Self-oscillations in rocks,results of laboratory experiments

The method of generation of self-oscillations in rocks is developed here. Self-oscillations arise as a result of direct and inverse mechanoelectric transformations without an external generator. Laboratory experiments were executed with different samples. A relation between self-oscillation parameters from samples humidity and direct electrical field applied to samples was detected

Последствия преконцептивного облучения родителей: эндокринно-обменная патология у потомков

Epidemiological studies of late effects of preconceptional (prior to conception) radiation exposure are necessary in order to understand the risks of tumor and non-tumor pathology in next generations. Research of possible relation between parental preconceptional exposure and development of endocrine and metabolic disorders in the offspring is one of the topical issues of radiation hygiene. The objective of the study: comparative analysis of endocrine and metabolic pathology in children of the individuals exposed to long term preconceptional external gamma-radiation at the Mayak Production Association – at the first atomic industry facility on Russia. Materials and methods: A retrospective research was performed based on the Ozyorsk Children’s Health Registry. Ozyorsk – the city where Mayak Production Association is the enterprise forming the city. Analysis of endocrine and metabolic disorders was performed for 13880 children of 1949-1973 years of birth who were born and resided in Ozyorsk; parents of 9321 children of this number had accumulated doses of prolonged external gamma-radiation exposure at the production facility prior to conception. A comparative analysis of the structure and incidence of “Endocrine, nutritional and metabolic diseases” and nosological forms of this class of pathology was performed. Characteristic features of parental preconceptional exposure were analyzed in relation to thyroid pathology in children. Relative risk of endocrine and metabolic disorders among the children of exposed and unexposed parents was calculated for the whole disease class and for certain nosologies. Results: A significant predominance of thyroid diseases, particularly, iodine deficiencies, was detected at an earlier age among the offspring of Mayak Production Association workers compared to the control group; these cases were mostly related to low dose parental preconceptional exposure. Thyroid cancer was further detected in 0.16% (15/9321) of the studied cohort of the offspring of exposed parents with average manifestation age of 42.6. Relative risk of thyroid diseases was significantly higher among the exposed parents’ offspring compared to the controls: 2.0 among boys (95% confidence interval 1.38-2.9), 1.59 among girls (1.25-2.02) and in the group as a whole – 1.64 (1.34- 2.01). Relative risk of thyroid diseases related to iodine deficiency among the offspring of Mayak Production Association personnel was almost twice higher than the in the control group: 1.92 (1.3-2.84) among boys, 1.68 (1.29-2.2) among girls, 1.7 (1.36-2.12) in the whole group. Discussion and conclusion: A statistically significant overweight of non-tumor thyroid pathology in the offspring of Mayak Production Association personnel cannot be explained through external reasons taking into account similar climate and geographic conditions, possible technogenic exposure and the same unified medical survey of the followed children. We cannot exclude increased sensibility if thyroid tissue to iodine deficiency and its predisposition to hypertrophy and hyperplasia among the offspring of individuals exposed to long term occupational contact with ionizing radiation sources; that should be taken into account in the course of medical monitoring of these patients. Further research of transgenerational effects in the offspring of personnel of radiation hazardous production facilities are needed for complete understanding of the role of parental occupational exposure in health risks for further generations.Эпидемиологические исследования отдаленных эффектов преконцептивного (до зачатия) радиационного воздействия необходимы для понимания рисков опухолевой и неопухолевой патологии у последующих поколений. Изучение возможной связи преконцептивного облучения родителей с формированием эндокринно-обменных нарушений у потомков является одним из актуальных аспектов радиационной гигиены. Цель работы: сравнительный анализ эндокринно-обменной патологии среди детей, чьи родители подверглись пролонгированному преконцептивному внешнему гамма-облучению на производственном объединении «Маяк» – первом в стране предприятии атомной отрасли. Материалы и методы: ретроспективное исследование выполнено на основе Регистра здоровья детского населения г. Озерска, градообразующим предприятием которого является производственное объединение «Маяк». Анализ эндокринно-обменных расстройств проведен среди 13 880 детей 1949–1973 гг.р., родившихся и проживавших в г. Озерск, из которых у 9321 ребенка родители до зачатия подверглись пролонгированному внешнему гамма-облучению на производстве. Проведен сравнительный анализ структуры и частоты класса «Болезни эндокринной системы, расстройства питания и нарушения обмена веществ» и его нозологических форм. Проанализированы особенности преконцептивного облучения родителей при детской тиреоидной патологии. Рассчитан относительный риск эндокринно-обменных нарушений среди детей экспонированных и неэкспонированных родителей в целом по классу и по нозологиям. Результаты исследования: среди потомков работников производственного объединения «Маяк» отмечено значимое преобладание болезней щитовидной железы и, в частности, йододефицитных состояний, которые диагностировались в более раннем возрасте, чем в контроле, и в большинстве случаев относились к преконцептивному облучению родителей в области малых доз. Рак щитовидной железы зарегистрирован в последующем у 0,16% (15/9321) исследуемой когорты потомков облученных родителей со средним возрастом манифестации 42,6 года. Относительный риск болезней щитовидной железы был значимо выше среди потомков экспонированных родителей по сравнению с контролем: среди мальчиков – 2,0 (95% доверительный интервал 1,38–2,9), среди девочек – 1,59 (1,25–2,02), в целом по группе – 1,64 (1,34–2,01). Относительный риск болезней щитовидной железы, связанных с йодной недостаточностью, среди потомков персонала производственного объединения «Маяк» почти вдвое превышал показатели в контроле: ОР 1,92 (ДИ 1,3–2,84) среди мальчиков, 1,68 (1,29–2,2) среди девочек, 1,7 (1,36–2,12) в целом по группе. Обсуждение и заключение: статистически значимое преобладание неопухолевой патологии щитовидной железы у потомков персонала производственного объединения «Маяк» нельзя объяснить внешними причинами, учитывая одинаковые климато-географические условия, возможное техногенное радиационное воздействие и единое медицинское обеспечение наблюдаемых детей. Повышенная восприимчивость тиреоидной ткани к дефициту йода и её предрасположенность к гипертрофии и гиперплазии среди потомков, чьи родители подверглись длительному профессиональному контакту с источниками ионизирующих излучений, не исключается, что важно учитывать при проведении медицинского мониторинга этих лиц. Дальнейшие исследования трансгенерационных эффектов у потомков персонала радиационно-опасных производств необходимы для полного понимания роли производственного облучения в риске для здоровья последующих поколений

