs, 90Sr, 241Am в почве биогеоценозов с различными лесорастительными условиями. Исследования проведены на территории гидроморфного смешанного лиственного леса, бывшего сельхозугодия (залежи) с автоморфным типом почвы и соснового леса с низким УГВ. Все три экспериментальных полигона расположены в ближней зоне (отчуждения) ЧАЭС в районе исследовательской станции «Масаны» на расстоянии около 10 км от эпицентра аварии. Размер экспериментальных полигонов составил 100100 м.

При исследовании был использован метод вложенных квадратов. Отбор смешанных образцов почвы проводили стандартным пробоотборником диаметром 4 см на глубину 20 см. Одновременно были проведены измерения мощности дозы -излучения (МД) на высоте 1 м и 3-4 см от поверхности почвы при помощи дозиметра-радиометра МКС (EL) – 1117А. Полевые исследования были проведены в сухую погоду, измерение МД – в весенний период, до отрастания травянистой растительности. В лабораторных условиях пробы высушивали при t=20-25С с последующим определением радионуклидов.

С целью установления размаха варьирования содержания радионуклидов, в почве были определены коэффициенты вариации К. Пирсона (V). Статистическая обработка результатов была проведена стандартными биометрическими методами (вариационная статистика и корреляционный анализ).

Результаты исследования и их обсуждение. Для радионуклидного загрязнения выбранных нами экспериментальных полигонов, как и для всей 30-км зоны ЧАЭС характерен конденсационно-топливный тип выпадений. Поведение радионуклидов, представленных конденсационной компонентой, аналогично поведению изотопов глобальных выпадений. Радиологическое значение высокоактивных частиц реакторного топлива во многом зависит от плотности их выпадения, дисперсности, степени физической и химической устойчивости матрицы (деструкции) в реальных почвенноклиматических условиях. В обоих случаях процесс перераспределения радионуклидов по компонентам микрорельефа будет происходить по-разному. Это связано как с различиями в биогенной миграции, так и с физико-химическими свойствами самих элементов. Изменение как тех, так и других свойств определяется рядом факторов, среди которых мы рассматриваем наиболее определяющие, как для начального периода выпадений, так и для отдаленного – это тип лесопокрытия или его отсутствие и степень увлажнения поверхностных слоев почвы.

В целях выявления характера распределения радионуклидов в почве на территории экспериментальных полигонов нами был проведен вариационный анализ по основным статистическим параметрам. Расчет значений доверительного интервала в большинстве случаев показал незначительное отклонение от величины средних значений при характерном для таких исследований уровне значимости (P 0,05), что говорит о высокой достоверности проведенных наблюдений. Показатели дисперсии и среднего квадратического отклонения приемлемы для заданных условий имеющейся совокупности значений. Естественно менее всего варьирует такой показатель как МД, представляя собой производный результат измерения от нескольких источников. И чем выше проводится измерение от поверхности почвы, тем, естественно, будет происходить большее нивелирование точечных источников и ниже будет корреляционная связь с содержанием радионуклидов в почве. По всем исследуемым площадкам значения МД у поверхности почвы, более чем на 30 % выше, чем на высоте 1 м. Что касается различий в варьировании МД между экспериментальными полигонами, то наименьшими V отличался сосновый лес, а наибольшими березняк, что связано как с различиями в лесорастительных условиях, так и в режимах увлажнения. Проведенный анализ характера варьирования показал, что в лесных биогеоценозах в большей степени изменчивости содержания в верхнем слое почве подлежит 90Sr. Это подтверждается наибольшим V.

Меньше различий в варьировании содержания 137Cs, 90Sr, 241Am в верхнем слое почвы наблюдается на залежном лугу, что зависит от структуры сформированного сообщества и отсутствия древесного яруса (рис. 1).

–  –  –

% Проведенные нами исследования указывают на ряд общих закономерностей пространственного распределения радионуклидов в почве. В большинстве случаев все три исследуемых радионуклида имеют одинаковый характер варьирования признака в верхнем 20-см слое. Однако были обнаружены и некоторые отличия. Так, в отношение Sr был получен высокий коэффициент вариации (V=75,2 %) для экспериментального полигона, расположенного в сосновом лесу, более характерный для свежих радиоактивных выпадений, что, скорее всего, связано со структурной организацией экосистемы соснового леса. Коэффициенты вариации для 137Cs (V=25,7 %) и 241Am (V=31,9 %) на исследуемом участке являются характерными для отдаленного периода аварии и подтверждаются исследованиями российских и украинских ученых [2-5].

Описанные выше особенности поведения радионуклидов характерны именно для тех условий, в которых они изучались. В других же условиях процессы латеральной миграции могут идти иначе. Так, например, неоднородность плотности загрязнения радионуклидов возрастает по мере увеличения гидроморфизма почвы. Существенную роль в горизонтальном распределении радионуклидов играют структурные колебания микрорельефа, т.к. его выпуклые формы, очевидно, являются зонами сноса, а вогнутые – зонами накопления радиоактивных элементов.

Полученные результаты указывают с одной стороны на более высокую мобильность Sr в почвах зоны отчуждения, по сравнению с другими радионуклидами чернобыльского происхождения, с другой стороны на способность биотических компонентов изучаемых лесных формаций в большей степени задействовать данный химический элемент в обменных процессах, происходящих в экосистеме, чем другие радионуклиды. Однако данные характеристики варьирования не содержат информации о законе распределения всей совокупности полученных данных. Следовательно, был проведен анализ вариационных рядов с проверкой нулевой гипотезы. При расчете параметров вариационных рядов были оценены показатели асимметрии и эксцесса. При N = 100, как в наших исследованиях, ошибки этих оценок составляют: SAs = 0,24 и SEx = 0,48.

Дальнейший расчет критериев достоверности оценок (tAs, tEx) показал, что только для МД можно говорить о распределении эмпирических данных по нормальному закону.

Это подтверждает проверка по биометрическим таблицам. В остальных случаях подтверждается гипотеза о логнормальном распределении чернобыльских выпадений.

При исследовании пространственного распределения 137Cs, 90Sr и 241Am обращает на себя внимание во всех случаях правосторонняя (положительная) асимметрия вариационной гистограммы, а в отношение 90Sr она еще и дискретна. Дискретность и асимметрия направлены в сторону образцов с наибольшей активностью, что подтверждает возможное нахождение на данном полигоне радионуклидов в составе горячих частиц. Так как количество горячих частиц снижается по мере удаления от эпицентра аварии, то естественно, принимая во внимание полученные результаты, будет наблюдаться и закономерное снижение коэффициентов корреляции и вариации. Если теоретически предположить условия равномерного распределения топливных частиц в почве, то при прочих равных условиях, такое снижение будет носить прямо пропорциональный характер.

Заключение. Исходя из проведенного анализа, можно заключить, что, так как распределение 137Cs ближе всего по своим параметрам к нормальному закону, то в данном случае можно говорить об определенной стабилизации обстановки, на которую влияние будет оказывать в большей степени только физический распад. В отношении же 90Sr обстановка представляется наиболее сложной, что связано с выходом его из состава матрицы топливных частиц и увеличении количества подвижных форм. По всей видимости, эти процессы в настоящее время продолжаются. Что касается 241Am, то скорость процессов горизонтальной миграции данного радионуклида, несмотря на также продолжающиеся увеличение его количества в почве, ниже, чем для 90Sr, что связано с более низкой биогенной миграцией и перераспределением его с биотой. При этом необходимо также учитывать и специфику радиоактивного загрязнения поверхности биогеоценоза (тип выпадений, радионуклидный состав и т.д.). Находясь в почве в определенных формах и обладая различными физико-химическими свойствами каждый радионуклид будет в разной степени реагировать на влияние того или иного фактора среды, будь то влияние биоты или фактора неживой природы.

Существующие различия в варьировании латерального распределения радионуклидов в почве биогеоценозов ближней зоны аварии на ЧАЭС обусловлены не только характером и временем радиоактивных выпадений, но и ландшафтно-структурной организацией экосистем, изменением гидрологических и погодно-климатических условий, типом растительного сообщества и роющей деятельностью животных. Влияние этих факторов требуют тщательного дальнейшего изучения.

Литература

1. Линник, В.Г. Ландшафтная дифференциация техногенных радионуклидов:

геоинформационные системы и модели / Автореф. дис. …докт. географ. наук: 25.00.23 // МГУ им. М.В. Ломоносова. – Москва, 2008. – 40 с.

2. Иванов, Ю.А. Анализ факторов, определяющих долговременную динамику миграции радионуклидов в почвенно-растительном покрове // Научно-технический сборник «Проблемы Чернобыльской зоны отчуждения». – 2009. – №9. – С. 23-39.

3. Линник, В.Г. Ландшафтно-географические исследования в связи с аварией на Чернобыльской АЭС // Вестн. Моск. ун-та. Сер.5. География. – 1996. – №1. – С. 38-44.

4. Kashparov, V.A. Soil contamination with 90Sr in the near zone of the Chernobyl accident / V.A. Kashparov, S.M. Lundin, Yu.V. Khomutinin [et al.] // Journal of Environment Radioactivity. – 2001. – Vol. 56, № 3. – P. 285-298.

5. Линник, В.Г. Принципы ландшафтно-геохимического и радиоэкологического картографирования территорий, загрязненных радионуклидами в результате аварии на Чернобыльской АЭС (проект РАДЛАН) / В.Г. Линник, Л.М. Хитров, Е.М. Коробова. – М.: ГЕОХИ АН СССР, 1991. – 50 с.

РАДИАЦИОННАЯ ОБСТАНОВКА НА ТЕРРИТОРИИ БЛИЖНЕЙ ЗОНЫ

АВАРИИ НА ЧАЭС В ОТДАЛЕННЫЙ ПЕРИОД

–  –  –

Государственное природоохранное научно-исследовательское учреждение «Полесский государственный радиационно-экологический заповедник», Хойники, Беларусь Государственное научное учреждение «Институт радиобиологии Национальной ака

–  –  –

Введение. Мощность дозы -излучения (МД) является интегрирующим показателем и одной из характеристик радиационной обстановки на загрязненных радионуклидами территории. За годы, прошедшие с момента аварии, радиационный фон существенно изменился. Значение МД в сравнении с первыми месяцами после радиоактивных выпадений снизилось в десятки и сотни раз. Темпы снижения МД могут значительно изменяться от различных факторов окружающей среды и процессов, происходящих с депонированными в почве радионуклидами. В настоящее время и в обозримом будущем, радиоэкологическая обстановка определяется долгоживущими радионуклидами (137Cs, 90Sr и трансурановыми элементами 238,239,240Pu и 241Am) и изменяется крайне медленно.

