Реакція клітин букального епітелію людини на комбінований вплив гамма-випромінювання, мікрохвиль та магнітного поля, визначена за зміною конденсації хроматину та проникності клітинної мембрани
Ключові слова:
гетерохроматин, клітинний стрес, клітинні пошкодження, гормезис, постійне магнітне поле, електромагнітне поле
Анотація
Проблема модифікації біологічних ефектів іонізуючого випромінювання за допомогою мікрохвиль і магнітного поля має важливі теоретичні і практичні аспекти. Розглядається реакція клітин букального епітелію людини на дію різних фізичних факторів (одиночні і комбіновані впливу γ-випромінювання 0,5–5 Гр (60Co); мікрохвиль частотою 36,64 ГГц з поверхневою щільністю потужності випромінювання на рівні об'єкта 0,1 і 1 Вт/м2 і постійного магнітного поля з індукцією 25 мТл). Стресову реакцію клітин визначали шляхом підрахунку вмісту гранул гетерохроматину (ВГГ) в ядрах клітин, забарвлених орсеїном. Проникність клітинних мембран визначали за відсотком клітин, забарвлених індигокарміном (тобто, мають пошкоджену мембрану). Виявлено підвищення ступеня конденсації хроматину за показником ВГГ при впливі дози γ-випромінювання 2 Гр і вище. Зміни в проникності мембран мають чітко виражений поріг: проникність зростає при дозі 2–3 Гр, однак при подальшому збільшенні дози зростання проникності зупиняється. Клітини, отримані від різних донорів, мали індивідуальні особливості реакції на дію γ-випромінювання. Застосування постійного магнітного поля і мікрохвиль перед або після обробки γ-випромінюванням призвело до зниження стресової реакції клітин за показником ВГГ.Завантаження
##plugins.generic.usageStats.noStats##
Посилання
1. Low dose effects of ionizing radiation on normal tissue stem cells / K. Manda, J. Kavanagh, B. Dajana [et al.]. // Rev. Mutat. Res. – 2014. – V. 761. – P. 6–14.
2. Non-targeted effects of ionizing radiation–implications for low dose risk / M. Kadhim, S. Salomaa, E. Wright Dajana [et al.]. // Mutat. Res. – 2013. – V. 752. – No 1. – P. 84–98.
3. Review and evaluation of updated research on the health effects associated with low-dose ionising radiation / L. Dauer, A. Brooks, D. Hoel [et al.]. // Radiation Protection Dosimetry. – 2010. – V. 140. – No 2. – P. 103–136.
4. γH2AX responses in human buccal cells exposed to ionizing radiation / M. Siddiqui, M. Francois, M. Fenech, W. Leifert. // Cytometry. – 2014. – V. 87, part A. – No 4. – P. 296-308.
5. Takahashi A. Molecular mechanisms involved in adaptive responses to radiation, UV light, and heat / A. Takahashi, T. Ohnishi. // J. Radiat. Res. – 2009. – V.50. – No 5. – P. 385–393.
6. Effect of low doses (5-40 cGy) of gamma irradiation on lifespan and stress-related genes expression profile in Drosophila melanogaster / S. Zhikrevetskaya, D. Peregudova, A. Danilov [et al.]. // PLoS ONE. – 2015. – V. 10. – No 8. – P. 1-19.
7. Cancer and radiation therapy: current advances and future directions / R. Baskar, K.A. Lee, R. Yeo, K.-W. Yeoh // Int. J. Med. Sci. – 2012. – V.9. – No 3. – P. 193–199.
8. Could radiotherapy effectiveness be enhanced by electromagnetic field treatment? / F. Artacho-Cordón, M. Salinas-Asensio, I. Calvente [et al.]. // Int. J. Mol. Sci. – 2013. – V.14. – No 7. – P. 14974–14995.
9. Combined exposure of ELF magnetic fields and X-rays increased mutant yields compared with X-rays alone in pTN89 plasmids/ S.Koyama, T. Nakahara, S. Tomonori, K. Yoshiki // Journal of Radiation Research. – 2005. – V. 6. – No 2. – P. 257–264.
