radhydРадиационная гигиенаRadiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene1998-426X2409-9082NIIRG10.21514/1998-426X-2025-18-3-36-45radhyd-1199Research ArticleНаучные статьиScientific articlesДинамика частоты нестабильных хромосомных обменов в лимфоцитах у жителей Уральского региона, подвергшихся хроническому радиационному воздействиюDynamics of the frequency of unstable chromosome exchanges in lymphocytes of chronically exposed residents of the Ural regionhttps://orcid.org/0000-0003-4394-2228АхмадуллинаЮ. Р.AkhmadullinaYu. R.

Ахмадуллина Юлия Рафисовна – кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории радиационной генетики

454141, г. Челябинск, ул. Воровского, д. 68-А

Yuliya R. Akhmadullina – Candidate of Biological Sciences, Leading Researcher, Laboratory of Radiation Genetics

68A Vorovsky Str., Chelyabinsk, 454141

akhmadullina.yul@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2555-2616КривощаповаЯ. В.KrivoshchapovaYa. V.

Кривощапова Яна Владимировна – младший научный сотрудник лаборатории радиационной генетики

Челябинск

Yana V. Krivoshchapova– Junior Researcher, Laboratory of Radiation Genetics

Chelyabinsk

Уральский научно-практический центр радиационной медицины Федерального медико-биологического агентстваРоссияUrals Research Center for Radiation Medicine, Federal Medical Biological AgencyRussian Federation2025101020251833645Copyright © Ахмадуллина Ю.Р., Кривощапова Я.В., 20252025Ахмадуллина Ю.Р., Кривощапова Я.В.Akhmadullina Y.R., Krivoshchapova Y.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.radhyg.ru/jour/article/view/1199

В середине ХХ века жители Уральского региона подвергались хроническому облучению в широком диапазоне доз в результате сброса жидких радиоактивных отходов в реку Течу. Целью работы явилось изучение динамики частоты нестабильных хромосомных обменов в лимфоцитах у жителей прибрежных сел реки Течи, подвергшихся хроническому радиационному воздействию. Динамику исследовали в период с 1970-х годов по 2019 год. Материалы и методы: Исследование проводилось на основе публикаций, в которых представлены результаты цитогенетического обследования, а также ретроспективно на основе цитогенетической базы данных. Для исследования были сформированы 9 групп обследуемых лиц в соответствии с периодами обследования: 5 групп облученных людей и 4 группы сравнения. Для получения препаратов проводили культивирование Т-лимфоцитов до стадии метафазы, гипотоническую обработку и фиксацию метафазных пластинок, приготовление препаратов хромосом. Результаты исследования и обсуждение: Результаты анализа показали снижение частоты дицентрических хромосом и нестабильных хромосомных обменов в период с 1970 по 2019 год. Наиболее значительное уменьшение числа хромосомных аберраций наблюдалось начиная с 1993 года — спустя 40–50 лет после начала облучения. Частота дицентриков значимо выше относительно группы сравнения в периоды 1970–1990 гг. (23–43 года от начала облучения) и 1993– 1996 гг. (46–49 лет от начала облучения ), а также в период 2012–2019 гг. (65–72 года от начала облучения). Заключение: В настоящее время частота дицентриков у облученных лиц остается статистически значимо повышенной относительно группы сравнения. Частота нестабильных хромосомных обменов не отличается от группы сравнения. Современное оборудование и использование специализированного программного обеспечения в цитогенетической практике позволило увеличить количество проанализированных клеток в более чем 3 раза. Это существенно повысило вероятность обнаружения хромосомных аберраций как у облученных, так и не облученных лиц.

