о биотропном воздействии радиационных условий в

О биотропном воздействии радиационных условий в орбитальной космической станции на
живые системы и их водную среду
В.В. Цетлин1, Е.И. Домарадская2,Т.С. Гурьева1, М.А. Левинских1,С.С. Мойса1
Федеральное Государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр РФ
Институт медико-биологических проблем РАН, Москва, Россия, 89154690551, e-mail: [email protected]
2
Федеральное Государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии развития им
Н.К.Кольцова
1
На орбите пилотируемых орбитальных станций экипажи подвергаются хроническому облучению низкими
дозами космического излучения. Изучение радиобиологических эффектов в различных живых системах
проведено в бортовых и модельных наземных экспериментах. Показано, что в условиях воздействия
ионизирующим излучением во время космического полета на борту орбитальных космических комплексов
ОК «Мир» и МКС, а также в наземных модельных условиях облучения нейтронным излучением с
мощностью дозы 200 мкГр/сут, и при плотности потока нейтронов 30 частиц/см2с оказывает воздействие на
эмбриональное развитие японского перепела, вызывая морфологические нарушения у 12% эмбрионов.
Многолетний онтогенез (более 15 лет жизни на ОК МИР )микробного сообщества вызвал смену
доминирующих видов микромицетов и бактерий и возрастание на четыре порядка КОЕ. В лаборатории
низкие дозы гамма-излучения вызывали увеличение биомассы полетных штаммов Aspergillus niger, что
соответствует радиационному гормезису, а также повышение радиочувствительности. Помимо этого, на
фоне гамма-нейтронного излучения отмечались отклонения в морфологии опорной клетки и
многочисленные опады головок Aspergillus niger. Облучение малыми дозами простейших приводило к тому,
что спонтанная двигательная активность спиростом (Spirostomum ambiguum Ehrbg.), помещенных в
облученную смешанным гамма- нейтронным излучением воду, уменьшалась в два раза, что
свидетельствовало о том, что определяющим фактором действия гамма- нейтронного излучения является
изменение состояния водной среды. Установлено, что у сухих семян высших растений, замоченных в воде,
предварительно облученной малыми дозами α- и γ-излучений <10 сГр (превышающих природный
радиационный фон в 100-500 раз) и помещенных в гипомагнитную камеру (индукция магнитного поля в
200-300 раз ниже геомагнитного), всхожесть семян была почти вдвое выше при облучении γ-частицами.
Малые дозы γ-излучения снижали, а α-излучения усиливали отрицательное воздействие пониженного
магнитного поля на всхожесть семян и развитие проростков растений. Установлен феномен
стимулирующего действия низких доз непрерывного γ-облучения (источник облучения Со60, время
облучения 10 сут, среднесуточная мощность дозы 1,5-2,0 мГр, суммарная доза 15 мГр) на мезенхимные
стволовые клетки костного мозга мышей – радиационный гормезис, который проявлялся в усилении
пролиферативной активности и увеличении в 1,5-4,5 раза численности КОЕ-Ф в костном мозге.
Существенно увеличивалась (в 2 раза) и регенераторная способность стромы костного мозга. При
нейтроном облучении радиационный гормезис наблюдался только при дозе 48х10-3сГр. Кроветворные
родоначальные клетки оказались нечувствительными к изучаемым дозам радиации. Активация клеток,
способных к миграции и обладающих гистогенетической пластичностью может представлять серьезную
медико- биологическю проблему. При изучении состояния лимфоцитов в крови летчиков (высота трасы
полета 7-17 км, измеренная мощность дозы 5-10 мрад/сут) и космонавтов (высота орбиты 350-450 км, 25 -30
мрад/сут) обнаружены молекулярно-биологические и цитогенетические нарушения: поврежденность ДНК,
хромосомные аберрации. Помимо того, выявлена повышенная радиочувствительность к дополнительной
радиационной нагрузке (облучение в дозе 1 Гр). Эти биологические маркеры определяют нарушения,
которые могут быть ранними показателями риска возникновения различных заболеваний, в том числе
злокачественных опухолей. Таким образом, в условиях межпланетного космического полета и длительного
пребывания на орбите в области магнитосферы исследуемые виды излучений влияли, в первую очередь, на
водную среду организма в результате чего изменялись его морфо-функциональные структуры.