Наследуемые эффекты у потомков, связанные с вредным воздействием на родителей (Обзор литературы)

A review of literature data regarding the heritable effects in offspring due to parents’ contact with mutagenic risk factors is presented. Studies on various factors of adverse effects on the hereditary apparatus, including chemical, infectious, physical and biological, are considered. The influence of smoking and parents’ age on the occurrence of de novo mutations is shown. Particular attention is paid to the review of publications on the role of the radiation factor in the genesis of hereditary disorders in offspring. Development stages of radiation genetics, the evolution of conception about radiation harm are described. The results of experimental, cytogenetic, molecular genetic, epidemiological studies analyzing the contribution of parental exposure to inherited pathology in progeny are presented. Special attention is paid to the “untargeted” effects of radiation and studies which prove the possibility of transgenerative transmission of genome instability are presented. The special contribution of studies on the cohort of atomic bomb victims offspring in Hiroshima and Nagasaki, which is considered as the main scientific platform for radiation risk assessment, is noted. There are articles about the offspring of persons who underwent therapeutic exposure, who had professional contact with ionizing radiation, who were exposed to radiation as a result of the Chernobyl accident, nuclear weapons tests at the Semipalatinsk test site, chronic radiation in the radioactively contaminated territory of the Techa river, areas with naturally increased radioactivity. As a result, it was noted that, despite numerous confirmations of radiation-induced effects in offspring obtained within experimental and molecular genetic studies, the results of epidemiological studies remain controversial. Possible reasons for these discrepancies are considered. An idea of views evolution regarding heritable effects in the international system of radiation safety is given. A new approach of the International Commission on Radiological Protection to heritable effects is described; the dynamics of tissue weighting factors for gonads in the assessment of effective radiation dose is shown. Methods for evaluating heritable effects are presented: the direct method and the doubling dose method. Attention is focused on the uncertainties that remain in the modern assessment of radiation genetic damage. The necessity of further study of radiation-induced heritable effects is shown. The perspective directions of studying the heritable effects are considered. The possibility of the analysis of heritable effects is described using the example of a cohort of the Mayak Production Association workers’ offspring – the country’s first nuclear industry enterprise.Представлен обзор литературных данных по вопросу наследуемых эффектов у потомков вследствие контакта родителей с факторами мутагенного риска. Рассмотрены исследования различных факторов неблагоприятного воздействия на наследственный аппарат, в том числе химических, инфекционных, физических и биологических, показано влияние курения и возраста родителей на возникновение мутаций de novo. Особое внимание уделено обзору публикаций о роли радиационного фактора в генезе наследственных нарушений у потомства. Описаны этапы развития радиационной генетики, эволюция представлений о радиационном вреде. Представлены результаты экспериментальных, цитогенетических, молекулярно-генетических, эпидемиологических работ, анализирующих вклад родительского облучения в наследуемую патологию у потомков. Акцентировано внимание на «немишенных» эффектах радиации, приведены работы, доказывающие возможность трансгенерационной передачи нестабильности генома. Отмечен особый вклад исследований когорты потомков жертв атомных бомбардировок в Хиросиме и Нагасаки, которая считается основной научной платформой для оценки радиационного риска. Представлены статьи о потомках лиц, перенесших терапевтическое облучение, имевших профессиональный контакт с ионизирующим облучением, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии на Чернобыльской АЭС, испытаний ядерного оружия на Семипалатинском полигоне, хроническому облучению на радиоактивно-загрязненной территории реки Теча, местностях с природно-повышенной радиоактивностью. В итоге отмечено, что, несмотря на многочисленные подтверждения радиационно-индуцированных эффектов у потомства в экспериментальных и молекулярно-генетических исследованиях, результаты эпидемиологических работ остаются противоречивыми. Рассмотрены возможные причины для объяснения этих расхождений. Дано представление об эволюции взглядов на наследуемые эффекты в международной системе радиационной безопасности. Описан новый подход Международной комиссии по радиационной защите к наследственным рискам, показана динамика взвешивающего коэффициента для гонад в оценке эффективной дозы облучения. Представлены методы оценки наследуемых эффектов: прямой метод и метод удваивающей дозы. Акцентировано внимание на неопределенностях, сохраняющихся в современной оценке радиационного генетического вреда. Показана необходимость дальнейшего исследования радиационно-индуцируемых наследуемых эффектов. Рассмотрены перспективные направления изучения наследственных рисков. Описана возможность анализа наследуемых эффектов на примере когорты потомков работников производственного объединения «Маяк» – первого в стране предприятия атомной промышленности