In the middle of the 20th century residents of the Ural region were affected by chronic radiation exposure in a wide dose range due to the release of liquid radioactive waste into the Techa River. The objective of the study was to investigate the dynamics of the frequency of unstable chromosome exchanges in chronically exposed residents of the Techa riverside settlements. Materials and Methods: The study covers the period from 1970s through 2019. The analysis is based on the published research describing the results of cytogenetic examination, as well as on the retrospective study of the cytogenetic database data. Nine groups of examined individuals were formed by periods of examination: five groups of exposed people and four comparison groups. To obtain the preparations, T-lymphocytes were cultivated to the metaphase stage and hypotonically treated; the metaphase plates were fixed, and the chromosome preparations were prepared. Results and Discussion: Results of the assessment showed a decrease in frequency of dicentrics and unstable chromosome exchanges over the period from 1970 through 2019. Most significant decline in the number of chromosome aberrations was observed starting from 1993, i.e. 40–50 years after the onset of exposure. Dicentrics are statistically significantly more frequent in the group of exposed people relative to the comparison group in the periods 1970-1993 (23-43 years after the onset of exposure), and 1993-1996 (46-49 years after the onset of exposure), as well as in the period from 2012 through 2019 (65-72 years after the onset of exposure). Conclusion: At present, frequency of dicentrics in exposed people remains statistically significantly increased relative to the comparison group members. State-of-the-art equipment and use of special software packages in the work of cytogeneticists made it possible to increase the number of analyzed cells in more than 3 times. It increased considerably the probability of chromosome aberration detection both in exposed and unexposed individuals.