Материалы и методы. Проведение наблюдений за динамикой мощности дозы

-излучения (МД), содержанием радионуклидов в почве осуществлялось на объектах постоянной реперной сети, которая включает в себя 12 площадок, расположенных вблизи и.с. Масаны, 9 из которых расположены в различных естественных биогеоценозах. По ландшафтным условиям экспериментальные площадки существенно отличаются друг от друга и включают в себя как бывшие агроэкосистемы (залежи), так и площадки расположенные в лесах различного типа. Измерения МД на реперных пунктах (Rp) расположенных на санитарно-защитной зоне и метеоплощадке и.с. Масаны проводились ежедневно, остальных 10-ти реперных пунктах – ежеквартально на высоте 1 м и 3-4 см над поверхностью почвы. Отбор проб почвы проводился по почвенному разрезу послойно: верхний слой 0-10 см с интервалом 1 см, далее – с интервалом 5 см до глубины 100 см.

Результаты исследования и их обсуждение. Снижение МД происходит в соответствии с уменьшением суммарной плотности загрязнения -излучающими радионуклидами. Поскольку в настоящее время короткоживущие радионуклиды в почве отсутствуют, радиационная обстановка в основном определяется содержанием 137Cs.

Снижение МД происходит по мере распада, миграции и удаления радионуклидов из почвы за счет вымывания и других процессов. В настоящее время вариабельность показателей по всем исследуемым площадкам составила 53,3 % (табл. 1).

–  –  –

Установлено, что медленнее всего снижение мощности дозы происходит на участках покрытых лесом и площадках, расположенных на гидроморфных почвах, где грунтовые воды в ряде случаев выходят на поверхность. На флуктуацию значений МД в большей степени оказывает влияние изменение погодных условий в данный период наблюдений, вызванных увеличением температурных параметров, снижением коэффициента увлажнения почвы и повышенная транспирация влаги из почвенных капилляров, что может вызывать рост фоновых показателей -излучения. В зависимости от типа биогеоценоза большое влияние может оказывать и интенсивность миграции радионуклидов вглубь почвенного профиля, вследствие чего происходит экранирование излучения верхними слоями почвы и почвенной влагой.

Проведенными ранее комплексными исследованиями было установлено, что флуктуации по годам и незначительное снижение (около 10 %) МД происходит в основном за счет погодно-климатических условий учетного года, в том числе и водного режима исследуемой территории, а также за счет естественных процессов распада. Поэтому погодноклиматические условия наряду с другими природными факторами играют предопределяющую роль в формировании радиационной обстановки. Изменение тех или иных метеорологических величин способствуют изменению характера динамики МД. Наиболее значительные изменения в динамике МД наблюдаются в зимние месяцы, данная закономерность прослеживается на протяжении многих лет. Установление устойчивого снежного покрова приводит к снижению интенсивности -излучения в 1,5-2,0 раза.

Изначальным фактором, определяющим интенсивность потоков радионуклидов между отдельными компонентами в биогеоценозе, естественно, выступает плотность загрязнения почвы и физико-химические особенности находящихся в ней радиоактивных элементов. В дальнейшем при перераспределении радионуклидов по компонентам экосистем существенно возрастает роль биотических и абиотических факторов. Следовательно, с течением времени, прошедшего с момента попадания радионуклидов в биогеоценоз, могут происходить значительные изменения в накоплении их отдельными структурными звеньями сообщества. Плотность загрязнения почвы 137Cs на исследуемых реперных участках варьировала в пределах 2519-5407 кБк/м2 и не имела четкой корреляционной зависимости с величиной МД.

Помимо 137Cs радиационная обстановка в ближней зоне аварии определяется в значительной степени 90Sr и элементами трансуранового ряда. Детальные исследования изменения поверхностного загрязнения также были нами проведены на экспериментальных полигонах, расположенных в районе и.с. Масаны, различающихся по типу сообщества, генезису, ландшафтных и микроклиматическим условиям. В результате проведенных исследований оценка содержания радионуклидов в почве показала, что максимальные уровни плотности загрязнения выбранных площадок составили: для 137Cs – 5820,9-8079,4 кБк/м2, для 90Sr – 2109,9-4550,9 кБк/м2, для 241Am – 133,0-148,9 кБк/м2.

Вертикальная миграция 137Cs приводит к снижению МД над поверхностью почвы, уменьшению интенсивности вымывания радионуклидов поверхностными водами, изменению размеров поступления их в растения в результате перераспределения, создает возможность загрязнения грунтовых вод. Нами были проведены работы по оценке вертикальной миграции 137Cs, 90Sr, 241Am по генетическому профилю 3-х разновидностей дерново-подзолистой почвы на стационарных пробных площадках в лесных массивах и на залежи (ПП-1 – залежь, ПП-2 – березовый лес, ПП-3 – сосновый лес). По полученным нами данным, в настоящее время больше всего радионуклидов удерживает подстилка соснового леса. Здесь сосредоточено до 29,6 % 137Cs, 62,5 % – 90Sr и до 12 % – 241Am. В березняке эти данные составляют 27,7 %, 37,5 %, 5,6 % соответственно.

На залежи естественно вся радиоактивность сосредоточена в гумусово-подзолистом горизонте. Скорость вертикальной миграции 90Sr в 1,7 раз превышает скорость миграции 137Cs и составляет 0,29-0,31 и 0,38-0,71 см/год соответственно. Скорость миграции центров запаса 241Am находится на уровне 0,27-0,33 и 0,22-0,39 см/год. Существенно различаются величины глубины проникновения 50 % доли запаса радионуклидов в нижние слои почвы. Расчет был сделан без учета их содержания в подстилке (рис. 1).

Глубина, см

–  –  –

На вертикальное перераспределение радионуклидов, как 137Cs, 90Sr, так и 241Am существенное влияние оказывает гидрологический режим почв. Наибольшей глубиной проникновения 137Cs и 90Sr отличалась гидроморфная почва березняка, а 241Am глубже всего опускается на старопахотной почве залежи. Меньше всего заглубление исследуемых радионуклидов происходит в почве соснового леса, что естественно связано с более прочной фиксацией их в подстилающем слое. Быстрее процесс миграции протекает в торфянисто-подзолистых почвах, сформированных в условиях полугидроморфного и гидроморфного условий увлажнения.

Другим немаловажным фактором является тип органогенного слоя и его мощность.

Подстилка хвойного леса имеет более длительные сроки биологического разрушения, чем лиственного, соответственно связывает большее количество радионуклида на более длительный срок, а проникновение в минеральные слои почвы значительно меньше. В экосистемах с полным отсутствием лесной подстилки (залежи, луга и т.д.) естественно происходит миграция в минеральные слои большего количества радионуклидов.

В целом, анализ полученных данных по вертикальной миграции радионуклидов показал, что в почвах как луговых, так и лесных фитоценозов основная масса 137Cs, 90Sr, Am сосредоточена в верхнем 5-см слое. Однако, распределение их в почвах лугов происходит более равномерно, в связи с отсутствие верхнего подстилающего слоя.

Живой напочвенный покров и особенно травянистые растения, в природнотерриториальных комплексах принимают наиболее активное участие в круговороте радионуклидов. На процессы вегетации травянистой растительности могут влиять климатические факторы (изменение температуры, влажности, количество атмосферных осадков и др.) и факторы, связанные с особенностями биологии видов. Это в свою очередь приводит к изменению ботанического состава всего растительного покрова рассматриваемой местности. Данное обстоятельство может приводить к преобладанию в травяном покрове видов, интенсивно аккумулирующих радионуклиды, либо при экстремальных неблагоприятных погодных условиях способствовать образованию участков со скудной малонакапливающей растительностью. Эти явления могут непосредственно влиять на величины МД на таких территориях.

Заключение. Исходя из проведенного анализа, можно заключить, что, медленнее всего снижение МД происходит на участках покрытых лесом и площадках, расположенных на гидроморфных почвах. Флуктуации по годам и незначительное снижение (около 10 %) МД происходит в основном за счет погодно-климатических условий учетного года, в том числе и водного режима исследуемой территории, а также за счет естественных процессов распада. Большую роль при этом играет тип живого напочвенного покрова. Установление устойчивого снежного покрова приводит к снижению интенсивности -излучения в 1,5-2,0 раза. В настоящее время больше всего радионуклидов удерживает подстилка соснового леса. Здесь сосредоточено до 29,6 % 137Cs, 62,5 % – Sr и до 12 % – 241Am. На вертикальное перераспределение радионуклидов, как 137Cs,

Sr, так и 241Am существенное влияние оказывает гидрологический режим почв.

Литература

1. Алексахин, Р.М. Миграция радионуклидов в лесных биогеоценозах / Р.М.

Алексахин, М.А. Нарышкин – М.: Наука, 1977. – 144 с.

2. Пути миграции искусственных радионуклидов в окружающей среде. Радиоэкология после Чернобыля: Пер. с англ. / Под ред. Ф. Уорнера и Р. Харрисона. – М.:

Мир, 1999. – 512 с.

3. Радиоактивное загрязнение растительности Беларуси (в связи с аварией на Чернобыльской АЭС) / В.И. Парфенов, Б.И. Якушев, Б.С. Мартинович и др. // Под общ.

ред. В.И. Парфенова, Б.И. Якушева. – Минск: Навука i тэхнiка, 1995. – 582 с.

–  –  –

A.V. Klepko, L.V. Sakovska, L.V. Gorban, Yu. A. Kondratova, S.V. Andreychenko State Institution “National Research Center for Radiation Medicine of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine”, Kyiv, Ukraine, kallav@mail.ru Introduction. The territory of Ukraine is highly saturated with atomic power stations (APS). The exploitation of the APSs is not so safe because an unforeseen loss of radionuclides sometimes may occur resulting in wide scale pollution of territories by different radionuclides. Such events took place during Chornobyl disaster in 1986 [1].

The human reproductive system, specifically the male sexual cells, belongs to the category of actively dividing cells. Therefore different anomalies of the male reproductive system may emerge owing to the short or long-term exposures to ionizing radiation. In contrast to other cells, spermatozoa which belong to highly differentiated cells do not possess an effective antioxidant system of lipid defense because of little catalase activity. This may cause severe damage to spermatozoon structure as it was shown by several authors [2].

The basal apoptotic cell population in the ejaculated sperm might result from abortive apoptosis of sperm that escaped the elimination mechanism operating during spermatogenesis [3]. Elevated percentages of apoptotic spermatozoa have also been found after infections of the reproductive tract, cancer and other pathologies. Moreover, reactive oxygen species (ROS) are known to induce apoptosis in somatic cells and in maturing spermatozoa at the testicular level [4, 5].

