Medical Radiology and radiation safety Medical Radiology and radiation safety Медицинская радиология и радиационная безопасность 1024-6177 2618-9615 48979 10.12737/1024-6177-2022-67-1-5-10 Радиационная биология Radiation biology Радиационная биология Influence of Drinking Water Quality in the Course of Radiation Damage Following Fractionated Irradiation ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ НА ТЕЧЕНИЕ ЛУЧЕВОГО ПОРАЖЕНИЯ ПОСЛЕ ФРАКЦИОНИРОВАННОГО ОБЛУЧЕНИЯ Никитенко О. В. Nikitenko O. V. Андрианова И. Е. Andrianova I. E. Бычкова Т. М. Bichkova T. M. Ставракова Н. М. Stavrakova N. M. Парфенова И. М. Parfenova I. M. Караулова Т. А. Karaulova T. A. Гордеев А. В. Gordeev A. V.

кандидат медицинских наук;

candidate of medical sciences;

 Иванов А. А. Ivanov A. A.

доктор медицинских наук;

doctor of medical sciences;

 Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России Москва Россия A.I. Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of FMBA Moscow Russian Federation Институт медико-биологических проблем РАН Москва Россия Institute of Biomedical Problems, Russian Academy of Sciences Moscow Russian Federation Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России Москва Россия A.I. Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of FMBA Moscow Russian Federation Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России Москва Россия A.I. Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of FMBA Moscow Russian Federation Институт медико-биологических проблем РАН Москва Россия Institute of Biomedical Problems, Russian Academy of Sciences Moscow Russian Federation Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России, Москва, Россия Россия A.I. Burnasyan Federal Medical Biophysical Center, Moscow, Russia Russian Federation Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России, Москва, Россия Россия A.I. Burnasyan Federal Medical Biophysical Center, Moscow, Russia Russian Federation Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России, Москва, Россия Россия A.I. Burnasyan Federal Medical Biophysical Center, Moscow, Russia Russian Federation Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России Москва Россия A.I. Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of FMBA Moscow Russian Federation Объединенный институт ядерных исследований Дубна Россия Joint Institute for Nuclear Research Dubna Russian Federation Институт медико-биологических проблем РАН Москва Россия Institute for Biomedical Problems Moscow Russian Federation Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И.Бур­на­зяна ФМБА России Москва Россия A.I. Burnasyan Federal Medical Biophysical Center (FMBC) FMBA Moscow Russian Federation 03 03 2022 03 03 2022 67 1 5 10 21 02 2022 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/48979/view

Обоснование: Оценка роли различных факторов в формировании радиорезистентности является важным разделом радиобиологии, радиационной медицины, в том числе при лучевой терапии онкогематологических заболеваний. Качество питьевой воды, как оказалось, способно значительно повлиять на радиорезистентность. На фоне исследования противолучевых свойств различных видов воды, различающихся по минеральному и изотопному составу, недооцененной оставалась проблема влияния водопроводной воды на течение лучевого поражения. Данное обстоятельство определило цель работы: сравнить эффективность воздействия фракционированного тотального рентгеновского облучения в летальных дозах, имитирующих тотальное терапевтическое облучение онкогематологических больных, при потреблении водопроводной и высокоочищенной искусственно-минерализованной водопроводной воды в эксперименте на мышах. Материалы и методы: Самки мышей ICR (CD-1) были облучены в среднелетальных дозах фракционированного (ежедневно 4×2,2 Гр и 4×2,3 Гр) рентгеновского излучения. После облучения половина мышей получала в качестве питьевой воды водопроводную воду, а вторая – искусственно минерализованную питьевую воду. Результаты: Содержание животных на водопроводной воде статистически значимо снижало выживаемость мышей при фракционированном облучении (χ2=3,88, р<0,05, log-rank test p=0,049) по сравнению с животными, получавшими искусственно минерализованную дистиллированную воду. Кроме того, в группе мышей, получавших водопроводную воду, отмечено увеличение скорости гибели мышей и меньшая сохранность групповой массы животных в ходе развития острого лучевого поражения. Заключение: Водопроводная вода, используемая в качестве питьевой, увеличивает поражающее действие радиации при фракционированном рентгеновском облучении мышей.