хроническое облучениедицентрические хромосомынестабильные хромосомные аберрациинестабильные хромосомные обменырека Течаchronic exposuredicentricsunstable chromosome aberrationsunstable chromosome exchangesthe Techa RiverИсследование выполнено на базе Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Уральский научно-практический центр радиационной медицины» Федерального медикобиологического агентства (г. Челябинск). Авторы признательны директору А.В. Аклееву и всем сотрудникам центра за помощь в проведении исследования. Авторы выражают благодарность кандидату биологических наук Возиловой А.В. за вклад в идею исследования. Также авторы выражают благодарность старшим лаборантам Сыченко З.И. и Чикиревой И.А. за техническое сопровождение работы. Исследование выполнено в рамках государственного задания ФМБА России, тема НИР «Отдалённые цитогенетические эффекты хронического облучения у жителей Южного Урала», шифр: «Цитогенетические эффекты».The study has been performed at the premises of the Urals Research Center for Radiation Medicine of the Federal Medical Biological Agency, Chelyabinsk (URCRM, Chelyabinsk). The authors would like to express their gratitude to A.V. Akleyev, the director of the URCRM, and all the members of the staff for their help in carrying out the research. The authors would like to give special thanks to A.V. Vozilova, PhD in Biology for the contribution to the concept of the study, and to Z.I. Sychenko and I.A. Chikireva, senior laboratory technicians, for the technical support of the study. he study has been performed within the framework of the State Assignment of FMBA of Russia, Research topic “Late cytogenetic effects of chronic exposure in the population of the Southern Urals”, Code name “Cytogenetic effects”.ReferencesАклеев А.В. Уральский научно – практический центр радиационной едицины – 50 лет / в кн. Медико – биологические эффекты хронического радиационного воздействия. Челябинск, 2005. Т.1. C. 5 – 22.Akleev AV. Urals Research Center for Radiation Medicine – 50 years. In “Medical and Biological effects of chronic radiation exposure”. Chelyabinsk; 2005. P. 5 – 22. (In Russian).Последствия радиоактивного загрязнения реки Течи / Под ред. А.В. Аклеева. Челябинск: «Книга», 2016. – 400 с.Consequences of radioactive contamination of the Techa River. Ed. by A.V. Akleev. Chelyabinsk: “Kniga”; 2016. 400 p. (In Russian).Аклеев А.В., Силкина Л.А., Веремеева Г.А. Радиационно – индуцированные изменения иммунитета и их возможная роль в развитии отдаленных последствий облучения человека // Радиация и риск (Бюллетень Национального радиационно – эпидемиологического регистра). 1997. № 10. С. 136 – 145.Akleev AV, Silkina LA, Veremeeva GA Radiation-induced changes in immunity and their possible role in the development of long-term effects of human exposure. Radiatsiya i risk (Byulleten Natsionalnogo radiatsionno-epidemiologicheskogo registra) = Radiation and risk (Bulletin of the National Radiation and Epidemiological Register). 1997;10: 136-145. (In Russian).Аклеев А.В., Крестинина Л.Ю., Варфоломеева Т.А. и др. Медико – биологические эффекты хронического воздействия ионизирующей радиации на человека // Медицинская наука и образование Урала. 2008. Т. 9, № 2(52). С. 8 – 10.Akleev AV, Krestinina LYu, Varfolomeeva TA, Ostroumova EV, Pushkarev SA, Shalaginov SA, et al. Biomedical effects of chronic exposure to ionizing radiation on humans. Meditsinskaya nauka i obrazovanie Urala = Medical science and education of the Urals. 2008;9(52): 8-10. (In Russian).Аклеев А.В., Варфоломеева Т.А. Состояние гемопоэза в условиях многолетнего облучения костного мозга у жителей прибрежных сел р. Теча // Радиационная биология. Радиоэкология. 2007. Т. 47, № 3. С. 307 – 321.Akleev AV, Varfolomeeva TA. The state of hematopoiesis in conditions of long-term bone marrow irradiation in residents of coastal villages of the Techa. Radiatsionnaya biologiya. Radioekologiya = Radiation biology. Radioecology. 2007;47(3): 307-321. (In Russian).Bryant P.E., Riches A. C., Terry S. Mechanisms of the formation of radiation – induced chromosomal aberrations // Mutation Research. 2010. Vol. 701, No 1. P. 23 – 26. DOI: 10.1016/j.mrgentox.2010.03.016.Bryant PE, Riches AC, Terry S. Mechanisms of the formation of radiation-induced chromosomal aberrations. Mutation Research. 2010;701(1): 23-26. DOI: 10.1016/j.mrgentox.2010.03.016.Schoch C., Haferlach T. Cytogenetics in acute myeloid leukemia // Current Oncology Reports. 