The present research aims in evaluation quality and fertility potential of sperm collected from donors originating from radiation-polluted territories of Ukraine, namely Zhytomyr, Kyiv, Ivano-Frankivsk and Poltava, respectively. Apart from this, the role of radiation component in sperm damaging is to be assessed.

Materials and methods. Semen samples were obtained from 479 patients in the age interval 35±6 years who have been subjected to examination in specialized hospital for inhabitants of radiation polluted territories affiliated to Scientific Centre for Radiation Medicine (Kyiv, Ukraine). All subjects were subdivided in 4 groups, namely: group I – inhabitants of Poltava region (n=80), group II – inhabitants of Ivano-Frankivsk region (n=132), group III – inhabitants of Kyiv region (n=234) and group IV – inhabitants of Zhytomyr region (n=133). The accumulated radiation dose for subjects from group I was calculated to be approximately 0,2 mSv, for group II– equal to 1,3 mSv, for group III – 4,8 mSv and fro group IV – 9,9 mSv, respectively. All subjects were asymptomatic for genito-urinary infection. All of them gave written consent for participation in cross-sectional studies.

Freshly ejaculated semen was obtained by masturbation into sterile container a fter 3-4 days of sexual abstinence. Ejaculates were allowed to liquefy at 37 oC for 30 min.

Semen profile was assessed by light microscopy according to the procedure proposed by the World Health Organization [6]. All flow cytometry analyses were performed on flow cytometer PAS (Partec, Germany) equipped with a single 488-nm argon-ion laser. Annexine V apoptosis detection kit I (BD Рharmingen, USA) was used to evaluate apoptosis quantitatively by tracking the translocation of phosphatidylserine from the inner to the outer leaflet of the spermatozoid plasma membrane [7]. Intracellular generation of O 2- was estimated using dihydroethidine (DHE) of “Sigma”production, a membrane permeating uncharged probe that reports overall cellular O2- production through oxidation to ethidium bromide and emitting red fluorescence [8]. ROS generation was induced by the addition of DHE to spermatozoa in suspension with concentration 10 7 cells per ml to give a final concentration of DHE equal 2 mM, Fluorometric assessment of mitochondrial membrane potentials was made on the basis of mitochondrial specific probe Rhodamine 123 (Sigma) (R123) [9]. Comparison of data for different donors’ group was made using analysis of variances “Anova” and unpaired Student’s t-test with amendment of Bonferroni [10].

Research results and their discussion. The data on sperm quality of donors from different regions of Ukraine who participated in randomized cross-sectional studies concerning fertility potential of spermatozoa are presented in Table 1.

Table 1 – Sperm quality in different groups of donors Group Concentration of Sperm proVolume of Sperm im- Degenerative number spermatozoa gressive moejaculate (ml) motility, % sperm, % (106 sperm /ml) tility, % 4.2 ± 0.8 95 ± 17 85 ± 12 8±2 7±2 I 3.1 ± 1.0 60 ± 14* 61 ± 11 28 ± 4* 19 ± 9 II 3.2 ± 0.6 67 ± 22 69 ± 18 26 ± 5* 33 ± 8* III 2.2 ± 0,7* 43 ± 13* 45 ± 11* 33 ± 6* 53 ± 12* IV * – p0.05, significant difference with control (group 1) It is seen that mean value of ejaculate volume gradually diminishes from 4.2 ml in Poltava region to 2.2 ml in Zhytomyr. Meanwhile the mean value of sperm concentration in ejac

–  –  –

There are two crucial targets for ionizing radiation detrimental effects in living cells.

First of all, radiation affects DNA that results in damaging nucleotides and accumulation of single along with double strand breaks in DNA structure [4, 11]. However, in spermatozoon DNA is present in nucleoprotamine complex as inactive component due to highly condensed state of chromatin and the absence of whatever DNA transcriptional activity. Therefore DNA damaging just for spermatozoon functioning is of little importance. On the other hand, the spermatozoon is highly dependent on the integrity of its plasma and mitochondrial membranes due to the necessity to maintain ion-floods on due level. That is why membranes may represent the other essential target for radiation impact. It is well known sperm cell membranes are rich of unsaturated fatty acids [12, 13]. These compounds are very sensitive to irradiation, especially their double bonds which are key points in radiation assault through hydroperoxide or hydroxyl radicals.

Consequently, lipid peroxidation chain reaction is launched resulting in further destruction of membranes. These conditions are very favourable for intercepting electrons from electron transporting chain by free oxygen molecules, the superoxide radicals being produced. This pool of superoxide radicals is associated exclusively with mitochondria. In addition, there is a second pathway for superoxide radicals generation that is accomplished through special enzymeoxidase which is located in the heads of spermatozoa [8, 14, 15].

Conclusion. Abatement of antioxidant enzymic activities in radiation damaged spermatozoa facilitate the propagation of free radicals, especially superoxide radicals, in mitochondria and spermatozoid heads. In turn, ROS penetrate into the nucleus and exert a direct effect on chromatin DNA causing overall disruption and formation of apoptotic bodies. In the last stage of apoptosis development cell death follows. Our results have established the gradual increase of apoptosis dependent cell deaths comparing to necrosis dependent cell death whose contribution to spermatozoid mortality significantly diminished for highly radiation polluted regions compared to low radiation polluted and non-polluted ones. This phenomenon is a hallmark of male-infertility progress. Thus, our investigations have shown that subjects living on radiation polluted territories may generate a great deal of damaged spermatozoa with the hidden molecular and cellular lesions. The latter would predispose inhabitants of radiation polluted regions to male-infertility. Therefore a special system of prophylactic arrangements needs to be elaborated to prevent further spreading of male infertility.

References

1. Dosimetry and radiation hygiene / I.A. Likhtariov, B.G. Bebeshko // Bulletin of Research Centre for Radiation Medicine AMS of Ukraine – 2005. – Vol. 5. – P. 2-10.

2. Role of reactive oxygen species in the pathophysiology of human reproduction / A. Agarwal, R.A. Saleh, M.A. Bedaiwy // Fertil Steril. – 2003. – Vol. 79. – P 829-843.

3. Apoptosis and necrosis in human ejaculated spermatozoa / C. Lachaud, J. Tesarik, M.L. Canadas [et al.] // Hum Reprod. – 2004. Vol. 19. – P. 607-610.

4. Origin and biological significance of DNA fragmentation in human spermatozoa / M. Muratori, S. Marchiani, M. Maggi, G. Forti, E. Baldi // Front Biosci. – 2006. – Vol.

11. – P. 1491-1499.

5. Mitochondrial membrane potential integrity and plasma membrane translocation of phosphatidylserine as early apoptotic markers: a comparison of two different sperm subpopulations / G. Barroso, S. Taylor, Morshedi M [et al.] // Fertil Steril. – 2006. – Vol. 85. – P. 149-154.

6. WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen / World Health Organization. 2010. – 5th editor. – WHO Press, Switzerland. – P. 12-286.

7. Binding of annexin V to plasma membranes of human spermatozoa: a rapid assay for detection of membrane changes after cryostorage / H.J. Glander, J. Schaller // Mol Hum Reprod. – 1999. – Vol. 5. – P. 109-115.

8. Significance of mitochondrial reactive oxygen species in the generation of oxidative stress in spermatozoa / A.J. Koppers, G.N. De Iuliis, J.M. Finnie [et al.] // J Clin Endocrinol Metab. – 2008. – Vol. 93. – P. 3199-3207.

9. Flow cytometric sorting of living, highly motile human spermatozoa based on evaluation of their mitochondrial activity / J. Auger, S. Leonce, P. Jouannet [et al.] // J Histochem Cytochem. – 1993. – Vol. 41. – P 1247-1251.

10. Altman D.G. Practical statistics for medical research. 1991. – Chapman and Hall, USA. – 294 p.

11. Germ cell and dose-dependent DNA damage measured by the comet assay in murine spermatozoaa after testicular X-irradiation / G.A. Haines, J.H. Hendry, C.P. Daniel [et al.] // Biol Reprod. – 2002. – Vol. 67. – P. 854-861.

12. Fatty acid composition of spermatozoa and immature germ cells / A. Lenzi, L. Gandini, V. Maresca [et al.] // Mol Hum Reprod. – 2000. – Vol. 6. – P. 226-231.

13. Diagnostic value of the total antioxidant capacity (TAC) in human seminal plasma / R. Mahfouz, R. Sharma, D. Sharma [et al.] // Fertil Steril. – 2009. – Vol. 91. – P. 805-11.

14. Assessing sperm function / A. Agarwal, F. Monette, E. Sabanegh // Urol Clin North Am. – 2008. – Vol. 35. – P. 157-162.

15. Significance of sperm characteristics in the evaluation of male infertility / K.P.

Nallella, R.K. Sharma, N. Aziz [et al.] // Fertil Steril. – 2006. – Vol. 85. – P. 629-634.

МИГРАЦИЯ ТУЭ ПО ТРОФИЧЕСКИМ ЦЕПЯМ И ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ

ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА НА РАДИОАКТИВНО

ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ ГОМЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ

–  –  –

ГНУ "Институт радиобиологии НАН Беларуси", Гомель, Беларусь Введение. Радиоактивное загрязнение в результате взрыва чернобыльского реактора охватило значительные площади республики. В первые недели после катастрофы чрезвычайно высокие уровни радиации за счет короткоживущих изотопов, прежде всего 131I, наблюдались по всей территории страны. В последующий период радиоэкологическая обстановка определялась действием долгоживущих изотопов. В их числе 137Cs, 90Sr, трансурановые элементы 238, 239+240, 241Pu и 241Am. Это же характерно для настоящего момента и обозримого будущего [1]. Результаты исследования физико-химического состояния ТУЭ в почвенно-растительном комплексе свидетельствуют, что существует реальная опасность их поступления в организм человека через пищевые цепи [2].

Материалы и методы. Радиохимический анализ проводился в соответствии с МВИ. МН 1892-2003 «Методика определения активности стронция – 90 и трансурановых элементов в биологических объектах». Альфа-спектрометрические измерения проводились с использованием -спектрометра «Alpha Analyst» (Canberra) с МДА по PuAm-241= 10-3 Бк/пробу и основной относительной погрешностью измерения при Р = 0,95 не более 30%.