10. Induction of adaptive response: Pre-exposure of mice to 900 MHz radiofrequency fields reduces hematopoietic damage caused by subsequent exposure to ionising radiation / Y. Cao, Q. Xu, Z. Jin [et al.]. // Int. J. Radiat. Biol. – 2011. – V. 87. – No 7. – P. 720–728.
11. Ispol'zovanie EMI KVCh kak korregirujushhego faktora narushenij v proteazno-antiproteaznoj systeme pri dejstvii ionizirujushhego izluchenija / Ju. V. Paljonaja, V. Z. Harchenko, N. A. Temur'janc, E. N. Chujan. // Uchenye zapiski Tavricheskogo nacional'nogo universiteta im. V. I. Vernadskogo.Serija «Biologija, himija». – 2006. – V. 19. – No4. – P. 167–172.
12. Blank M. Electromagnetic fields stress living cells / M. Blank, R. Goodman. // Pathophysiology. – 2009. – V.16. – No 2–3. – P. 71–78.
13. Hardel L. Epidemiological evidence for an association between use of wireless phones and tumor diseases / L. Hardel, M. Carlberg, K. Mild. // Pathophysiology. – 2009. – V.16. – No 2–3. – P. 113–122.
14. Pesnya D. S. Comparison of cytotoxic and genotoxic effects of plutonium-239 alpha particles and mobile phone GSM 900 radiation in the Allium cepa test / D. S. Pesnya, A. V. Romanovsky. // Mutation Research. – 2013. – V.750. – No 1–2. – P. 27–33.
15. Effect of whole-body 1800MHz GSM-like microwave exposure on testicular steroidogenesis and histology in mice / Z. Forgacs, Z. Somosy, G. Kubinyi [et al.]. // Reproductive Toxicology. – 2006. – V.22. – No 1. – P. 111–117.
16. Kwee S. Changes in cell proliferation due to environmental non-ionizing radiation 2. Microwave radiation / S. Kwee, P. Raskmark. // Bioelectrochemistry and Bioenergetics. – 1998. – V.44. – No 2. – P. 251–255.
17. Chromatin in the Nuclear Landscape / D. Beck, R. Bonasio, S. Kaneko [et al.]. // Cold Spring Harb. Symp. Quant Biol. – 2010. – V.75. – P. 11–22.
18. Shckorbatov Y. The state of chromatin as an integrative indicator of cell stress. / Y. Shckorbatov// New Developments in Chromatin Research/ Nova Science Publishers, Inc.; [editors: Neil M. Simpson and Valerie J. Stewart]. – 2012. – P. 123–144.
19. Effects of exogenous electromagnetic fields on a simplified ion channel model / E. Cagni, D. Remondini, P. Mesirca [et al.]. // J. Biol. Phys. – 2007. – V.33. – No 3. – P. 183–194.
20. Vliyanie mikrovolnovogo izlucheniya na chasotah mobil’noi svyaziiseti WIMAX na pronicaemost’ membran kletok bukkal’nogo epiteliya cheloveka / G. B. Skamrova, M. P. Evstigneev, A. O. Lantushenko [et al.]. // Uchenye zapiski Tavricheskogo nacional'nogo universiteta im. V. I. Vernadskogo, Serija «Biologija, himija». – 2011. – V. 24 (63). –No 4. – P. 282–291.
21. The effects of microwave radiation and weak magnetic field on state of pea (Pisum sativum L.) cell membrane and nuclei / O. S. Pasiuga, V. N. Pasiuga, S. S. Ryabuha, Y. G. Shckorbatov. // Bulletin of Kharkiv National Agrarian University, Biology series. – 2014. – V. 32. – No 2. – P. 38–45.
22. Presman A. S. Electromagnetic fields and life / Presman. – New York: Plenum Press, 1970. – 336 p. – (Springer Science+Business).
