РОЗДІЛ 2
МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Експериментальні схеми вивчення дистанційних радіомодифікаційних ефектів
Дистанційні взаємодії між опроміненими і неопроміненими органами проводили з використанням ряду експериментальних схем. Головними і загальними принципами цих схем були наступні:
1) окремі органи проростків опромінювали в т. з. індукційній дозі, це повинно було викликати зміну радіочутливості організму і його частин; замість індукційної дози опромінення в окремих дослідах використовували гіпертермічний чи механічний вплив;
2) через певний часовий інтервал ?t застосовували тест-опромінення всього організму з метою вивчення спрямованості та інтенсивності змін радіорезистентності органів, на які не було здійснено перший (індукційний, тобто модифікуючий) вплив. Часовий інтервал між впливами був підібраний в серії попередніх експериментів шляхом його варіювання від 0,5 год до 48 год, що було обумовлене припущенням про індукування різних механізмів модифікації радіостійкості (субклітинних - при годинних інтервалах і надклітинних - при добових). В подальшому використовували часовий інтервал між модифікуючою і тест-дозою, що був найефективнішим за інтенсивністю прояву дистанційного радіостимулюючого ефекту.
У кожному досліді паралельно вивчали всі діючі чинники з різними інтенсивностями та варіантами поєднання. Застосований експериментальний підхід відповідає схемі повного факторного експерименту (ПФЕ). За визначенням, ПФЕ - це експеримент, в якому присутні всі можливі поєднання факторів та їх рівнів [1,103]. Основи ПФЕ, як різновиду математичного планування експерименту, описані в науковій літературі [1, 103]. Такий підхід, незважаючи на трудомісткість, досить широко використовувався в ряді біологічних, і в т. ч., радіобіологічних робіт, напр., [62, 112, 113], проте проведення досліджень за схемою ПФЕ при вивченні дистанційних ефектів дії ІВ на рослинні організми (а саме, дозових залежностей, радіоадаптаційних та радіосенсибілізаційних ефектів) раніше не здійснювалось, що є особливістю даної роботи.
Індукційну (умовно модифікуючу) дозу формували за допомогою опромінення об'єктів рентгенівськими променями на установці РУМ-17, потужність експозиційної дози становила 1,462·10-4Кл·кг-1·с. Опромінення здійснювали з використанням фільтрів 0,5·10-3м Cu та 10-3м Al, фокусна відстань становила 0,5м, напруга - 200 кВ, сила струму - 5 мА за доз 0,25 - 3 Гр і 10 мА за доз 5 - 20 Гр. Рентгенівські промені були обрані як фактор експериментального впливу завдяки можливості екранування відносно тонкими екранами, а отже забезпечення опромінення окремих органів для дослідження дистанційних ефектів дії ІВ. Роздільне опромінення окремих органів проростків забезпечувалось шляхом екранування решти органів свинцевими пластинками товщиною 8,5·10-3м. Згідно номограм, наведених в "Защите от иоизирующих излучений" (1990) ця товщина є достатньою для повного екранування об'єкта при застосованих параметрах опромінення. Опромінення здійснювали в спеціально сконструйованій камері із плексигласу (рис. 2. 1.). Бічні стінки камери мали висоту 1,5·10-2м, камера була вислана зволоженим фільтрувальним папером, проростки розміщувались на прокладках з поролону. Камера накривалась кришкою з плексигласу, зверху на яку накладались свинцеві пластинки.
Рис. 2.1. Схема камери для опромінення проростків (вигляд зверху).
1 - камера з плексигласу
2 - зволожені прокладки з поролону
3 - зволожений фільтрувальний папір
4 - проростки
5 - свинцеві пластинки
Примітка: схема показує розташування проростків під час опромінення, кількість проростків на схемі не відповідає реальній.
Така конструкція забезпечувала збереження високого рівня зволоженості при опроміненні проростків і відсутність механічного впливу на них при накладанні свинцевих пластинок для екранування.
До початку експериментів проводили контроль екранування шляхом опромінення рентгенівських плівок, накритих вищезазначеними свинцевими пластинками, в максимальній експериментальній дозі (25 Гр) при тих же умовах, що і опромінення проростків. Відсутність засвічень після прояву плівок була підставою вважати екранування ефективним.
Опромінення рентгенівськими променями в найбільших із застосованих доз було досить тривалим, і рослини протягом цього часу знаходились в камері для опромінення, температурні умови, газовий склад повітря та вологість в якій відрізнялись від умов вирощування проростків до та після дії радіаційного фактора. Для виключення впливу умов у камері для опромінення на результати радіобіологічних реакцій був проведений попередній експеримент, в якому порівнювали ростові реакції контрольних рослин із реакціями рослин, що знаходились в камері для опромінення і були повністю екрановані свинцевими пластинками (камера при цьому опромінювалась рентгенівськими променями в умовах, що без екранування свинцевими пластинками забезпечували б формування дози 25 Гр), а також з рослинами, що протягом часу опромінення знаходились в умовах камери без опромінення. Відсутність значимих відмінностей між вищезазначеними варіантами протягом 14 днів спостережень стала позитивним аргументом для застосування спроектованої нами камери для подальших досліджень.
Тест-опромінювання (дози 6 і 7 Гр) проводили в термостатованих умовах за допомогою гамма-установки "ИССЛЕДОВАТЕЛЬ" при потужності дози від 2 до 5 сГр/с. Гамма-установка була обрана для тест-опромінення з міркувань зменшення часу радіаційного впливу, шляхом використання більших потужностей доз, ніж на рентгенівській установці. Застосування в одному досліді гамма і рентгенівських променів вважали припустимим, керуючись однаковими значеннями коефіцієнтів якості випромінювання рентгенівських та гамма-променів, які в обох випадках дорівнюють одиниці [114].
З метою встановлення дистанційних доз стимуляції та пригнічення виконували роздільне опромінення коренів і пагонів проростків (діапазон доз 0,25 - 15