Основным объектом исследований являлась продукция животноводства, производимая в КСУП «Стреличево», расположенном на юге Гомельской области и граничащим с территорией отчуждения (ПГРЭЗ). Данное хозяйство практикует стойловопастбищный тип содержание КРС, который основывается на содержании коров в стойловых местах зимой, а летом производится выпас животных на пастбищах. Зимой коров кормят в стойлах силосом, сеном и соломой, а летом коровы питаются на пастбищах зеленой травой, а также осуществляется подкорм зеленой массой в сочетании с концентрированными кормами.

Результаты исследования и их обсуждение. Исходя из полученных данных о содержании ТУЭ в почвенных образцах пастбищных агроценозов КСУП «Стреличево»

была рассчитана плотность загрязнения почв, которая составила 1,47±0,37 кБк/м2 для Am241, 0,4±0,1 кБк/м2 для Pu238, 0,89±0,23 кБк/м2 для Pu239,240.

В связи с тем, что поступление радионуклидов в организм крупного рогатого скота происходит в основном через потребление растительной пищи, было определено содержание ТУЭ в пастбищной растительности, которое составило 368,0 – 622,0 мБк/кг по 241Am, 1,0 – 10,8 мБк/кг по 238Pu, 2,4 – 18,4 мБк/кг по 239,240Pu.

Исходя из удельной активности исследуемых радионуклидов, были рассчитаны коэффициенты перехода в доминантные луговые растения, составляющие основу пищевого рациона КРС при пастбищном содержании для 241Am, 238Pu и 239,240Pu, которые равны 0,267х10-3, 0,014х10-3, 0,012х10-3 соответственно. По накоплению трансурановых радионуклидов в сухом веществе кормовых образцов, входящих в рацион питания КРС КСУП «Стреличево» установлен следующий возрастающий ряд: солома злаковых культур (Am241

– 115,7 мБк/кг, Pu238 – 1,43 мБк/кг, Pu 239,240– 2,93 мБк/кг) сено одно- и многолетних злаковых трав (Am241 – 154,8 мБк/кг, Pu238 – 2,36 мБк/кг, Pu 239,240– 4,13 мБк/кг) кормовая масса (Am241 – 215,46 мБк/кг, Pu238 – 3,11 мБк/кг, Pu 239,240– 5,63 мБк/кг).

Результаты радиохимического анализа удельной активности америция-241 и изотопов плутония в органах и тканях КРС из сельхозпредприятия «Стреличево» представлены в таблице 1. Наиболее высокое содержание 241Am наблюдается в костной ткани и достигает 0,84-1,76 Бк/кг. Изотопы плутония также в основном сконцентрированы в костной ткани. Содержание 238Pu, 239,240Pu в данных образцах составляет 0,33-0,69 Бк/кг и 0,62-0,74 Бк/кг соответственно. Такое распределение характерно для поступления растворенных соединений трансурановых элементов.

–  –  –

Среди органов, отличающихся наиболее высоким содержанием ТУЭ, следует отметить легкие: содержание 241Am – 0,21-0,42 Бк/кг, 238Pu – 0,14-0,21 Бк/кг, 239,240Pu – 0,22-0,35 Бк/кг. Это свидетельствует о сохранении ингаляционной составляющей загрязнения животноводческой продукции на отдаленном этапе катастрофы на ЧАЭС.

При прогнозировании содержания радионуклидов в товарной животноводческой продукции следует учитывать коэффициент перехода радионуклида из почвы в данный вид продукции [3]. Результаты данных расчетов представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 – Коэффициенты перехода изотопов плутония и америция из почвы в животноводческую продукцию (органы и ткани КРС) сельхозпредприятия «Стреличево», Бк/кг : кБк/м2 Как было отмечено выше, загрязнение продукции животноводства радионуклидами зависит от характера содержания скота. Причем одним из наиболее четких индикаторов выявленной зависимости является молочная продукция. Содержание радионуклидов в образцах молочной продукции КСУП «Стреличево» в различные периоды содержания животных (март-июнь-сентябрь) представлено на рисунке 2. Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что при стойловом содержании КРС (март месяц), когда рацион животных во многом определяется наличием сена, силоса, сенажа, комбикормов и овощей, содержание радионуклидов в молоке снижается и составляет для Am241 4,1 – 7,1 мБк/кг, для Pu238 1,4-2,4 мБк/кг, для Pu239,240 2,9-5,9 мБк/кг.

Во время пастбищного содержания скота, когда основным компонентом рациона является травянистая пастбищная растительность (одно и многолетние травы) и зеленая масса, наблюдается постепенное нарастание удельной активности молока, которая достигает 5,2 – 8,8 мБк/кг для Am241, 2,5-3,4 мБк/кг для Pu238, 5,3-7,2 мБк/кг для Pu239,240.

Рисунок 2 – Содержание трансурановых элементов и 137Cs в молоке КРС

Заключение. Исследования, проведенные на данном этапе работы, расширяют знания о процессах перехода радионуклидов в пищевые продукты и их роли в качестве источников внутреннего облучения. Они позволяют с высокой степенью достоверности оценивать и прогнозировать величину удельной активности продукции животноводства, используя информацию о плотностях загрязнения кормовых угодий, без привлечения конкретных данных о результатах измерения уровней загрязнения сельхозпродукции радионуклидами в каждом населенном пункте. Основываясь на полученных данных, представляется принципиально возможным прогнозировать ожидаемые уровни загрязнения животноводческой продукции трансурановыми элементами по имеющимся данным о плотностях загрязнения территории. Однако следует учесть возможные различия биологической доступности Pu и Am при изменении почвенных условий, что требует проведения дополнительных исследований.

Литература

1. Национальный доклад. 20 лет после чернобыльской катастрофы: последствия в Республике Беларусь и их преодоление // Ком. по проблемам последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС при Совете Министров Респ. Беларусь; под ред. В.Е. Шевчука, В.Л. Гурачевского. – Минск: Беларусь, 2006. – 112 с.

2. Бударков, В.А. Обоснование выбора крупного рогатого скота как одного из референтных организмов в системе окружающей среды от радиации // Радиационная биология. Радиоэкология,2009, том 49, №2. – С.179-185.

3. Агеец, В. Ю. Методические указания по выбору направления специализации сельскохозяйственных организаций на загрязненной радионуклидами территории: Метод. указания // В.Ю. Агеец, В.С. Аверин, Н.А. Мезенко, А.А. Баранов, и др. – Гомель:

РНИУП «Институт радиологии», 2005. – С.51.

–  –  –

ГНУ «Институт природопользования НАН Беларуси», Минск, Беларусь, kudelsky@nature.basnet.by Белорусский государственный университет, Минск, Беларусь, svetlanaosv@mail.ru Введение. Изучение интенсивности вертикального перераспределения радионуклидов в почвенном покрове является одной из важнейших задач при оценке и прогнозировании радиоэкологической ситуации на территории, загрязненной продуктами чернобыльского выброса. В юго-восточных и восточных регионах Беларуси, наиболее пострадавших от аварии на ЧАЭС, почвенный покров представлен автоморфными дерново-подзолистыми (по классификации FAO UNESCO – Podzoluvisol, 32,7-52,1 % от общей площади административных областей), полугидроморфными заболоченными дерново-подзолистыми (Gleysol, 29,5-26, 7 %), дерновыми с дерново-карбонатными (Gleysol, 7,7-6,3 %) и аллювиальными дерновыми (Fluvisol, 13,2-9,2 %), а также гидроморфными торфяно-болотными (Histosol, 16,6-5,7 %) почвами. Большинство из этих почв характеризуется низким содержанием почвенного гумуса, повышенной кислотностью и незначительным содержанием подвижных микроэлементов. Среди минеральных почв широко распространены почвы легкого механического состава с содержанием фракции физической глины не более 20 %.

Объекты и методы исследования. Вертикальное распределение 137Сs и 90Sr в почвенном покрове изучалось в период с 1987 по 2002 г. в районах с широкими вариациями плотности загрязнения 137Сs (от 6,9 до 1 760 кБк/м2) и 90Sr (от 22,2 до 111 кБк/м2 и более) [1-3]. Исследования проводились на 18 реперных площадках по профилю 96 шурфов (рис. 1).

Главные типы изученных почв представлены автоморфными дерновоподзолистыми (Podzoluvisol), полугидроморфными аллювиальными дерновыми (Fluvisol) и гидроморфными торфяно-болотными (Histosol) почвами. Почвенные пробы отбирали шурфовым методом с шагом 1 см на глубину до 10 см и далее с шагом 10 см на глубину до 50-60 см. После предварительной подготовки почвенных образцов по стандартной методике содержание 137Сs в почвенных пробах определяли методом гаммаспектрометрии, а – посредством радиохимического анализа.

Sr По экспериментальным данным оценивали относительное распределение 137Сs и 90Sr по вертикальным профилям почв, местоположение центров запаса радионуклидов, скорости их заглубления (V) и коэффициенты квазидиффузии (D) радионуклидов [3].

Рисунок 1 – Гидрографическая сеть и схема расположения реперных площадок по изучению миграции 137Cs и 90Sr в почвах и их поступления в грунтовые воды Плотность загрязнения территории 137Cs: 1 – 1 480; 2 – 555-1 480;

3 – 185-555; 4 – 37-185 кБк/м2; 5 – исследовательские шурфы; 6 – ЧАЭС Результаты и их обсуждение. По результатам изучения распределения радионуклидов по вертикальным профилям почв установлено, что даже через 16 лет после аварии на ЧАЭС основной запас 137Сs (95-98 %) находился в верхнем (0–5)-см почвенном слое (рис. 2), реже – в (0–20)-см слое.

Рисунок 2 – Изменение во времени распределения 137Cs в почвах Репер 1 – вершина песчаной дюны; репер 22 – аллювиальные дерновые почвы в пойме р. Сож Основной запас 90Sr в почвенном покрове 30-км зоны был сосредоточен в (0–15)см слое. На полигоне Красноселье (песчаная дюна, репер 26а) глубина погружения центра запаса 90Sr достигала 21 см (по состоянию на 1992 г.).

Установлены широкие вариации скоростей заглубления центров запаса радионуклидов V – от 0,11 до 2,66 см/год для 137Сs и от 0,14 до 7,14 см/год для 90Sr, а также коэффициентов квазидиффузии радионуклидов D – от 0,009 до 1,4 см2/год для 137Сs и от 0,01 до 19 см2/год для 90Sr.

Для автоморфных дерново-подзолистых почв (Podzoluvisol) высоких пойм и надпойменных террас установлена статистическая достоверная (R2 = 0,63-0,95) тенденция снижения параметров миграции 137Сs (V, D) во времени (рис. 3), что объясняется необратимой сорбцией 137Сs твердым субстратом почв в результате диффузии и закреплением радионуклида в межслоевом пространстве глинистых минералов.