Purpose: Assessment of the role of various factors in the formation of radioresistance is an important section of radiobiology, radiation medicine, including radiation therapy for hematological oncological diseases. The quality of drinking water, as it turned out, can significantly affect the radio resistance. Against the background of studying the antiradiation properties of various types of water, differing in mineral and isotopic composition, the problem of the influence of tap water on the course of radiation injury remained underestimated. This circumstance determined the purpose of the work: to compare the effectiveness of the effect of fractionated total X-ray irradiation in lethal doses, simulating total therapeutic irradiation of oncohematological patients, when consuming tap water and highly purified artificially mineralized tap water in an experiment on mice. Materials and Methods: Female ICR (CD-1) mice were irradiated with moderately lethal doses of fractionated (daily 4 × 2.2 Gy and 4 × 2.3 Gy) X-ray irradiation. After exposure, half of the mice received tap water as drinking water, and the other half received artificially mineralized drinking water. Results: Keeping animals on tap water statistically significantly reduced the survival rate of mice under fractionated irradiation (χ2 = 3.88, p <0.05, log-rank test p = 0.049) compared with animals receiving artificially mineralized distilled water. In addition, in the group of mice that received tap water, an increase in the rate of death of mice and a lower safety of the group weight of animals during the development of acute radiation injury were noted. Conclusion: Tap water, used as drinking water, increases the damaging effect of radiation with fractionated X-ray irradiation of mice.

 рентгеновское облучение водопроводная вода искусственно минерализованная дистиллированная вода рентгеновское облучение выживаемость смертность мыши X-ray exposure tap water artificially mineralized distilled water survival mortality mouse

