WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |

Количественная оценка микрораспределения плутония в органах основного депонирования

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Левкина Екатерина Васильевна

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА МИКРОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛУТОНИЯ

В ОРГАНАХ ОСНОВНОГО ДЕПОНИРОВАНИЯ

03.01.01 Радиобиология

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата биологических наук

Москва 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии Южно-Уральский институт биофизики Федерального медико-биологического агентства

Научный руководитель:

кандидат биологических наук Романов Сергей Анатольевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, ФГБУ Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России, лаборатория Анализа техногенных рисков, заведующий лабораторией Соловьев Владимир Юрьевич
доктор биологических наук, ФГБ УН «Уральский научно-практический центр радиационной медицины» ФМБА России, ведущий научный сотрудник биофизической лаборатории Толстых Евгения Игоревна

Ведущая организация:

Федеральное государственное учреждение науки Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П.В. Рамзаева Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Защита диссертации состоится « 12 » апреля 2012 г. в _10_ час. _00_ мин. на заседании диссертационного совета Д. 462.001.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении «Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна» Федерального медико-биологического агентства по адресу: 123182, г. Москва, ул. Живописная, д. 46

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения «Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна» Федерального медико-биологического агентства

Автореферат разослан « 07 » марта 2012 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета Шандала Наталия Константиновна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность исследования

В атомной энергетике и промышленности на протяжении 70 лет широко используется 239Pu (далее по тексту – плутоний). За эти годы на планете наработано несколько сотен тонн плутония, что обусловило необходимость его хранения и утилизации. При контакте с плутонием возможно облучение персонала промышленных предприятий и населения, проживающего вблизи этих предприятий, за счет поступления радиоактивных веществ в воздух рабочих помещений и осаждения на поверхности основного и вспомогательного оборудования и почвы (Романов Г.Н. и соавт., 1990; Третьяков Ф.Д., 2009).

Гигиенические нормативы, регламентирующие правила обращения с плутонием, основаны на коэффициентах риска неблагоприятных медицинских последствий, в первую очередь, канцерогенных. Результаты многочисленных экспериментальных и эпидемиологических исследований свидетельствуют о том, что набольшую опасность для здоровья представляют труднорастворимые или легкогидролизующиеся при рН организма низкотранспортабельные соединения плутония при попадании их в организм (Ерохин Р.А. и соавт., 1966; Любчанский Э.Р., Булдаков Л.А., 1966; Булдаков Л.А. и соавт., 1969; Осанов Д.П. и соавт., 1970; Sanders C.L., 1973; Москалев Ю.И., 1989; Хохряков В.Ф. и соавт., 1994; Маслюк А.И. и соавт., 2005; Щадилов А.Е., 2009; Кошурникова Н.А., 2010).

Распределение плутония в организме характеризуется выраженной неравномерностью. Основными органами депонирования при любых путях поступления являются скелет и печень, а в случае ингаляции – и лёгкие, как по уровню радиационной нагрузки, так и по тяжести патологических эффектов (Булдаков Л.А. и соавт., 1969; Кошурникова Н.А., 1978).

Наиболее тяжелыми последствиями ингаляционного поступления плутония являются плутониевый пневмосклероз и злокачественные новообразования (ЗНО) лёгких, скелета и печени (Аристов В.П., 1974; Sanders C.L. et al., 1988; Кошурникова Н.А. и соавт., 1995; Хохряков В.Ф. и соавт., 1996; Окладникова Н.Д. и соавт., 2000; Shilnikova N.S. et al., 2003; Сокольников М.Э., 2004). В экспериментах на крысах с использованием электронной микроскопии В.П. Аристовым (1974) было показано, что в патогенезе плутониевого пневмоcклероза ведущим событием является радиационно-индуцированная гибель эндотелия капилляров в межальвеолярных перегородках и разрастание соединительной ткани за счет интенсивной пролиферации фибробластов. Плутоний инкапсулируется в очагах интерстициального склероза, образуя депо фиксации, которое характеризуется образованиями из соединительной ткани, расположенными на месте погибшей лёгочной паренхимы (Аристов В.П., 1974; Хохряков В.Ф. и соавт., 1998; Романов С.А., 2003; Кошурникова Н.А., 2010).