23. On age-related changes of cell membrane permeability in human buccal epithelium cells / Y. G.Shckorbatov, V. G. Shakhbazov, A. M. Bogoslavsky, A. O. Rudenko. // Mech. Ageing Develop. – 1995. – V.83. – No 2. – P. 87–90.
24. Henley E. Radiation Chemistry / E. Henley, E. Johnson. – Moscow: Atomizdat, 1974. – 416 p. – (Washington University Press, 1969).
25. The effect of ionizing radiation in combination with static magnetic field and microwave radiation on chromatin state in isolated human buccal epithelium cells / K. Kuznetsov, D. Miroshnik, O. Nikolov, Y. Shckorbatov. // Bulletin of Lviv University, Biology series. – 2014. – No 68. – P. 197–205.
26. Effects of homogeneous and inhomogeneous static magnetic fields combined with gamma radiation on DNA and DNA repair / G. Kubinyi, Z. Zeitler, G. Thuróczy [et al.]. // Bioelectromagnetics. – 2010. – V. 31. – No 6. – P. 488–494.
27. Static magnetic fields modulate X-ray-induced DNA damage in human glioblastoma primary cells / L. Teodori, A. Giovanetti, M. Albertini [et al.]. // J Radiat Res. – 2014. – V. 55. – No 2. – P. 218–227.
28. Increase in X-Ray-induced mutations by exposure to magnetic field (60 Hz, 5 mT) in NF-kB-inhibited cells/ G.Ding, H. Yaguchi, M. Yoshida, J. Miyakoshi. // Biochemical and Biophysical Research Communications. – 2000. – V.276. – No 1. – P. 238–243.
29. Effects on micronuclei formation of 60-Hz electromagnetic field exposure with ionizing radiation, hydrogen peroxide, or c-Myc overexpression / Y. Jin, G. Kang, J. Lee [et al.]. // Int J Radiat Biol. – 2012. – V. 88. – No 4. – P. 374–380.
30. Effects of 900-MHz microwave radiation on γ-ray-induced damage to mouse hematopoietic system / Y. Cao, Q. Xu, Z. Jin [et al.]. // Journal of Toxicology and Environmental Health. – 2010. – V.73. –No 7. – P. 507 –513.
31. Influence of 1.8-GHz (GSM) radiofrequency radiation (RFR) on DNA damage and repair induced by X-rays in human leukocytes in vitro / C. Zhijian, L. Xiaoxue, L. Yezhen [et al.]. // Mutat Res. – 2009. – V. 677. – No 1. – P. 100–104.
32. Effects of modulated microwave radiation at cellular telephone frequency (1.95 GHz) on X-ray-induced chromosome aberrations in human lymphocytes in vitro / L. Manti, H. Braselmann, M. Calabrese [et al.]. // Radiation Research. – 2008. – V. 169. – No 5. – P. 575–583.
2. Non-targeted effects of ionizing radiation–implications for low dose risk / M. Kadhim, S. Salomaa, E. Wright Dajana [et al.]. // Mutat. Res. – 2013. – V. 752. – No 1. – P. 84–98.
3. Review and evaluation of updated research on the health effects associated with low-dose ionising radiation / L. Dauer, A. Brooks, D. Hoel [et al.]. // Radiation Protection Dosimetry. – 2010. – V. 140. – No 2. – P. 103–136.
4. γH2AX responses in human buccal cells exposed to ionizing radiation / M. Siddiqui, M. Francois, M. Fenech, W. Leifert. // Cytometry. – 2014. – V. 87, part A. – No 4. – P. 296-308.
5. Takahashi A. Molecular mechanisms involved in adaptive responses to radiation, UV light, and heat / A. Takahashi, T. Ohnishi. // J. Radiat. Res. – 2009. – V.50. – No 5. – P. 385–393.
6. Effect of low doses (5-40 cGy) of gamma irradiation on lifespan and stress-related genes expression profile in Drosophila melanogaster / S. Zhikrevetskaya, D. Peregudova, A. Danilov [et al.]. // PLoS ONE. – 2015. – V. 10. – No 8. – P. 1-19.