2002. Vol. 4, No 5. P. 390 – 397. DOI: 10.1007/s11912–002–0032–0.Schoch C, Haferlach T, Cytogenetics in acute myeloid leukemia. Current Oncology Reports. 2002;4(5): 390-397. DOI: 10.1007/s11912-002-0032-0.Снигирева Г.И., Богомазова А.И., Новицкая Н.И. и др. Результаты многолетнего цитогенетического наблюдения за участниками ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2008. Т. 53, № 4. С. 38 – 45.Snigiryova GP, Bogomazova AI, Novitskaya NI. Results of the long-term cytogenetic monitoring of Chernobyl recovery workers. Medical radiology and radiation safety. 2008;53(4): 38-45. (In Russian).Снигирева Г.П., Новицкая Н.Н. Возможности использования цитогенетических методов при обследовании населения, подвергшегося облучению в результате ядерных взрывов на Семипалатинском полигоне // Вестник Российского научного центра рентгенорадиологии. 2011. № 11 – 1. С. 17.Snigireva GP, Novitskaya NN. Possibility of cytogenetic methods for examination of people exposed as a result of nuclear explosions on the Semipalatinsk test site. Vestnik Rossiyskogo nauchnogo centra rentgenoradiologii = Bulletin of the Russian Scientific Center for Radiology. 2011;11(1): 17. (In Russian).Vozilova A.V., Akleev A.V. The dynamics of unstable chromosome aberrations frequency among people exposed on the Techa River // In book of abstracts International Conference "Genetic Consequences of Emergency Radiation Situations". Moscow, 2002. P. 230 – 231.Vozilova AV, Akleev AV. The dynamics of unstable chromosome aberrations frequency among people exposed on the Techa River: International Conference "Genetic Consequences of Emergency Radiation Situations". Moscow; 2002. P. 230-231.Abildinova G.Zh., Svyatova G.S., Kuleshov N.P. Chromosomal instability parameters in the population affected by nuclear explosions at the Semipalatinsk nuclear test site // Russian Journal of Genetics. 2003. Vol. 39, suppl. 8. P. 944 – 947.Abildinova GZh, Svyatova GS, Kuleshov NP. Chromosomal instability parameters in the population affected by nuclear explosions at the Semipalatinsk nuclear test site. Russian Journal of Genetics. 2003;39(8): 944-947.Вишневская Т.В, Цыпленкова М.Ю., Исубакова Д.С. и др. Оценка спектра и частоты хромосомных аберраций в лимфоцитах крови работников объекта использования атомной энергии на протяжении 15 лет трудовой деятельности // Радиационная гигиена. 2025. Т. 18, № 1. C. 18–26. DOI: 10.21514/1998–426X–2025–18–1–18–26.Vishnevskaya TV, Tsyplenkova MYu, Isubakova DS, Cymbal OS, Milto IV, Takhauov RM. Assessment of the spectrum and frequency of chromosomal aberrations in blood lymphocytes of employees of an atomic energy facility during 15 years of work. Radiatsionnaya gygiena = Radiation Hygiene. 2025;18(1): 18-26. (In Russian).Petushkova N.A., Zvereva G.I., Kosenko M.M. Cytologic screening of the population because of radioactive waste products disposal in the Techa river // Medical Radiology. 1993. Vol. 38, No. 2. P. 35 – 38.Petushkova NA, Zvereva GI, Kosenko MM. Cytologic screening of the population because of radioactive waste products disposal in the Techa river. Medical Radiology. 1993;38(2): 35-38.Ахмадуллина Ю.Р., Возилова А.В., Кривощапова Я.В. Влияние хронического облучения на показатели цитогенетических маркеров старения у жителей прибрежных сел реки Теча // Медицина экстремальных ситуаций. 2024. № 2. С. 56–66. DOI: 10.47183/mes.2024.018.Akhmadullina YuR, Vozilova AV, Krivoshchapova YaV. The effect of chronic exposure on the parameters of cytogenetic markers of senescence in the residents of the Techa riverside settlements. Meditsina ekstremalnykh situatsiy = Extreme Medicine. 2024;(2): 56–66. (In Russian). DOI: 10.47183/mes.2024.018.Петрушова Н.А., Кирюшкин В.И. Цитогенетические эффекты в лимфоцитах из культуры периферической крови у лиц, подвергавшихся воздействию долгоживущих продуктов деления урана // Медико – биологические эффекты хронического радиационного воздействия. Челябинск, 2005. Т. 1. C. 65 – 71.Petrushova NA, Kiryushkin VI. Cytogenetic effects in lymphocytes from peripheral blood culture in individuals exposed to long-lived uranium fission products. In: Mediko-biologicheskie effekty khronicheskogo radiatsionnogo vozdeystviya = Biomedical effects of chronic radiation exposure. Chelyabinsk. 2005; Vol. 1. P. 65-71. (In Russian).Возилова А.В. Отдаленные цитогенетические эффекты хронического облучения населения Южного Урала: автореф. дисс. канд. биол. наук. Москва, 1997. 