ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ОБЛУЧЕНИЯ: «ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ» И «ВЕРТИКАЛЬНЫЕ» БИОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОСОЦИАЛЬНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ (НА ПРИМЕРЕ АВАРИЙ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС И АЭС ФУКУСИМА-1)

• Main Authors: ГЛАЗКО В.И., ЗЫБАЙЛОВ Б.Л., ГЛАЗКО Т.Т.
• Format: Text
• Language: unknown
• Published: Редакция журнала "Сельскохозяйственная биология" 2016
• Subjects: АВАРИИ НА АЭС,ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ОБЛУЧЕНИЕ,ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ И ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ,РЕПРОДУКТИВНЫЙ УСПЕХ,НАСЛЕДОВАНИЕ В ПОКОЛЕНИЯХ,NPP ACCIDENT,IONIZING RADIATION,"HORIZONTAL" AND "VERTICAL" EFFECTS,REPRODUCTIVE SUCCESS,TRANSGENERATION TRANSMISSION; Bogdanova; Fukushima; Microtus arvalis
• Online Access: http://cyberleninka.ru/article/n/povyshenie-urovnya-ioniziruyuschego-oblucheniya-gorizontalnye-i-vertikalnye-biologicheskie-i-biosotsialnye-posledstviya-na-primere; http://cyberleninka.ru/article_covers/16553946.png

Выполнено сравнение собственных данных о влиянии повышенного уровня ионизирующего облучения на ряд сельскохозяйственных видов животных и биоиндикаторных видов мелких мышевидных грызунов после аварии на Чернобыльской АЭС с опубликованными результатами исследований популяций человека после чернобыльской и фукусимской аварий. Отмечается сходство выявленных основных мишеней действия ионизирующего облучения у человека и животных сельскохозяйственных видов (сердечно-сосудистая система, почки). Обсуждаются различные варианты биомаркеров повреждающего действия повышения уровня ионизирующего облучения, приводятся данные о противоречивых оценках роста частоты встречаемости папиллярных карцином щитовидной железы после аварий на чернобыльской и фукусимской АЭС (T.I. Bogdanova с соавт., 2015; V.M. Drozd с соавт., 2015; M.B. Zimmermann, V. Galetti, 2015). По-видимому, неоднозначность понимания последствий от повреждения ионизирующим облучением в основном связана с тем, что при подсчете опухолей щитовидной железы недостаточно учитывается разнообразие условий воспроизводства (геногеография) облучаемых объектов (в том числе наличие йоддефицитных провинций), а также действие факторов естественного отбора в случае воспроизводства популяций в ряду поколений в условиях природных радиоактивных провинций или повышенного уровня радионуклидного загрязнения после техногенных аварий. Приводятся данные о нелинейных зависимостях биологических последствий облучения в диапазоне низких доз (E. Markievicz с соавт., 2015). Обсуждаются возможные механизмы, связанные с порогом накопления повреждений для индукции репарационных систем ДНК, изменений в соотношениях юных и старых клеточных популяций, дисфункций митохондрий. Вводится понятие горизонтальных и вертикальных последствий повышения уровня ионизирующего излучения для биологических объектов. Приводятся собственные данные, свидетельствующие о том, что у разных видов мышевидных грызунов ( Microtus arvalis, Clethrionomys glareolus ) и лабораторных линий мышей (C57BL/6, СС57W/Mv, BALB/c) в условиях более чем 100-кратного усиления ионизирующего облучения в клетках костного мозга наблюдается увеличение частоты только тех цитогенетических аномалий, относительно повышенная изменчивость которых была типична для исследованных объектов и в относительно «чистых» зонах. Главным и, по-видимому, недостаточно оцененным вертикальным последствием повышения уровня ионизирующего облучения является снижение репродуктивного успеха облученных животных. Обсуждается важность трансгенерационной передачи признаков посттравматического синдрома, выявленной в последние годы, и ее механизмы, включающие передачу микроРНК (посредника стресс-ответа) через сперматозоиды (K. Gapp с соавт., 2014), изменение микробиоты родителей и потомков, а также культурное наследование, для объяснения сложности наблюдаемых радиобиологических эффектов и их передачи в поколениях. In the review, our own studies of increased ionizing radiation effects on agricultural animals (nutria, rabbits, pigs, cattle) and small rodents of bio-indicator species after Chernobyl NPP accident are compared with published data of human populations’ survey after the accidents at Chernobyl and Fukushima nuclear power plants. Similarity is noted of main targets for ionizing radiation (the cardiovascular system and kidneys) identified in humans and agricultural animals. Effects of ionizing radiation and post-traumatic syndromes are also comparable. Biomarkers of damages caused by ionizing radiation are considered. Differences in the estimates of the thyroid gland papillary carcinoma frequency after nuclear accidents at Chernobyl and Fukushima NPPs are discussed. Apparently, this inconsistency is mainly due to genogeographic factors, iodine deficit in geochemical province, and natural selection affecting number of generations in the populations from naturally radioactive provinces or under enhanced radionuclide pollution after technological accidents (T.I. Bogdanova et al., 2015; V.M. Drozd et al., 2015; M.B. Zimmermann, V. Galetti, 2015). A non-linear dependency of biological effects of irradiation in the low dose range was analyzed with its possible mechanisms discussed (i.e. damage accumulation until the level necessary to induce DNA reparation, changes in young to old cell proportion in the populations, mitochondrial dysfunction) (E. Markievicz et al., 2015). A concept of «horizontal» and «vertical» effects of ionizing radiation on biological objects is introduced. It was shown that in different species of rodents ( Microtus arvalis, Clethrionomys glareolus ), and in the laboratory mice of C57BL/6, СС57W/Mv, and BALB/c lines the irradiation of bone marrow cells induced an increase of only those cytogenetic anomalies, in comparison of control groups, the increased variability of which was typical for the studied objects in a relatively clean areas. The main and, apparently, underestimated vertical consequence of raised ionizing radiation is the decrease in reproductive success of irradiated animals. Importantly, a transgenerational transmission of post-traumatic syndrome and its mechanisms, including transmission of microRNAs, the mediators of the stress response, through the spermatozoa (K. Gapp et al., 2014), changes in microbiota of parents and their children, as well as cultural inheritance are involved to explain a complexity of observed radiobiological effects and their inheritance revealed in recent years.