Рисунок 3 – Снижение во времени параметров миграции 137Cs в почвах (дерновоподзолистых песчаных высоких речных террас и осушенных торфяно-болотных) Местоположение реперных площадок и номера шурфов указаны на рис. 1 Радиоактивный стронций наиболее активно мигрировал в автоморфных дерновоподзолистых песчаных почвах. Для почв этого типа наблюдался рост параметров миграции Sr во времени (R2 = 0,7–0,9). Максимальные величины параметров V (4,4–7,14 см/год) и D (5,9–19 см2/год) были установлены для полигона Красноселье (репер 26а). Для полугидроморфных аллювиальных дерновых супесчаных почв низких и высоких пойм также был отмечен рост параметров миграции 90Sr во времени. Уменьшение со временем параметров миграции 90Sr установлено только для торфяно-болотных почв.

В первый год после аварии (1987) основной запас 90Sr (до 95 %), удерживался в дернине или лесной подстилке. В последующие годы (1988–1990) центр запаса 90Sr начал медленно смещаться вглубь почвенных профилей. Что касается торфяноболотных почв, то в них миграция 90Sr протекала медленнее и с относительно постоянной скоростью. Высокая емкость поглощения (от 98 до 165 мг-экв/100 г) и закрепление стронция малоподвижными гуминовокислотными компонентами сорбционного почвенного комплекса могут быть причиной низкой подвижности 90Sr в почвах этого типа.

Еще одной причиной относительно низкой подвижности радиоактивного стронция в торфяно-болотных почвах может быть включение радионуклида в структуру вевелита (оксалата кальция – СaC2O4·H2O), который часто присутствует в органогенных почвах.

Даже через 15 лет после катастрофы на ЧАЭС центр запаса 90Sr в торфяно-болотной почве на полигоне Кулажин оставался в верхнем (0-5)-см слое.

По результатам изучения распределения 137Сs и 90Sr между твердой фазой и поровой водой почв оценены коэффициенты распределения радионуклидов в почвах (Кd).

Под коэффициентом распределения Кd подразумевается отношение удельной активности твердой фазы почвы к объемной активности почвенной поровой воды в состоянии межфазного равновесия. Чем выше коэффициент Кd, тем больше сорбционная способность почвы по отношению к радионуклиду и, соответственно, меньше его миграционная способность в почвенной среде.

В мае 1995 года коэффициент распределения Кd для 137Сs в (0–15)-см слое почвы на вершине песчаной дюны (30-км зона, д. Красноселье) варьировал в пределах 640– 3 890 л/кг. В таком же слое оглеенной торфяной почвы (Histosol) площадки Радин (репер 3, 30-км зона) коэффициент Кd для 137Сs изменялся в пределах от 600 до 3 640 л/кг.

В мае 1999 г. в (0–1)- см и (0–2)-см слоях задернованных песчано-глинистых почв поймы р. Сож (Веприн, репер 22, 250 км от ЧАЭС) коэффициент Кd достигал 8 780 л/кг и более.

В почвенном субстрате верхового болота Опромох, расположенного в Лельчицком районе Гомельской области (исследования 1993–1994 гг., шурф 6), коэффициент Кd для 137Сs в слое 0–5 см варьировал в пределах от 130 до 465 л/кг, а в слое 10–15 см – от 465 до 2 150 л/кг. Для почвенного субстрата низинной торфяно-болотной экосистемы Майдан-2 (28 км от ЧАЭС) были свойственны более высокие коэффициенты распределения 137Сs (от 1 140 до 7 130 л/кг) по сравнению с верховой экосистемой Опромох.

Коэффициенты распределения Кd для 90Sr в изученных почвах были намного ниже, чем для 137Сs. Так, в пределах низинного болотного массива Майдан-2 (шурф 8, слой 0–5 см, 1994 г.) коэффициент распределения 90Sr варьировал в диапазоне от 5,3 до 52,9 л/кг. Такие же низкие Кd для 90Sr (7,38–8,65 л/кг) были присущи торфяноболотным почвам, подстилаемым рыхлыми аллювиальными песками, на полигоне Кулажин (шурф 1, слой 0–2 см, 2001 г., 20 км от ЧАЭС).

Заключение. Результаты исследований свидетельствуют о более высокой миграционной способности 90Sr в почвах по сравнению с 137Сs. Относительно низкие коэффициенты Кd для 90Sr обусловлены активным переходом 90Sr из твердой фазы почвы в почвенные поровые растворы с дальнейшей тенденцией к более интенсивной миграции радионуклида в грунтовые воды по сравнению с 137Сs. Основная же часть 137Сs необратимо сорбирована глинистыми минералами почвенного комплекса, что значительно снижает его миграционные свойства.

Литература

1. Mobility of Chernobyl-derived 137Cs within the catchment of the Pripyat River, Belarus / A.V. Kudelsky [et al.] // Sci. Total Environ. – 1996 – Vol. 188 (2, 3) – P. 101–113.

2. Parameters of 137Cs migration in soils: changes over time / A.V. Kudelsky [et al.] // Intern. Congress on the radioecology-ecotoxicology of continental and estuarine environments. Abstracts, P3M16(274), Aix-en-Provence (France), 3-7 Sept. 2001.

3. Кудельский, А.В. Миграция 137Cs в почвах зоны аэрации и уровни Cs-загрязнения подземных вод Беларуси / A.В. Кудельский, Дж.Т. Смит, С.В. Овсянникова, В.И. Пашкевич // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. – 2004. – № 3. – С. 223-236.

ВЛИЯНИЕ -ИЗЛУЧЕНИЕ В РАЗНЫХ РЕЖИМАХ НА АНДРОГЕНРЕЦЕПТОРНЫЕ ОТНОШЕНИЯ ПРИ ГИПОФУНКЦИИ ЩИТОВИДНОЙ

ЖЕЛЕЗЫ И В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ

ЗОНЫ ОТЧУЖДЕНИЯ ЧАЭС

–  –  –

Введение. Сложившаяся на территории республики Беларусь радиоэкологическая ситуация привела к увеличению заболеваний эндокринной системы, спровоцированных, как полагают, массированными поступлениями в окружающую среду радиоактивных изотопов, особенно цезия и йода, а также повышением дозовых нагрузок от общего фона ионизирующих излучений. Вместе с тем механизмы структурно-функциональных перестроек и взаимосвязей между различными тканями развивающегося организма в условиях радиационного облучения в малых дозах еще далеко не выяснены. Известно, что тиреоидная и половая системы зависимы: гормоны щитовидной железы опосредуют синтез стероид-специфичных (в частности, рецепторных и транспортных) белков, а по механизму обратной связи половые стероиды являются маркерными для оценки состояния репродуктивной функции.

Цель данного исследования – изучить молекулярные характеристики рецепции андрогенов при действии различных режимов ионизирующего излучения и в условиях гипофункции щитовидной железы, а также у экспериментальных животных, экспонированных на территориях, находящихся в зоне отчуждения после аварии на ЧАЭС Материалы и методы. В работе определяли состояние рецепции андрогенов по определению концентрации сайтов специфического связывания (рецепции андрогенов в цитозоле из семенников и предстательной железы). О величине специфического связывания (содержании сайтов рецепции андрогенов) судили по разнице между общим связыванием меченого гормона (5--дигидро-/1,2,6,7–3Н4/-тестостерона) и неспецифическим (в присутствии 200-кратного избытка холодного аналога лиганда).

1) эксперименты проводили на крысах-самцах (возраст на момент анализа 6 мес), содержащихся на стандартном рационе вивария. Однократное внешнее излучение осуществляли на стационарной 137Cs-установке (мощность дозы 5,40 сГр/мин), хроническое (пролонгированное) -излучение – на установке с источником Cs (мощность дозы 3,03 сГр/сут). Учитывая влияние йодного периода в первые месяцы после аварии на ЧАЭС, радиоактивный изотоп 131I вводился крысам в виде водного раствора NaI парентерально одноразово с активностью 2,5 МБк/кг, что составляло 500 кБк на животное. Во втором варианте опыта для создания модели гипофункции щитовидной железы (ЩЖ) животным вводили мерказолил перорально по 10 мг/кг веса в сутки в течение 21 дня после облучения и по 5 мк/кг в день после облучения до вывода из эксперимента (для поддержания химической гипофункции).

Часть экспериментальных животных вывозилась непосредственно в зону радиоэкологического мониторинга и содержалась в реперной точке поймы реки Припять 30км зоны Чернобыльской АЭС в условиях постоянно действующего низкоинтенсивного радиационного фактора при мощности дозы в среднем 0,14 мГр/сут. Крыс брали в опыт через 3, 10, 30, 90 и 180 сут после окончания экспериментальных воздействий в зависимости от варианта эксперимента.

Другие экспериментальные животные группами по 120 крыс содержались в течение 6 мес в зоне радиоактивного загрязнения (Хойникский, Брагинский, Чериковский, Кормянский районы Гомельской и Могилевской областей). Корм животных составляла продукция, полученная на радиоактивно загрязненных территориях. Все манипуляции с крысами проводили с соблюдением «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных». Животных выводили из эксперимента под эфирным наркозом.

В опытах непосредственно использовали цитозоль тестикулярных тканей, полученный из гомогенатов декапсулированных семенников центрифугированием при 120000 g, в течение 60 мин при 4 С. Таким образом, получали суммарный усредненный пул рецепторов андрогенов (РА) всего органа – семенников. Измеряя характеристики РА и параметры РА-систем в данном случае, получали интегральные показатели состояния и динамики эндокринных процессов, отражающих события во всей тестикулярной ткани. Все процедуры по подготовке проб к анализу на -счетчике Mark-III (Tracor Analytic, США), а также расчет равновесных констант диссоциации и ассоциации, а также содержания сайтов специфического связывания рецепторов ДГТ проводили в координатах Скетчарда, как подробно описано нами ранее в [1]. Кооперативные характеристики рецепторов андрогенов, характеризующие их конформационные состояния, измеряли по методу Хилла [2]. Данные обрабатывали методом вариационной статистики с использованием t-критерия Стьюдента.

