Geum.ru

Программа фундаментальных исследований Президиума ран

Вид материалаПрограмма

Содержание


Настольный свч-эцр ускоритель электронов в зеркальной магнитной ловушке - генератор непрерывного тормозного (характеристического
К.Ф. Сергейчев, Д.М. Карфидов, Н.А. Лукина
Исследование no-зависимых механизмов клеточной радиочувствительности
Подобный материал:
1   ...   50   51   52   53   54   55   56   57   ...   72
^

НАСТОЛЬНЫЙ СВЧ-ЭЦР УСКОРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОНОВ В ЗЕРКАЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ЛОВУШКЕ - ГЕНЕРАТОР НЕПРЕРЫВНОГО ТОРМОЗНОГО (ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОГО)

РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ ДИАПАЗОНЕ 0,05 – 0,5 МэВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В РАДИОБИОЛОГИИ МАЛЫХ ДОЗ.




^

К.Ф. Сергейчев1), Д.М. Карфидов1), Н.А. Лукина1),

Л.Н. Шишкина2), М.А. Смотряева2), М.А. Климович2),

1)Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН
2) Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН


Создан первый вариант настольного лабораторного источника рентгеновского излучения для биологических исследований в радиобиологиии малых доз. По техническому проекту, разработанному в 2006 году в ИОФ РАН и договору с СКБ «Физического приборостроения», в сентябре 2007 года (г. Троицк, МО) были изготовлены детали водоохлаждаемого СВЧ резонатора из нержавеющей стали, рассчитанного для работы на колебаниях типа TM012. По технологии ООО «Суперпласт» (г. Москва) с помощью компаунда ВТ-10 «Криосил» в остов резонатора вакуумплотно вклеены кварцевые полусферы, образующие вакуумную камеру резонатора. В резонатор встроена также система из двух дисковых постоянных магнитов, формирующих в резонаторе магнитное поле зеркальной ловушки. Собран испытательный стенд и проведены вакуумные испытания резонатора. Собран стенд для проведения исследований характеристик резонатора на малом уровне СВЧ мощности от генератора стандартных сигналов Г4-10А с перестройкой частоты. Собран стенд для испытаний резонатора на большой непрерывной СВЧ мощности, до 1 кВт, заданной частоты 2,45 ГГц от магнетрона OM75P(31) с использованием водяного охлаждения камеры резонатора и магнитов. Ведутся вакуумные и динамические испытания системы. В текущем году налажены измерения спектров рентгеновского излучения с помощью анализатора АЦП-1К-В2 «Аспект» (г.Дубна, МО) и PC «Pentium», проведены исследования спектров, направлена в журнал «Прикладная физика» статья «Характеристики рентгеновского излучения из ЭЦР разряда в зеркальной магнитной ловушке» авторы: Д.М. Карфидов, Н.А. Лукина, К.Ф. Сергейчев, публикуемая в 2007г. №6.

Работа ИБХФ РАН направлена на поиск ответа на вопрос о том, что является наиболее существенным для формирования последствий воздействия ионизирующих излучений в малых дозах на млекопитающих – сама доза облучения или ее мощность. На этот вопрос пока нет однозначного ответа. Отсутствие четко выраженных радиобиологических последствий облучения животных в малых дозах вызывает необходимость поиска показателей, по которым можно вести наблюдение за изменениями биологической системы в целом. Выбор морфофизиологических показателей в качестве тестов для оценки влияния слабого рентгеновского излучения и интенсивности процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в плазме крови осуществлен на основании ранее проведенных исследований и публикаций.

Проверка биологических последствий воздействия на организм рентгеновского излучения установки «СВЧ-ЭЦР-ускоритель» ИОФ РАН в суммарных дозах менее 0,1 Р переменной мощности проводилась на беспородных мышах (самки, 100 особей), забой которых проводили декапитацией спустя месяц после облучения. Контролем служили одновозрастные мыши из той же партии, забой которых проводили одновременно с опытными животными. Обнаружено достоверное снижение индекса печени мышей спустя месяц после облучения в дозах 0,024; 0,052 и 0,068 Р. Выявлено снижение индекса селезенки после воздействия в группах мышей с высоким показателем в контроле и рост данного показателя у тех облученных мышей, контрольная группа для которых обладала низкой величиной индекса селезенки. При этом величина индекса селезенки в опытных группах мышей, облученных в диапазоне доз от 0,024 до 0,053 Р, не зависит от динамики мощности дозы и величины показателя в контрольной группе, а обусловлена величиной суммарной дозы облучения. В то же время масштаб изменения содержания продуктов ПОЛ в плазме крови облученных мышей существенно зависит как от величины показателя в группе контрольных животных, так и от мощности дозы в процессе облучения. Масштаб изменения изученных показателей не связан линейной зависимостью с дозой облучения.