7. Cancer and radiation therapy: current advances and future directions / R. Baskar, K.A. Lee, R. Yeo, K.-W. Yeoh // Int. J. Med. Sci. – 2012. – V.9. – No 3. – P. 193–199.
8. Could radiotherapy effectiveness be enhanced by electromagnetic field treatment? / F. Artacho-Cordón, M. Salinas-Asensio, I. Calvente [et al.]. // Int. J. Mol. Sci. – 2013. – V.14. – No 7. – P. 14974–14995.
9. Combined exposure of ELF magnetic fields and X-rays increased mutant yields compared with X-rays alone in pTN89 plasmids/ S.Koyama, T. Nakahara, S. Tomonori, K. Yoshiki // Journal of Radiation Research. – 2005. – V. 6. – No 2. – P. 257–264.
10. Induction of adaptive response: Pre-exposure of mice to 900 MHz radiofrequency fields reduces hematopoietic damage caused by subsequent exposure to ionising radiation / Y. Cao, Q. Xu, Z. Jin [et al.]. // Int. J. Radiat. Biol. – 2011. – V. 87. – No 7. – P. 720–728.
11. Ispol'zovanie EMI KVCh kak korregirujushhego faktora narushenij v proteazno-antiproteaznoj systeme pri dejstvii ionizirujushhego izluchenija / Ju. V. Paljonaja, V. Z. Harchenko, N. A. Temur'janc, E. N. Chujan. // Uchenye zapiski Tavricheskogo nacional'nogo universiteta im. V. I. Vernadskogo.Serija «Biologija, himija». – 2006. – V. 19. – No4. – P. 167–172.
12. Blank M. Electromagnetic fields stress living cells / M. Blank, R. Goodman. // Pathophysiology. – 2009. – V.16. – No 2–3. – P. 71–78.
13. Hardel L. Epidemiological evidence for an association between use of wireless phones and tumor diseases / L. Hardel, M. Carlberg, K. Mild. // Pathophysiology. – 2009. – V.16. – No 2–3. – P. 113–122.
14. Pesnya D. S. Comparison of cytotoxic and genotoxic effects of plutonium-239 alpha particles and mobile phone GSM 900 radiation in the Allium cepa test / D. S. Pesnya, A. V. Romanovsky. // Mutation Research. – 2013. – V.750. – No 1–2. – P. 27–33.
15. Effect of whole-body 1800MHz GSM-like microwave exposure on testicular steroidogenesis and histology in mice / Z. Forgacs, Z. Somosy, G. Kubinyi [et al.]. // Reproductive Toxicology. – 2006. – V.22. – No 1. – P. 111–117.
16. Kwee S. Changes in cell proliferation due to environmental non-ionizing radiation 2. Microwave radiation / S. Kwee, P. Raskmark. // Bioelectrochemistry and Bioenergetics. – 1998. – V.44. – No 2. – P. 251–255.
17. Chromatin in the Nuclear Landscape / D. Beck, R. Bonasio, S. Kaneko [et al.]. // Cold Spring Harb. Symp. Quant Biol. – 2010. – V.75. – P. 11–22.
18. Shckorbatov Y. The state of chromatin as an integrative indicator of cell stress. / Y. Shckorbatov// New Developments in Chromatin Research/ Nova Science Publishers, Inc.; [editors: Neil M. Simpson and Valerie J. Stewart]. – 2012. – P. 123–144.
19. Effects of exogenous electromagnetic fields on a simplified ion channel model / E. Cagni, D. Remondini, P. Mesirca [et al.]. // J. Biol. Phys. – 2007. – V.33. – No 3. – P. 183–194.
20. Vliyanie mikrovolnovogo izlucheniya na chasotah mobil’noi svyaziiseti WIMAX na pronicaemost’ membran kletok bukkal’nogo epiteliya cheloveka / G. B. Skamrova, M. P. Evstigneev, A. O. Lantushenko [et al.]. // Uchenye zapiski Tavricheskogo nacional'nogo universiteta im. V. I. Vernadskogo, Serija «Biologija, himija». – 2011. – V. 24 (63). –No 4. – P. 282–291.