Результаты исследования и их обсуждение. Сравнительный анализ параметров андроген-рецепторной системы семенников крыс (табл. 1) показал, что повреждение функции ЩЖ сопровождается резко выраженным снижением концентрации цитозольных участков специфического связывания гормона. Так, радиоиндуцированная гипофункция ЩЖ (после инкорпорации 131I) вызывает 4,7-кратное падение концентрации сайтов цитозольной рецепции андрогенов. Химическое повреждение ЩЖ мерказолилом сказывается 2,2-кратным снижением величин Na у РА в сравнении с контрольными значениями. В отношении сочетанных воздействий химической гипофункции с внешним облучением сила эффектов оказалась в значительной степени определяемой мощностью радиоактивного источника. При одинаковой суммарной поглощенной дозе (1,0 Гр) на 10-е сут наибольший негативный эффект депрессии достигался после острого лучевого воздействия в отличие от такового при меньших мощностях дозы. Причем отличия при сравнении были примерно 1,8-кратными. Внешнее -излучение малой мощности не потенциирует действия М в отношении содержания РА к середине 2-й недели наблюдения, так как дополнительный вклад гипофункции ЩЖ отсутствует (табл. 1). Уместно отметить, что значения эффектов 1,0 Гр острого и пролонгированного облучения (без гипофункции ЩЖ) также существенно разнятся. Острое облучение к 10-м суткам сопровождается увеличением содержания РА примерно в 2,3 раза, в то время как после низкоинтенсивного следует лишь 36%-ное увеличение концентрации РА, т.е. сила эффекта при меньшей мощности дозы оказывается слабее более чем на 70%. В отношении степени сродства рецепторов к андроген-лиганду различия не выявляются, за исключением последствий инкорпорации изотопа 131I, когда величины Ка гормон-белкового взаимодействия достоверно снижены в 1,3 раза, что исключает тождественность механизма развития радиационной и мерказолильной гипофункций ЩЖ. Значит, изменения в семенниках, связанные с поступлением в организм радиойода, являются результатом не только непосредственного действия излучения радионуклида на тестикулярную ткань, но и нарушения эндокринных корреляций, обусловленных поражением ЩЖ.

Результаты отслеживания временной динамики изменения РА-функции, т. е. ее зависимости от сроков после прекращения радиационных воздействий (табл. 2), свидетельствуют о восстановлении показателя Na по мере увеличения сроков наблюдения.

Таблица 1 – Равновесные характеристики андроген-рецепторного связывания Н-5--дигидротестостерона в тестикулярном цитозоле крыс под влиянием гипо

–  –  –

180-х суток. В то же время, несмотря на то, что интенсивность внешнего облучения при пребывании крыс в р.т. «Припять» была значительно ниже, чем в условиях эксперимента, параметры Na, как РА-функции, оставались сниженными в 2–2,5 раза и не восстанавливались даже через 3 мес после вывоза из зоны. Это можно объяснить дополнительным действием инкорпорированных радионуклидов, поступавших с пищей.

Таким образом, молекулярные характеристики РА-систем изменялись в нелинейном режиме, нося колебательный характер, с пиком девиаций РА-характеристик в отдаленные сроки наблюдения.

Обнаруженные сбои в контроле рецепции гормонов в тканях, их числа и аффинности могут являться главной причиной дезинтеграции в работе. Это может привести к сдвигам в нейроэндокринной системе из-за высокой радиочувствительности отдельных популяций клеток семенников, печени, гипофиза и гипоталамуса. В свою очередь это влечет за собой нарушение процессов образования и созревания половых клеток, а также общего гормонального гомеостаза организмов, находящихся в условиях действия радиационного фактора.

Анализ данных в эксперименте на животных, которые 6 мес содержались на реперных участках Могилевской и Гомельской областей с различными уровнями радиоактивного загрязнения, выявил повышение концентраций цитозольного пула андрогенрецепторных молекул пропорционально поглощенным дозам при облучении (от 100% в контроле до 261% в реперной точке «Брагин»). Аналогичная динамика изменения содержания рецепторов наблюдалась и в случае инкорпорации 137Cs в отдаленные сроки после его введения. Выполненные гравиметрические измерения массы предстательной железы показали, что по мере увеличения суммарной поглощенной дозы наблюдается ее снижение вплоть до 49% от контроля. При этом в предстательной железе происходит развитие гипоплазии и дегенеративных процессов, которое в основном наблюдается в эпителиально-железистом пуле клеток. Кажущееся противоречие между увеличением содержания рецепторов андрогенов, являющихся одним из потенциирующих факторов функции простаты и реально фиксируемыми дегенеративными явлениями с последующим снижением массы железы можно объяснить уменьшением функционального пула рецепторных молекул. Одним из факторов в механизме нарушения андрогенрецепторного взаимодействия, особенно на начальном этапе, является мономеризация части нативных (димерных) молекул рецепторов андрогенов со снижением их физиологической активности. В последующем происходит ингибирование транслокации цитоплазматических андроген-рецепторных комплексов в ядра клеток-мишеней и накопление их в цитоплазме. Одновременно с этим имеет место нарушение взаимодействия андроген-рецепторных комплексов с хроматином ядра, а также изменяется синтез de novo самих рецепторных белков и состояние ядерных мембран клеток. Кроме того, часть эффектов, помимо локального действия ионизирующего излучения может опосредоваться через центральную гипоталамо-гипофизарно-гонадную цепь, так как даже незначительное количество радиотоксинов оказывает повреждающее воздействие на популяцию нейроцитов и приводит к сдвигам нейро-гормонального контроля, нарушая нормальное функционирование репродуктивной системы. Полученные данные позволяют глубже понять механизмы развития радиационно-обусловленной патологии для принятия мер при развитии нарушений в репродуктивной системе, возникающих под влиянием радиоэкологической обстановки, сформировавшейся на территории Беларуси после аварии на ЧАЭС.

Литература

1. Влияние относительно малых доз -излучения на андроген-рецепторные отношения при экспериментальной гипофункции щитовидной железы / Ф.И. Куц [и др.] // Весцi НАН Беларусi. Сер. бiял. навук. – 2003. – № 1. – С. 74–78.

2. Попов, Е.Г. Рецепция андрогенов в семенниках крыс: сравнительный анализ эффектов инкорпорированных 137Cs, 131I и внешнего -облучения / Е.Г. Попов, Ф.И.

Куц, О.Л. Белоусов // Весцi НАН Беларусi. Сер. бiял. навук. – 2001. – № 2. – С. 95–99.

ТИПЫ ПАЛИНОТЕРАТНЫХ КОМПЛЕКСОВ ОТЛОЖЕНИЙ ИЗ 30-КМ ЗОНЫ

ЧЕРНОБЫЛЯ И ПЛЕЙСТОЦЕНОВЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ЭКСТРЕМУМОВ

–  –  –

Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН, Санкт-Петербург, Россия Введение. Спорово-пыльцевые комплексы поверхностных проб современных отложений отражают (в специфическом палинологическом виде) особенности растительности фитоценозов, доминирующих в ботанико-географических подзонах, и одновременно – специфику локальной растительности. Это доказано сотнями палинологов.

Поэтому они пригодны для оценки состояния фитоценозов из 30-км зоны Чернобыля.

Но предложенная ранее методика [1] оценки экологического состоянии территории на основе изучения качества пыльцы из пыльников растений не отражает состояние растительности, а лишь отдельных растений.

Методика. Основные принципы палинотератной дифференциации нормальных, стрессовых или катастрофических состояний фитоценозов были разработаны [2] на основе статистики о соотношении в палинокомплексах отложений: 1. морфологически типичных и нормально развитых пыльцевых зерен и спор и 2. Морфологически атипичных палиноморф – палинотератов. Статистика по экологически чистым поверхностным пробам и ископаемым отложениям плейстоцена и голоцена, собираемая Г. М.

Левковской с 1958 года во многих районах от Аравии до Таймыра и от Закараптья и Прибалтики до Алтая и Енисея, показала, что в климатических оптимумах господствуют морфологически типичные и нормально развитые формы, а в наиболее неблагоприятных климатических обстановках прошлого и в экстремумах ледниковых эпох, регистрируемых по комплексу данных, практически нет типичных и нормально развитых форм. Господствуют формы одновременно карликовые и недоразвитые [2, 3, 4]. Эти палинотератные комплексы отражают стрессовое состояние репродуктивной сферы большинства растений территории, т.е. являются индикаторами природных геоботанических стрессов и катастроф.

Было установлено, что для решения экологических проблем в палинотератной части комплекса важно рассчитывать процентное соотношение:

1. карликовых пыльцевых зерен всех таксонов, 2. всех уродливых палиноморф, 3. всех невызревших (абортивных) форм, семь признаков которых, включая карликовость, выявлены Е.Н. Анановой [5] при изучении ледниковых отложений. Эти критерии были использованы нами при изучении палинокомплексов поверхностных почвенных проб из Чернобыля [6, 7, 8], формировавшихся в условиях очень высокого радиоактивного заражения (МЭД на почве 2200-530 мкР/час).

Полученные результаты и их обсуждение. Исследованы поверхностные почвенные пробы, отобранные в 1987 в районе поселков Крюки, Масаны и Лесок из 30-км зоны Чернобыля. Выполнено сравнение качественных и количественных характеристик комплексов из районов с разной степенью загрязнения радиоактивными изотопами: 90Sr

– до 14000, 137Cs – до 270000, 241Am – до 150 и 239,240Pu – до 99 Бк/кг [6]. Благодаря оригинальной методике подготовки СЭМ-столиков к исследованиям впервые получено несколько сотен СЭМ-микрографий не только отдельных морфологически атипичных форм, но и радиационно обусловленных палинотератных комплексов. Но эти материалы не обобщены, поэтому пока дифференцированы лишь два типа чернобыльских палинотератных комплексов.

Первый тип чернобыльского комплекса был выявлен в результате исследования пробы Крюки (рис.1) с особенно высоким загрязнением 137Cs. Его подробная характеристика и СЭМ-микрография опубликованы [6: с. 272]. Главная особенность этого комплекса – многообразие вариабельности отклонений всех признаков пыльцевых зерен от палиномрфологических норм в результате мутагенеза. Доминирующая морфолоическая патология – монстровидная уродливость всех форм и всех признаков каждой формы (зерна асимметричны, на их поверхности наблюдается чередование утолщений и эрозий и т.д.). Одновременно каждая форма неполностью развита: стерильна, лишена протопласта и скульптуры. Большинство форм, но не все, имеют карликовые размеры.

Похожий тип комплекса выявлен Е. А. Сиренко [9] в мацератах отложений прудаохладителя с теплой стороны чернобыльской дамбы, где было найдено большое количество (до 50 %) дефектной пыльцы и форм плохой сохранности (по-видимому недоразвитой).

Второй тип чернобыльского комплекса выявлен в результате изучения пробы Масаны (ри. 2) с особенно высокими загрязнениями 90Sr, 239,240Pu и 241Am. Его подробная характеристика и СЭМ-микрография опубликованы [6: с. 275]. Особенность этого комплекса – доминирование патологии: неразвитие и протопласта, и спородермы, и экзины в центре всех пыльцевых зерен. На СЭМ-микрографии видно господство «пустых» внутри контуров пыльцевых зерен, окаймленных утолщенной оболочкой без скульптуры.