Yagunov A.S., Reeves G.I., Tokalov S.V., Chukhlovin A.B., Afanassiev B.V. Animal Studies of Residual Hematopoietic and Immune System Injury from Low Dose/Low Dose Rate Radiation and Heavy Metals. Bethesda. MD: Armed Forces Radiobiology Research Institute, 1998. DOI: 10.13140/2.1.3584.0007. Yagunov A.S., Reeves G.I., Tokalov S.V., Chukhlovin A.B., Afanassiev B.V. Animal Studies of Residual Hematopoietic and Immune System Injury from Low Dose/Low Dose Rate Radiation and Heavy Metals. Bethesda. MD: Armed Forces Radiobiology Research Institute, 1998. DOI: 10.13140/2.1.3584.0007. Carpenter D.O., Bushkin-Bedient S. Exposure to Chemicals and Radiation During Childhood and Risk for Cancer Later in Life // J. Adolesc Health. 2013. V.52, № 5. P. 21-29. doi:10.1016/j.jadohealth.2013.01.027. Carpenter D.O., Bushkin-Bedient S. Exposure to Chemicals and Radiation During Childhood and Risk for Cancer Later in Life // J. Adolesc Health. 2013. V.52, № 5. P. 21-29. doi:10.1016/j.jadohealth.2013.01.027. Vacek A., Sikulová J., Bartonícková A. Radiation Resistance in Mice Increased Following Chronic Application of Li2CO3 // Acta Radiol. Oncol. 1982. V.21, № 5. P. 325-330. doi:10.3109/02841868209134023. Vacek A., Sikulová J., Bartonícková A. Radiation Resistance in Mice Increased Following Chronic Application of Li2CO3 // Acta Radiol. Oncol. 1982. V.21, № 5. P. 325-330. doi:10.3109/02841868209134023. Chlorinated Drinking-Water; Chlorination By-Products; Some Other Halogenated Compounds; Cobalt and Cobalt Compounds: IARC Monogr Eval Carcinog Risks Hum. International Agency for Research on Cancer (IARC) Working Group. Lyon, 1991. No. 52. P. 45-399. Chlorinated Drinking-Water; Chlorination By-Products; Some Other Halogenated Compounds; Cobalt and Cobalt Compounds: IARC Monogr Eval Carcinog Risks Hum. International Agency for Research on Cancer (IARC) Working Group. Lyon, 1991. No. 52. P. 45-399. Мелкова К.Н., Горбунова Н.В., Чернявская Т.З., Баранов А.Е., Пушкарева С.Г., Фролов Г.П. и др. Тотальное облучение организма человека при трансплантации костного мозга // Клиническая онкогематология. Фундаментальные исследования и клиническая практика. 2012. Т.5, № 2. С. 96-114. Melkova K.N., Gorbunova N.V., Chernyavskaya T.Z., Baranov A.E., Pushkareva S.G., Frolov G.P. i dr. Total'noe obluchenie organizma cheloveka pri transplantacii kostnogo mozga // Klinicheskaya onkogematologiya. Fundamental'nye issledovaniya i klinicheskaya praktika. 2012. T.5, № 2. S. 96-114. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения. Sanitarno-epidemiologicheskie pravila i normativy SanPiN 2.1.4.1074-01 Pit'evaya voda. Gigienicheskie trebovaniya k kachestvu vody centralizovannyh sistem pit'evogo vodosnabzheniya. Kontrol' kachestva. Gigienicheskie trebovaniya k obespecheniyu bezopasnosti sistem goryachego vodosnabzheniya. Kaplan E.L., Meier P. Non-Parametric Estimation from Incomplete Observations // J. Am. Stat. Assoc. 1958. V.53, № 282, P. 457-481. Kaplan E.L., Meier P. Non-Parametric Estimation from Incomplete Observations // J. Am. Stat. Assoc. 1958. V.53, № 282, P. 457-481. Sacher G.A. On the Statistical Nature of Mortality, with Especial Reference to Chronic Radiation Mortality // Radiology. 1956. V.67, № 2. P. 250-258. doi: 10.1148/67.2.250. Sacher G.A. On the Statistical Nature of Mortality, with Especial Reference to Chronic Radiation Mortality // Radiology. 1956. V.67, № 2. P. 250-258. doi: 10.1148/67.2.250. International Guiding Principles for Biomedical Research Involving Animals. Geneva: CIOMS, 1985 International Guiding Principles for Biomedical Research Involving Animals. Geneva: CIOMS, 1985 Guidelines for Drinking Water Quality. 4th Edition. Library Cataloging in Publication Data, WHO. 2011 P. 584. Guidelines for Drinking Water Quality. 4th Edition. Library Cataloging in Publication Data, WHO. 2011 P. 584. Van Trigt R. Lazer Spectrometry for Stable Isotope Analysis of Water: Biomedical and Paleoclimatological Applications. Groningen: University Library Groningen, 2002. P. 192. Van Trigt R. Lazer Spectrometry for Stable Isotope Analysis of Water: Biomedical and Paleoclimatological Applications. Groningen: University Library Groningen, 2002. P. 192. Рахманин Ю.А. Биофизика воды: квантовая нелокальность в технологиях водоподготовки, регуляторная роль ассоциированной воды в клеточном метаболизме, нормирование биоэнергетической активности питьевой воды / Под ред. Рахманина Ю.А., Стехина А.А., Яковлевой Г.В. М.: URSS, 2016. 