Несмотря на многочисленные исследования, описывающие качественный характер микрораспределения плутония в лёгочной ткани, в литературе есть только единичные работы, посвященные количественной оценке микрораспределения радионуклида в лёгких (Романов С.А. и соавт., 2003; Hahn F.F. et al., 2004). К настоящему времени исследователи расходятся в оценке вклада в поглощенную в лёгких дозу альфа-излучения плутония, локализованного в депо фиксации (Хохряков В.Ф., 1984; Романов С.А., 2003). Это обстоятельство вносит значительную неопределенность в оценку поглощенной дозы в лёгких и, как следствие, в оценку коэффициента риска возникновения рака лёгкого, лежащего в основе норм радиационной безопасности. Кроме того, без количественной оценки микрораспределения плутония в лёгочной ткани невозможна разработка дозиметрической модели дыхательного тракта.

Поскольку скелет при любых способах попадания плутония в организм человека является конечным органом депонирования радионуклида, количественная оценка микрораспределения плутония в костной ткани также актуальна. Преимущественное депонирование радионуклида на эндостальных поверхностях (Бухтоярова З.М., 1963; Москалев Ю.И., 1989) обуславливает неравномерное облучение костной ткани и является причиной развития опухолей скелета (Wronski T.J. et al., 1980; Koshurnikova N.A. et al., 2000; Miller S.C. et al., 2003). Количественная оценка микрораспределения плутония в кости с учетом отношения содержания радионуклида в объёме костной ткани к содержанию на ее поверхности, как для трабекулярной, так и для кортикальной кости, даст возможность уточнить параметры обмена радионуклида в костной ткани, что позволит внести поправки в биокинетическую модель скелета, и, соответственно, в дозиметрическую модель экстрапульмонального отдела.

Печень, наряду с лёгкими и скелетом, является органом депонирования плутония. Результаты эпидемиологических исследований демонстрируют статистически значимое увеличение частоты ЗНО печени и зависимость их гистоструктуры при инкорпорации различных альфа-активных радионуклидов, включая плутоний (Gilbert E.S. et al., 2000; Tokarskaya Z.B. et al., 2006). Так же, как и для скелета, микрораспределение плутония в печени оценено только качественно (Нифатов А.П., 1964).

Количественная оценка микрораспределения радионуклида в органах основного депонирования позволит определить гетерогенные поглощенные дозы альфа-излучения от инкорпорированного плутония у профессионалов, работавших в условиях контакта с аэрозолями плутония. Полученные в рамках настоящего исследования данные, дополненные информацией о патологических изменениях в органах основного депонирования радионуклида, дадут возможность скорректировать оценки риска развития заболеваний, индуцированных альфа-излучением от инкорпорированного плутония, и, соответственно, уточнить стандарты радиационной безопасности персонала предприятий атомной промышленности.

Цель исследования

Целью настоящего исследования является количественная оценка микрораспределения плутония в органах основного депонирования и тестирование биокинетической модели плутония.

Задачи исследования

  1. Изучить динамику количественных закономерностей микрораспределения плутония в лёгких собак, подвергшихся однократной ингаляции аэрозолей диоксида плутония с различным активностным медианным аэродинамическим диаметром (АМАД).
  2. Оценить динамику накопления плутония в депо фиксации в лёгких.
  3. Провести количественную оценку микрораспределения плутония в различных структурных элементах костной ткани человека.
  4. Провести тестирование параметров биокинетической модели экстрапульмонального отдела МКРЗ-67.
  5. Провести количественную оценку микрораспределения плутония в различных структурных элементах печеночной ткани человека.

Научная новизна исследования

В работе впервые проведена количественная оценка динамики микрораспределения плутония в различных структурных элементах лёгких после однократной ингаляции собакам аэрозолей диоксида плутония с разным АМАД.

Впервые количественно изучена динамика накопления плутония в депо фиксации в лёгких. Показано, что накопление плутония в депо фиксации носит линейный характер и имеет прямо пропорциональную зависимость от АМАД аэрозоля. Предложен новый способ учета содержания плутония в депо фиксации для расчета поглощенной дозы облучения в лёгких.

Впервые с использованием метода нейтронно-индуцированной авторадиографии проведена количественная оценка микрораспределения плутония в костной ткани человека на примере образца грудного позвонка.

Впервые при тестировании параметров биокинетической модели экстрапульмонального отдела показано, что фактическое отношение содержания плутония в объеме костной ткани к содержанию в эндосте превышает значение, рекомендованное МКРЗ-67, более чем в 10 раз для кортикальной кости и в 2 раза для трабекулярной кости.

Впервые получена количественная оценка микрораспределения плутония в различных структурных элементах печени человека.

Научно-практическая значимость исследования

Количественная оценка микрораспределения плутония в органах основного депонирования предлагает новые подходы для уточнения оценок поглощенных доз альфа-излучения и модификации параметров биокинетических моделей. Полученные результаты в сопоставлении с данными о медицинских последствиях облучения могут служить основой для оценки коэффициентов канцерогенного риска.