Данные по Чернобылю сопоставлены с результатами изучения отложений, формировавшихся в прошлом на пределе существования всех цветковых растений из-за резкого дефицита температур. Такие условия существуют сейчас на границе равнинных арктических и полярных тундр (отсюда нами изучены пробы с полуострова Ямал [10]), где присутствует и нормально развитая заносная пыльца, а также субальпийского и альпийского поясов гор.

На рисунке 3 приведена СЭМ-микрография ископаемого комплекса, формировавшегося в экстремальных условиях границы субальпийского, альпийского и степного поясов. Экология была реконструирована на основе палинологических [4, 6] и палеозоологических [11] данных. Он выявлен нами (рис.3) из отложений Баракаевской пещеры для времени захоронения в ней неандертальского ребенка. Сейчас пещера расположена в нижней части пояса широколиственных лесов. СЭМ-микрография этого комплекса опубликована [4, 6]. При изучении этого комплекса на световом микроскопе нами выявлены все признаки комплекса недоразвитой пыльцы, описанные Е.Н. Анановой для ледниковых отложений [5]: 1. все морфологические признаки неразвиты у большинства форм, особенно скульптура, 2. господствуют мелкие формы (их средний размер на публикуемой СЭМ микрографии – 10 мкм), но есть единичные крупные, 3-5. для форм характерны: 3. стеклянный блеск, 4.зеленовато-желтый цвет, 5. их уплощенность и утонченность, 6. встречаются формы стянутые в конгломераты (рис.3: 5,6), 7. из-за недоразвития трудно определить систематическую принадлежность большинства форм даже к семейству.

Выводы. Природные палинотератные комплексы отличаются присутствием незначительного количества дефектных (уродливых) форм, поэтому для них характерно доминирование форм, каждая из которых, в отличие от Чернобыльских, имеет не три типа экологически значимых патологий, а лишь два: карликовость + недоразвитие (незрелость) различных морфологических признаков, особенно протопласта. Комплексы наиболее резких климатических природных экстремумов выглядят как кладбища «контуров» неопределимых утонченных (из-за незрелости протопласта) ультра-карликовых форм.

В комплексах чернобыльского типа каждая форма имеет три экологически значимых патологии: дефектность форм, доведенная до их монстровидности + неразвитие ряда признаков (в отличие от недоразвития в природных комплексах) + карликовость многих форм (но размеры нестабильны).

Рис. 1. СЭМ-микрография фрагмента палинотератного комплекса поверхностной почвенной пробы Крюки с высоким радиоактивным заражением из района ЧАЭС Расстояние до Чернобыля 16 км. МЭД на почве – 2200 мкР/час. Максимум загрязнения Cs. Рисунок опубликован [6: с. 272]. Комплекс выглядит как «кладбище» монстровидно-уродливых форм, неразвитых полностью (нет протопласта и экзины), стерильных, преимущественно мелкого размера.

1-4 – тератоморфные пыльцевые зерна, систематическая принадлежность которых установлена: 1 – береза (Betula sp.), 2 – ольха (Alnus sp.), 3 – тератоморфное пыльцевое зерно хвойного растения в полярном положении, 4 – монстровидное пыльцевое зерно хвойного растения в экваториальном положении, 5-19 – тератоморфные пыльцевые зерна, систематическую принадлежность которых сложно или невозможно определить из-за недоразвития и дефектности: 5-7 – неопределимые крупные пыльцевые зерна, 8-18 – карликовые пыльцевые зерна (13 – асимметрично развитое зерно типа Alnus sp., но суперкарликового размера; 19 – зачаток пыльцевого зерна Cichoriaceae (?) с почти неразвившейся вокруг зерна экзиной). СЭМ (540).

Рисунок 2 – СЭМ-микрография фрагмента палинотератного комплекса поверхностной почвенной пробы Масаны с высоким радиоактивным заражением Расстояние до Чернобыля 12 км. МЭД на почве – 530 мкР/час. Максимум загрязнения 90Sr, 239,240Pu и 241Am. Рисунок опубликован [6: с. 275]. Комплекс выглядит как «кладбище» пустых внутри форм с толстыми оболочками, у которых полностью не развиты протопласт и скульптура.

1-2 – идентифицированные тератоморфные пыльцевые зерна хвойных древесных пород: 1 – монстровидное пыльцевое зерно с карликовыми мешками; 2 – карликовое асимметричное пыльцевое зерно; 3 – идентифицированное зерно цикориевых (Cichoriaceae); 4 – «мутант»: асимметрично развившийся фрагмент п.з. с апертурой бетулоидного типа и отсутствием протопласта; 5-9 – контуры «пустых» внутри (из-за отсутствия протопласта) недоразвившихся пыльцевых зерен разных таксонов. СЭМ (540).

Таким образом, комплексы чернобыльского типа выглядят как «кладбища» контуров неопределимых форм с толстыми оболочками, но «пустых» внутри или как «кладбища» неопределимых монстровидно-уродливых форм с эрозиями и опухолевидными наростам и вариабельностью размеров. Для обоих типов комплексов характерно господство стерильных и неопределимых форм. Определимые палиноморфы единичны.

Несколько больше их вблизи леса.

Количество типов чернобыльских комплексов по-видимому возрастет в результате обобщения накопленных фактических материалов. Главная задача дальнейших исследований – изучение специфики палинотератных комплексов отложений, формирующихся спустя много лет после Чернобыльской катастрофы и попытка выявления ареалов различных типов комплексов на основе палинотератной статистики и по отложениям, и по пыльникам современных растений.

Статья посвящена светлой памяти ушедших из жизни соавторов данной статьи В.П. Мацко и И.И. Сквернюк, работавших во второй год после Чернобыльской катастрофы в условиях высокой радиации.

Современный пояс широколиственных лесов. СЭМ-микрография палинотератного комплекса с «кладбищем» невызревших («абортивных» по Е.Н. Анановой [5]) форм ультра-карликового размера. Рисунок опубликован [4 – с. 236; 6 – с. 280]. Комплекс выглядит как «кладбище» недоразвитых или очень тонких и плоских (из-за недоразвития) ультра-карликовых форм с единичными полиадами.

Комплекс – индикатор геоботанического кризиса для всех цветковых растений на границе альпийского, субальпийского и степного поясов, реконструируемых по палеозоологическим [11] и палинологическим [4, 6] данным.

Рисунок 3 – Мустьерская пещерная стоянка Баракаевская на Кавказе с находкой челюсти неандертальского ребенка времени климатического экстремума стадиала Позднего Валдая (раскопки В.П. Любина) 1 – фитолит злака (Poaceae); 2-7 – пыльцевые зерна, систематическая принадлежность которых определена: 2. можжевельник (Juniperus sp.?); 3. астровые (Asteraceae?); 4. березовые (Betulaceae?) – полиада с недоразвитыми ультракарликовыми пыльцевыми зернами; 5. лебедовые (Chenopodiaceae?) – полиада с недоразвитыми ультракарликовыми пыльцевыми зернами; 6. недоразвитое пыльцевое зерно ольхи (Alnus sp.?); 8 – спора из дочетвертичных отложений, слагающих кровлю пещеры. 9незрелые и мелкие пыльцевые зерна разных таксонов, систематическую принадлежность которых невозможно определить из-за недоразвития. СЭМ (540).

Литература

1. Дзюба, О.Ф. Палиноиндикация качества окружающей среды. – СПб.: Недра, 2006. – 198 с.

2. Levkovskaya, G.M. Palynoteratical Сomplexes as Indicators of the Ecological Stress, Past and Present // Proceedings of the 5-th European Palaeobotanical and Palynological Conference. Acta Palaeobotanica. International Journal of Palaeobotany and Palynology. – Krakw, 1999. – Vol. 2 – P. 643–648.

3. Левковская Г.М. Типы палинотератных «ответов» генеративной сферы растений на климатические изменения внутри плейстоценовых циклов: гляциалинтергляциал и стадиал-интерстадиал / Г.М. Левковская, А.Н. Боголюбова // Материалы XI Всероссийской палинологической конференции «Палинология: теория и практика». – М.: ПИН РАН, 2005. – С. 132–133.

4. Levkovskaya, G. Late Caucasian Neanderthals of Barakaevskaya Cave: Chronology, Palaeoecology and Palaeoeconomy / G. Levkovskaya, V. Lyubin, E. Belyaeva // Caves in Context. The Cultural Significance of Caves in Europe. – Oxford, 2012. – P. 225–253

5. Ананова, Е.А. О недоразвитой пыльце в ледниковых отложениях // Бюллетень комиссии по изучению четвертичного периода. – М.: Наука, 1966. – С. 18-22.

6. Левковская, Г.М. Качество пыльцы и особенности палинокомплексов некоторых природных экстремумов плейстоцена и их сравнение с палинокомплексами отложений с высоким радиоактивным заражением из района чернобыльской техногенной катастрофы / Г.М. Левковская, А.Н. Боголюбова // Проблемы современной палинологии. Мат. XIII Российской палинол. конф. – Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2011. – Т. 2. – С. 278-285.

7. Левковская, Г.М. Качество пыльцы и особенности палинокомплексов поверхностных почвенных проб из района Чернобыля (данные по отложениям с высоким радиоактивным заражением) / Г.М. Левковская, В.П. Мацко, И.И. Сквернюк, М.Г. Орехова, Л.А. Карцева // Проблемы современной палинологии. Мат. XIII Российской палинол. конф. – Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2011. – Т. 2. – С. 271-277.

8. Levkovskaya, G.M. Pollen indication of the natural and Chernobyl type geobotanical catastrophes // Japanese Journal of Palynology. Abstracts. 13-th International Palynological Congress. 9-th International Organization of Palaeobotany Conference. –Tokyo, 2012 – № 58. – Р. 126-127.

9 Сиренко Е.А. Палинологические данные к исследованию донных отложений водоемов 30-километровой зоны Чернобыльской АЭС // Пыльца как индикатор состояния окружающей среды и палеоэкологические реконструкции. Доклады к Международному семинару. – СПб: ВНИГРИ, 2001. – С. 189-191.

10. Левковская, Г.М. Зональные особенности современной растительности и рецентных спорово-пыльцевых спектров Западной Сибири // Методические вопросы палинологии. Тр. III Междунар. палинол. конф. – М.: Наука, 1973. – С. 116 – 120.

11. Барышников, Г.Ф. Остатки позвоночных из Баракаевской мустьерской стоянки // Неандертальцы Гуппского ущелья на Северном Кавказе. – Майкоп: Меоты, 1994. – С. 69-75.