24 с.Vozilova AV. Late cytogenetic effects of chronic radiation exposure of the population of the Southern Urals: avtoref. diss. kand. biol. nauk. Moscow: 1997; 24 p. (In Russian).Shishkina E.A., Napier B.A., Preston D.L. et al. Dose estimates and their uncertainties for use in epidemiological studies of radiation – exposed populations in the Russian Southern Urals // PLoS ONE. 2023. Vol. 18, No 8. P. e0288479. DOI: 10.1371/journal.pone.0288479.Shishkina, EA, Napier BA, Preston DL, Degteva MO. Dose estimates and their uncertainties for use in epidemiological studies of radiation-exposed populations in the Russian Southern Urals. PLoS ONE. 2023;18(8): e0288479. DOI: 10.1371/journal.pone.0288479.Vozilova A.V., Shagina N.B., Degteva M.O. et al. Chronic radioisotope effects on residents of the Techa river (Russia) region: Cytogenetic analysis more than 50 years after onset of exposure // Mutation Research. Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 2013. Vol. 756, No 1 – 2. P. 115 – 118. DOI: 10.1016/j.mrgentox.2013.05.016.Vozilova, AV, Shagina NB, Degteva MO, Akleev AV. Chronic radioisotope effects on residents of the Techa river (Russia) region: Cytogenetic analysis more than 50 years after onset of exposure. Mutation Research. Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 2013;756(1-2): 115-118. DOI: 10.1016/j.mrgentox.2013.05.016.Moorhead P.S., Nowell P.C., Mellman W.J. et al. Chromosome preparations of leukocytes cultured from human peripheral blood // Experimental Cell Research. 1960. Vol. 20. P. 613 – 616.Moorhead PS, Nowell PC, Mellman WJ, Battips DM, Hungerford DA. Chromosome preparations of leukocytes cultured from human peripheral blood. Experimental Cell Research. 1960;20: 613-616.Дегтева М.О., Толстых Е.И., Шагина Н.Б. и др. Дозы облучения населения, проживавшего на реке Тече / Последствия радиоактивного загрязнения реки Течи / под ред. А.В. Аклеева. 2016. С. 105 – 155.Degteva MO, Tolstykh EI, Shagina NB, et al. Radiation doses of the population living on the Techa River. In: Akleev AV (ed.). Consequences of radioactive contamination of the Techa River. 2016; 105-155. (In Russian).Kaddour A., Colicchio B., Buron D. et al. Transmission of induced chromosomal aberrations through successive mitotic divisions in human lymphocytes after in vitro and in vivo radiation // Scientific Reports. 2017. Vol.12, No 7(1). P. 3291. DOI: 10.1038/s41598–017–03198–7.Kaddour A, Colicchio B, Buron D, Maalouf EE, Laplagne E, Borie C, et al. Transmission of induced chromosomal aberrations through successive mitotic divisions in human lymphocytes after in vitro and in vivo radiation. Scientific Reports. 2017;12(1): 3291. DOI: 10.1038/s41598-017-03198-7.Stimpson K.M., Matheny J.E., Sullivan B.A. Dicentric chromosomes: unique models to study centromere function and inactivation // Chromosome Research. 2012. Vol. 20, No 5. P. 595 – 605. DOI: 10.1007/s10577–012–9302–3.Stimpson KM, Matheny JE, Sullivan BA. Dicentric chromosomes: unique models to study centromere function and inactivation. Chromosome Research. 2012;20(5): 595-605. DOI: 10.1007/s10577-012-9302-3.Norman A., Sasaki M., Ottoman R. et al. Lymphocyte lifetime in women // Science. 1965. Vol. 147, Issue 3659. P. 745. DOI: 10.1126/science.147.3659.745.Norman A, Sasaki MS, Ottoman RE, Fingerhut AG. Lymphocyte lifetime in women. Science. 1965;147(3659): 745.Ramalho A.T., Curado M.P., Natarajan A.T. Lifespan of human lymphocytes estimated during a six year cytogenetic follow – up of individuals accidentally exposed in the 1987 radiological accident in Brazil // Mutation Research. 1995. Vol. 331, No 1. P. 47 – 54.Ramalho AT, Curado MP, Natarajan AT. Lifespan of human lymphocytes estimated during a six year cytogenetic follow-up of individuals accidentally exposed in the 1987 radiological accident in Brazil. Mutation Research. 1995;331(1): 47-54.Michie C.A., McLean A., Alcock C. et al. Lifespan of human lymphocyte subsets defined by CD45 isoforms // Nature. 1992. Vol. 360, Issue 6401. P. 264 – 265.Michie CA, McLean A, Alcock C, Beverley PC. Lifespan of human lymphocyte subsets defined by CD45 isoforms. Nature. 1992;360(6401): 264-265.Tough D.F., Sprent J. Lifespan of lymphocytes // Immunologic Research. 1995. Vol. 14, No 1. P. 1 – 12.Tough DF, Sprent J. Lifespan of lymphocytes. Immunologic Research. 1995;14(1): 1-12.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.