21. The effects of microwave radiation and weak magnetic field on state of pea (Pisum sativum L.) cell membrane and nuclei / O. S. Pasiuga, V. N. Pasiuga, S. S. Ryabuha, Y. G. Shckorbatov. // Bulletin of Kharkiv National Agrarian University, Biology series. – 2014. – V. 32. – No 2. – P. 38–45.
22. Presman A. S. Electromagnetic fields and life / Presman. – New York: Plenum Press, 1970. – 336 p. – (Springer Science+Business).
23. On age-related changes of cell membrane permeability in human buccal epithelium cells / Y. G.Shckorbatov, V. G. Shakhbazov, A. M. Bogoslavsky, A. O. Rudenko. // Mech. Ageing Develop. – 1995. – V.83. – No 2. – P. 87–90.
24. Henley E. Radiation Chemistry / E. Henley, E. Johnson. – Moscow: Atomizdat, 1974. – 416 p. – (Washington University Press, 1969).
25. The effect of ionizing radiation in combination with static magnetic field and microwave radiation on chromatin state in isolated human buccal epithelium cells / K. Kuznetsov, D. Miroshnik, O. Nikolov, Y. Shckorbatov. // Bulletin of Lviv University, Biology series. – 2014. – No 68. – P. 197–205.
26. Effects of homogeneous and inhomogeneous static magnetic fields combined with gamma radiation on DNA and DNA repair / G. Kubinyi, Z. Zeitler, G. Thuróczy [et al.]. // Bioelectromagnetics. – 2010. – V. 31. – No 6. – P. 488–494.
27. Static magnetic fields modulate X-ray-induced DNA damage in human glioblastoma primary cells / L. Teodori, A. Giovanetti, M. Albertini [et al.]. // J Radiat Res. – 2014. – V. 55. – No 2. – P. 218–227.
28. Increase in X-Ray-induced mutations by exposure to magnetic field (60 Hz, 5 mT) in NF-kB-inhibited cells/ G.Ding, H. Yaguchi, M. Yoshida, J. Miyakoshi. // Biochemical and Biophysical Research Communications. – 2000. – V.276. – No 1. – P. 238–243.
29. Effects on micronuclei formation of 60-Hz electromagnetic field exposure with ionizing radiation, hydrogen peroxide, or c-Myc overexpression / Y. Jin, G. Kang, J. Lee [et al.]. // Int J Radiat Biol. – 2012. – V. 88. – No 4. – P. 374–380.
30. Effects of 900-MHz microwave radiation on γ-ray-induced damage to mouse hematopoietic system / Y. Cao, Q. Xu, Z. Jin [et al.]. // Journal of Toxicology and Environmental Health. – 2010. – V.73. –No 7. – P. 507 –513.
31. Influence of 1.8-GHz (GSM) radiofrequency radiation (RFR) on DNA damage and repair induced by X-rays in human leukocytes in vitro / C. Zhijian, L. Xiaoxue, L. Yezhen [et al.]. // Mutat Res. – 2009. – V. 677. – No 1. – P. 100–104.
32. Effects of modulated microwave radiation at cellular telephone frequency (1.95 GHz) on X-ray-induced chromosome aberrations in human lymphocytes in vitro / L. Manti, H. Braselmann, M. Calabrese [et al.]. // Radiation Research. – 2008. – V. 169. – No 5. – P. 575–583.
Цитовано
Як цитувати
KuznetsovK. А., NikolovО. Т., & Shckorbatov, Y. G. (1). Реакція клітин букального епітелію людини на комбінований вплив гамма-випромінювання, мікрохвиль та магнітного поля, визначена за зміною конденсації хроматину та проникності клітинної мембрани. Біофізичний вісник, 2(36), 19-26. https://doi.org/10.26565/2075-3810-2016-36-03
Розділ
Дія фізичних факторів на біологічні об'єкти
Авторське право (c) 2016 К.А. Кузнецов, О.Т. Ніколов, Ю.Г. Шкорбатов
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