–  –  –

Introduction. Effective Microorganisms (EM) is commercially known as EM1, and it consists of a wide variety of effective and beneficial microorganisms such as lactic acid bacteria, yeast and phototrophic bacteria. EM Technology was developed more than 30 years ago by Dr. Teruo Higa (Professor emeritus of the Rukyus University of Japan). Due to his long time effort for guidance and assistance in the research and application, EM Technology is spread around the world. Nowadays, the EM network consists of manufactures in 56 countries and EM1 is distributed in more than 100 countries.

In Europe, there are currently 5 Authorized Manufacturers of EM•1, and EM1 is distributed in more than 27 countries. EM1 is registered and widely used as soil improvement agent for agriculture and feed additives for animal husbandry. However, recently it is also used for environmental protection such as waste water treatment, mine revitalization, etc. Two case studies described below are good examples to show the effects of EM Application.

Case study No.1: Influence of EM feed on health and performance of weaning piglets Because the use of antimicrobial growth promoters and high zinc concentrations are now prohibited in EU, the risk of diarrhea tend to increase in piglet production. Therefore, it is important to develop an alternative method to the use of antibiotics. To evaluate the influence of EM feed as alternative additive on heath condition and performance of weaning piglets, an experiment was carried out by University of Zolikofen in Switzerland (SHL Zolikofen) in May, 2002 in the experimental stable of SHL Zollikofen under animal experiment license BE 15/01. EM feed was made with EM Bokashi (organic materials fermented by EM) mixed with biochar. This mixture was added at 3% in feed.

According to the results, EM feed can help reduce the use of antibiotics by more than 95% for piglets (Fig. 1), and promote the piglet health. Moreover, EM feed resulted in a significantly higher (P 0.05) feed intake (d1-14 and d1-21) compared to the conventional feed. Furthermore, EM Feed led to higher daily weight gain (d1-14) compared to the control treatment (Fig.2).

Fig.1 – Effect of EM feed on reducing use of antibiotics for weaning piglets

–  –  –

Case study No.2: Revitalization of lead mine waste by EM TechnologyTM Lead is one of the most toxic heavy metal and lead mine waste generated can be a source of environmental contamination, which can cause problems to plants, animals and human health. Therefore, EM Technology was applied to evaluate the efficiency of EM to revitalize the lead mine waste. The field experiment was carried out in the field highly contaminated lead mine waste of a closed mine located in Gyngysoroszi, Hungary. Three kinds of the plants, grasses (mixture of selected species), Sorghum and Sudan grass were seeded and cultivated on the surface of the lead mine waste applied by four different treatments was applied:fly ash, fly ash + EM, fly ash + lime and fly ash + lime + EM.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 10 |



Похожие работы:

«Приказ Минздрава России от 15.11.2012 N 927н Об утверждении Порядка оказания медицинской помощи пострадавшим с сочетанными, множественными и изолированными травмами, сопровождающимися шоком (Зарег...»

«ГЛОБАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, 2015 №1(14), С. 86–92 КУЛЬТУРА БЕЗОПАСНОСТИ И СОЦИАЛЬНО-ПРАВОВЫЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ ТЕРРИТОРИЙ РАЗМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТОВ АТОМНОЙ ОТРАСЛИ УДК 341.1/8 РОЛЬ И ПРАВОВОЕ ПОЛОЖЕНИЕ МЕЖДУНАРОДНОГО ЯДЕРНОГО ПРАВА В СИСТЕМЕ ОТРАСЛЕЙ...»

«ЭКОТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ГОРОДСКИХ ПОЧВ МЕТОДОМ БИОТЕСТИРОВАНИЯ Яковишина Татьяна Федоровна доцент кафедры экологии и охраны окружающей среды, канд. с.-х. наук, доцент, Государственное высшее учебное заведение "Приднепровская государственная академия строительства и архитект...»

«Вестник Томского государственного университета. Биология. 2013. № 4 (24). С. 77–97 УДК [597.6+598.1](571.1) Л.А. Эпова1, В.Н. Куранова2, С.Г. Бабина1 Государственный природный заповедник "Кузнецкий Алатау" (г. Междуреченск) Томский государственный университет (г. Томск) ВИДОВОЕ РАЗНООБРАЗИЕ, БИОТОПИЧЕСКОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И ЧИСЛ...»

«Медицина труда и экология человека 2017. №1 Сетевое издание ISSN 2411-3794 uniimtech.ru Медицина труда и экология человека 2017, №1 ISSN 2411-3794 Occupational health and human ecology 2017, №1 Учредитель Федеральное бюджетное учреждение науки "Уфимский научно-исследовательский ин...»

«79014_729310 ВЕРХОВНЫЙ СУД РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ № 302-ЭС15-12604 ОПРЕДЕЛЕНИЕ г. Москва 21.10.2015 Судья Верховного Суда Российской Федерации Чучунова Н.С., рассмотрев жалобы (заявления) общества с ограниченной ответственностью "Тайга" и Аг...»

«Раздел 5. "Химические технологии. Безопасность жизнедеятельности" УДК 734.35 ГУТОРКА А.Д., 1НУГАИЕВА Е.В., 1ЧЕРНЫШЕВА А.А., 1СОЛУЯНОВА Ю.М. (Карагандинский государственный индустриальный университет, г. Темиртау, Казахстан) ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА ПР...»

«Образовательное учреждение высшего образования Тверской институт экологии и права Кафедра Гражданскоправовых дисциплин РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) СЕМЕЙНОЕ ПРАВО Направление подготовки 030900.62 "Юриспруденция" Профиль подготовки "общий" Квалификация (степень) выпускника Бакалавр Тверь 201...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный гуманитарно-педагогический университет имени В.М. Шукшина" (АГГПУ им. В.М. Шу...»

«УДК 656.13:57.026 (551.554:628.51) Е. А. ДЖАЙЛАУБЕКОВ, А. К. ТОМАШЕЦ ВВЕДЕНИЕ СТАНДАРТОВ НА ВЫБРОСЫ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА В КАЗАХСТАНЕ Calculations and analysis of quantity of pollutants emission from motor transport in Kazakhstan are presented. In 2009...»

«198 Matters of Russian and International Law. 2017, Vol. 7, Is. 4A УДК 349.6 Publishing House ANALITIKA RODIS ( analitikarodis@yandex.ru ) http://publishing-vak.ru/ Особенности и специфика объекта экологического правонарушения Митякина Надежда Михайловна Кандидат юридических наук, доцент, кафедра трудового и предпринимательского...»

«ГБОУ ВПО ЧелГМА Минздравсоцразвития России PER ASPERA AD ASTRA Научные руководители: 1. Пешикова М.В. (к.м.н., старший преподаватель кафедры микробиологии, вирусологии, иммунологии и клинической лабораторной диагностики) 2. Нефедьева Ю.В. (к.м.н., ассистент кафедры дерматовенерологии) Авторы: 1. Котл...»

«Бородавочник (Phacochoerus africanus) Руководство по содержанию в неволе Составители: Пол Веркаммен и Ким Хабетс Центр размножения исчезающих видов ОАЭ; Шарья, ОАЕ Руководство по содержанию бородавочников (Phacochoerus africanus) Август 2006 г. Paul Vercammen, Kim Habets Breeding Centre for Endangered Arab...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижневартовский государственный университет" Факультет экологии...»

«"ПЕДАГОГИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ И СПОРТА" Электронный журнал Камского государственного института физической культуры Рег. № Эл №ФС77-27659 от 26 марта 2007 г. №7 (2/2008) УДК 796.01 СУБЪЕКТИВНАЯ ОЦЕНКА КУЛЬТУРНОЙ УНИВЕРСАЛИИ "КОНФУЦИАНСКИЙ ДИНАМИЗМ" ВЫСОКО...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САРАТОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.Г.ЧЕРНЫШЕВСКОГО" Кафедра физики открытых систем Исследование нелинейной...»

«АЛЯБЬЕВА НАТАЛЬЯ МИХАЙЛОВНА Серотипы и устойчивость к антибиотикам штаммов Streptococcus pneumoniae, выделенных у детей при респираторных инфекциях 03.02.03.микробиология Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научный руководитель: доктор медицин...»

«Вестник Тюменского государственного университета. 20 Экология и природопользование. 2016. Т. 2. № 4. С. 20–32 Павел Евгеньевич КАРГАШИН1 Платон Сергеевич ЯСЕВ2 УДК 528.87+528.94 КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННОГО ОСВОЕНИЯ ХО...»

«42 1141 ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТСМ И ТСП МЕТРАН-200 Руководство по эксплуатации 203.01.00.000 РЭ Челябинск 454138 г. Челябинск, Комсомольский проспект, 29 Промышленная группа "Метран": тел.(351) 798-85-10, 741-46-33 (операторы), ф...»

«ISSN 2224-5308 АЗАСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ЛТТЫ ЫЛЫМ АКАДЕМИЯСЫНЫ ХАБАРЛАРЫ ИЗВЕСТИЯ NEWS НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN БИОЛОГИЯ ЖНЕ МЕДИЦИНА СЕРИЯСЫ СЕРИЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ И МЕДИЦИНСКАЯ SERIES OF BIOLOGICAL AND MEDICAL...»

«Документ предоставлен КонсультантПлюс Зарегистрировано в Минюсте России 25 июня 2013 г. N 28880 МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПРИКАЗ от 18 февраля 2013 г. N 60 ОБ УТВЕРЖ...»

«Чиганова Мария Алексеевна ВЛИЯНИЕ ПОСТУПЛЕНИЯ КСЕНОБИОТИКОВ НА КАЧЕСТВО ВОД (НА ПРИМЕРЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ИСТОЧНИКОВ ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ Г. МОСКВЫ) Специальность 25.00.36 – Геоэкология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географич...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижневартовский государственный университет" Естественно-географический факультет Рабочая прогр...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ "Кемеровский государственный университет" Институт биологии, экологии и природных ресурсов Рабочая программа дисциплины БОЛЬШОЙ ПРАКТИКУМ Направлен...»

«Федеральная целевая программа Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997-2000 годы· экология Под редакцией докт. техн. наук, проф. Г В. Тягунова, докт. техн. нау...»

«Санаторий "Лунево" Костромская область Лунево располагается в экологически чистом районе, окруженном лесом, на берегу реки Волги вблизи древнего города Кострома. Размещение В санатории Лунево 152 номера различной категории на 300 мест. Размещение в 2-х благоустроенных 3-х и 4-х этажных корпусах с видом н...»








 
2017 www.kn.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.