Результаты исследований свидетельствуют о существенном влиянии рентгеновского излучения в дозах менее 0.1 Р переменной мощности на функциональную активность органов, что проявляется в достоверном изменении индекса селезенки и печени и интенсивности процессов ПОЛ в плазме крови облученных мышей.
^

ИССЛЕДОВАНИЕ NO-ЗАВИСИМЫХ МЕХАНИЗМОВ КЛЕТОЧНОЙ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ




Н. Я. Гильяно, Л.В. Коневега, С.И. Степанов, Е.Г. Бикинеева

Петербургский институт ядерной физики им. Б.П.Константинова РАН, Гатчина


Общеизвестно, что ведущую роль в радиационно-индуцированной инактивации макромолекул в клетках млекопитающих играют первичные продукты радиолиза воды (Н*, ОН* и е-гидр.). Между тем показано, что в регуляции баланса свободных радикалов участвуют также и радикалы, продуцируемые в клетке энзиматически, такие как оксид азота (NO) и супероксид (Ō2). Кроме того, ионизирующее излучение потенцирует активность NO-синтазы (NOS) и, тем самым, увеличивает продукцию этих радикалов. Известно, что NOS является уникальным ферментом, продуцирующим оба этих радикала в зависимости от наличия субстрата (L-аргинина) и кофактора тетрагидробиоптерина (ВН4). Свободнорадикальная природа NO позволяет ему, как активизировать цепные радикальные реакции, так и ингибировать их в зависимости от его концентрации в клетке. Контроль изменений внутриклеточного уровня NO и супероксида при физиологических условиях является первостепенной задачей для выяснения их роли в регуляции клеточной радиочувствительности.

Используя флуоресцентные индикаторы NO (4,5-диаминофлуоресцеин диацетат) и супероксида (дигидроэтидин) мы провели одновременный анализ уровня этих радикалов в клетках двух линий, экспрессирующих различные изоформы NOS: карциномы (HeLa) и эндотелиоцитов (ECV 304) человека. Выполнены сравнительные исследования по оценке изменения уровней NO и супероксида в клетках после обработки их агентами (3Н бета-частицы), индуцирующими генерацию этих радикалов, а также ингибиторами NOS (аминогуанидин и L-NAME (ω-N-нитро- L- аргинина метиловый эфир) и антиоксидантами (аскорбиновая кислота, аминотиолы). Показана возможность управления эндогенной продукцией NO и супероксида в этих клеточных линиях. Облучение клеток гамма-лучами 137Cs в различных дозах сложным образом влияло на изменение уровня NO в клетках, при этом наблюдалась корреляция между уровнем NO и модификацией уровня хромосомных повреждений ингибиторами NOS.

Сравнительные исследования изменения уровней NO и супероксида при модификации внутриклеточного уровня L-аргинина (избыток L –орнитина + L-лизина в среде) в клетках карциномы и эндотелиоцитах человека выявили увеличение уровня супероксида, без изменения уровня NO. При замене L-аргинина на его метилированную эфирную форму L-NAME, который, являясь N-производным аргинина, представляет собой альтернативный субстрат-ингибитор синтеза NO, наблюдаются существенные различия в регистрируемых уровнях NO и супероксида в исследуемых клеточных линиях. L-NAME снижал уровень как супероксида, так и NO в клетках карциномы человека. При этом его неактивный изомер D-NAME (ω-N-нитро- D- аргинина метиловый эфир) снижал только уровень супероксида. При обработке этими агентами эндотелиоцитов человека регистрировалось снижение только уровня супероксида. Неэффективность L- NAME в модификации уровня NO при обработке эндотелиоцитов подтверждает их NO-резистентность. Ранее между этими двумя линиями клеток нами были выявлены существенные различия в эффективности L- NAME в модификации радиационно-индуцированных хромосомных повреждений. Выявленная корреляция между изменениями внутриклеточного уровня NO и модифицируемостью радиационно-индуцированных хромосомных повреждений свидетельствует об NO-зависимом пути модификации клеточной радиочувствительности.