Положения, выносимые на защиту

  1. Количественная оценка микрораспределения плутония дает возможность получить сведения о гетерогенности поглощенных доз альфа-излучения в органах основного депонирования и уточнить параметры биокинетических моделей.
  2. Доля плутония в депо фиксации в лёгких собак растет с увеличением АМАД ингалируемого аэрозоля и имеет статистически значимую линейную зависимость от времени, прошедшего после ингаляции, при сроках наблюдения до двух лет.
  3. Средняя плотность треков осколков деления плутония на эндостальных поверхностях выше, чем в собственно костной ткани, в кортикальной кости – в 4,7 раза, в трабекулярной кости – в 2,9 раза в образце грудного позвонка человека (случай 440 из хранилища аутопсийного материала).
  4. Количественная оценка микрораспределения плутония в печени человека при ингаляционном поступлении подтверждает данные качественного исследования о преимущественном накоплении радионуклида в гепатоцитах.

Личный вклад соискателя

Настоящее исследование выполнено лично автором. Бльшая часть анализа гистоавторадиограмм лёгочной ткани собак и печени человека проведена непосредственно автором. Анализ авторадиограмм костной ткани человека с последующим тестированием параметров биокинетической модели экстрапульмонального отдела МКРЗ-67, а также статистический анализ данных выполнен автором единолично.

Апробация диссертации

Материалы диссертации представлены и обсуждены на молодежной научно-практической конференции «Молодые ученые на пороге XXI века» (Озёрск, 2000); Второй молодежной научно-практической конференции «Ядерно-промышленный комплекс Урала: проблемы и перспективы» (Озёрск, 2003); II-й Международной научно-практической конференции «Медицинские и экологические эффекты ионизирующего излучения» (Томск, 2003); IV-й Международной научно-практической конференции «Медицинские и экологические эффекты ионизирующего излучения» (Томск, 2007); 37th Annual Meeting of the European Radiation Research Society (Prague, 2009); Vй Международной научно-практической конференции «Медицинские и экологические эффекты ионизирующего излучения» (Томск, 2010); IV-й Международной конференции «Хроническое радиационное воздействие: эффекты малых доз» (Челябинск, 2010); расширенном заседании Ученого Совета Южно-Уральского института биофизики (г. Озёрск, 2012).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 работ, из них 3 опубликовано в журналах, входящих в перечень рецензируемых журналов и изданий, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 108 страницах машинописного текста, включает 19 таблиц и 27 рисунков, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, главы, посвященной результатам собственных исследований, обсуждения, выводов и списка использованных источников, содержащего 186 библиографических источников (74 отечественных и 112 иностранных публикаций).

СОДЕРЖАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Материалы и методы исследования

В настоящей работе использованы данные морфометрических исследований, выполненных автором в лаборатории микродозиметрии ЮУрИБФ.

Для изучения количественной оценки динамики микрораспределения плутония в лёгких в настоящей работе использован материал архива тканей собак из лаборатории ингаляционной токсикологии Лавлейсовского института респираторных проблем (г. Альбукерке, США), подвергшихся однократной ингаляции через нос одним из трёх монодисперсных аэрозолей диоксида плутония, содержавшего 96,9% 239Pu, с АМАД 0,72, 1,4 или 2,8 мкм. Ингалирование собак было проведено для изучения биокинетики диоксида плутония в лёгких животных в зависимости от АМАД аэрозоля (Guilmette R.A. et al., 1984). Полученный архивный тканевой материал лёгких собак вырезан с помощью метода случайного отбора гистопрепаратов (Gundersen H.J.G. et al., 1988), при котором все отделы лёгких отбираются с равной вероятностью.

Образцы лёгочной ткани 18 собак были переданы в виде залитых в парафин блоков сотрудникам лаборатории микродозиметрии ЮУрИБФ для изучения динамики микрораспределения плутония в лёгких. Одновременно была передана информация на всех собак, включающая АМАД аэрозоля, период после ингаляции, измеренное посмертно содержание плутония в лёгких, начальное содержание плутония в лёгких (содержание плутония, измеренное в лёгких при забое собаки, плюс содержание в кале и моче за весь период наблюдения) (см. таблицу 1).

Таблица 1 – Основные характеристики экспериментальных животных

Код собаки

АМАД,

мкм

Период после ингаля-ции, сут.

Начальное содержание плутония в лёгких, кБк

Содержание плутония в лёгких на момент смерти, кБк

Экспозиция получения гистоавторадиограмм

Количество блоков

Количество гистоавторадиограмм

1

D3

0,72

4



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

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.