352 с. Rahmanin Yu.A. Biofizika vody: kvantovaya nelokal'nost' v tehnologiyah vodopodgotovki, regulyatornaya rol' associirovannoy vody v kletochnom metabolizme, normirovanie bioenergeticheskoy aktivnosti pit'evoy vody / Pod red. Rahmanina Yu.A., Stehina A.A., Yakovlevoy G.V. M.: URSS, 2016. 352 s. Иванов А.А., Андрианова И.Е., Мальцев В.Н., Шальнова Г.А., Ставракова Н.М., Булынина Т.М., Дорожкина О.В., Караулова Т.А., Гордеев А.В., Бушманов А.Ю. Влияние питьевой воды различного качества на интактных и облучённых мышей // Гигиена и санитария. 2017. № 9. С. 854-860. DOI: 10.18821/0016-9900-2017-96-9-854-860. Ivanov A.A., Andrianova I.E., Mal'cev V.N., Shal'nova G.A., Stavrakova N.M., Bulynina T.M., Dorozhkina O.V., Karaulova T.A., Gordeev A.V., Bushmanov A.Yu. Vliyanie pit'evoy vody razlichnogo kachestva na intaktnyh i obluchennyh myshey // Gigiena i sanitariya. 2017. № 9. S. 854-860. DOI: 10.18821/0016-9900-2017-96-9-854-860. Laissue J.A., Altermatt H.J., Bally E., Gebbers J.O. Protection of Mice from Whole Body Gamma Irradiation by Deuteration of Drinking Water: Hematologic Findings // Exp. Hematol. 1987. V.15, № 2. P. 177-180. Laissue J.A., Altermatt H.J., Bally E., Gebbers J.O. Protection of Mice from Whole Body Gamma Irradiation by Deuteration of Drinking Water: Hematologic Findings // Exp. Hematol. 1987. V.15, № 2. P. 177-180. Иванов А.А., Ушаков И.Б., Куликова Е.И., Крючкова Д.М., Северюхин Ю.С., Ворожцова С.В., Абросимова А.Н., Гаевский В.А., Синяк Ю.Е., Григорьев А.И. Легкоизотопная вода - средство лечения острой лучевой болезни // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2013. Т.47, № 5. С. 40-44. Ivanov A.A., Ushakov I.B., Kulikova E.I., Kryuchkova D.M., Severyuhin Yu.S., Vorozhcova S.V., Abrosimova A.N., Gaevskiy V.A., Sinyak Yu.E., Grigor'ev A.I. Legkoizotopnaya voda - sredstvo lecheniya ostroy luchevoy bolezni // Aviakosmicheskaya i ekologicheskaya medicina. 2013. T.47, № 5. S. 40-44. Абросимова А.Н., Раков Д.В., Синяк Ю.Е. Влияние «легкой воды» на развитие помутнения хрусталика у мышей после многократного γ-облучения в низких дозах // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2009. Т.43, № 2. С. 29-32. Abrosimova A.N., Rakov D.V., Sinyak Yu.E. Vliyanie «legkoy vody» na razvitie pomutneniya hrustalika u myshey posle mnogokratnogo γ-oblucheniya v nizkih dozah // Aviakosmicheskaya i ekologicheskaya medicina. 2009. T.43, № 2. S. 29-32. Куликова Е.И., Крючкова Д.М., Северюхин Ю.С., Гаевский В.Н., Иванов А.А. Радиомодифицирующие свойства воды с пониженным содержанием дейтерия и тяжелых изотопов кислорода // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2012. Т.46, № 6. С. 45-50. Kulikova E.I., Kryuchkova D.M., Severyuhin Yu.S., Gaevskiy V.N., Ivanov A.A. Radiomodificiruyuschie svoystva vody s ponizhennym soderzhaniem deyteriya i tyazhelyh izotopov kisloroda // Aviakosmicheskaya i ekologicheskaya medicina. 2012. T.46, № 6. S. 45-50. Крючкова Д.М., Андрианова И.Е., Коваленко М.А. и др. Влияние минералоорганического комплекса на радиорезистентность мышей // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2013. Т.47, № 5. С. 37-40. Kryuchkova D.M., Andrianova I.E., Kovalenko M.A. i dr. Vliyanie mineraloorganicheskogo kompleksa na radiorezistentnost' myshey // Aviakosmicheskaya i ekologicheskaya medicina. 2013. T.47, № 5. S. 37-40. Cantor K.P., Hoover R., Hartge P., et al. Bladder Cancer, Drinking Water Source, and Tap Water Consumption: a Case-Control Study // J. Natl. Cancer Inst. 1987. V.79, № 6. P. 1269-1279. Cantor K.P., Hoover R., Hartge P., et al. Bladder Cancer, Drinking Water Source, and Tap Water Consumption: a Case-Control Study // J. Natl. Cancer Inst. 1987. V.79, № 6. P. 1269-1279. Ishidate M.Jr., Sofuni T., Yoshikawa K., Hayashi M., et al. Primary Mutagenicity Screening of Food Additives Currently Used in Japan // Food and Chemical Toxicology 1984. V.22, № 8, P. 623-636. doi.org/10.1016/0278-6915(84)90271-0. Ishidate M.Jr., Sofuni T., Yoshikawa K., Hayashi M., et al. Primary Mutagenicity Screening of Food Additives Currently Used in Japan // Food and Chemical Toxicology 1984. V.22, № 8, P. 623-636. doi.org/10.1016/0278-6915(84)90271-0. Eltahawy N.A., Sarhan O.M., Hammad A.S., et al. Effects of Combined Exposure to Aluminum Chloride and γ-Radiation on Histological and Ultrastructure of Intestinal Paneth Cells // Radiat. Res. Appl. Sci. 2016. No. 9, P. 400-408. doi.org/10.1016/j.jrras.2016.05.007. Eltahawy N.A., Sarhan O.M., Hammad A.S., et al. Effects of Combined Exposure to Aluminum Chloride and γ-Radiation on Histological and Ultrastructure of Intestinal Paneth Cells // Radiat. Res. Appl. Sci. 2016. No. 9, P. 400-408. doi.org/10.1016/j.jrras.2016.05.007.