Лейкомогенный риск и темп накопления дозы радиационного воздействия. Сообщение 2: Сравнительный анализ лейкоцитарных индексов и динамики показателей периферической крови в зависимости от дозы внешнего гамма-облучения

The results of a retrospective analysis of leukocytic indices and dynamics of peripheral blood values in relation to external gamma-exposure dose among the personnel of the first atomic production facility in Russia were presented. The study was performed on the basis of the database “Leukemia in the cohort of workers of the Mayak Production Association employed in 1948-1958”. The database contains hematological, clinical and dosimetry information on the two groups of workers: the study group includes individuals with leukemia as the cause of death (n=84); control group includes personnel without hematological cancer pathology (n=300). The control group was composed by selecting 3-4 internal control cases for each leukemia case taking into account gender, age of the start of the exposure and the same accumulated absorbed dose of gamma-exposure to red bone marrow. Based on 19592 analysis of peripheral blood we had described hematopoiesis shifts along cell lines, performed correlation analysis of interrelation between hemogram values and radiation dose, analyzed particular characteristics of blast cells’ appearance in peripheral blood flow in the period prior to leukemias. Comparative analysis of various leukocytic indices was performed among Mayak PA personnel for the first time. The diverse nature of the response of bone marrow hematopoiesis was noted; more pronounced hematological shifts were indicated regarding more intensive production exposure. A number of hematopoietic features were detected among people exposed to production radiation: 1) cytopenia in relation to minimum accumulated doses of radiation exposure in both studied groups; 2) more pronounced lability of hemograms in relation to increased accumulation dose of external gamma-exposure and period of radiation exposure among individuals who had developed leukemia in future in comparison to controls; 3) correlation between peripheral blood cells and accumulated doses of external gamma-exposure was characterized by the highest values of coefficients among individuals with future leukemias; 4) myeloblasts were most often registered among all the blast cells; proerythroblasts were characterized by the shortest average period from the start of the exposure and to the moment of their appearance in the peripheral blood flow (178 days in the study group); polychromatophile erythroblasts in peripheral blood were registered only among the workers with future leukemia; 5) when comparing leukocytic indices in proportion to the categories of accumulated doses of external gamma-exposure, a pronounced variability in the ratio of blood cells was observed among exposed individuals who were subsequently diagnosed with leukemia, especially in the range of 2.0-2.5 Gy. Thus, a comprehensive analysis of hematological parameters, including the assessment of leukocytic indices, is more informative than studying a standard hemogram. Particular features of the dynamics of the cellular composition of peripheral blood can be used as indicators of pathological hematopoiesis in exposed workers prior to clinical manifestation of leukemia.Представлены результаты ретроспективного анализа лейкоцитарных индексов и динамики показателей периферической крови в зависимости от дозы внешнего гамма-облучения среди персонала первого в стране предприятия атомной отрасли. Исследование проведено на основе базы данных «Лейкозы в когорте персонала производственного объединения «Маяк» 1948–1958 гг. найма». База данных включает гематологическую, клиническую и дозиметрическую информацию о двух группах работников предприятия: в основную группу вошли лица, причиной смерти которых был лейкоз (n=84); в группу сравнения – персонал без онкогематологической патологии (n=300). Формирование группы сравнения произведено подбором 3–4 внутренних контролей к каждому случаю лейкоза с учетом пола, возраста начала облучения и той же накопленной поглощенной дозы внешнего гамма-облучения на красный костный мозг. На основе 19 592 анализов периферической крови описаны сдвиги гемопоэза по клеточным линиям, проведен корреляционный анализ взаимосвязи между показателями гемограммы и дозой радиационного воздействия, проанализированы особенности появления в периферическом кровотоке бластных клеток в период, предшествующий лейкозам. Впервые среди персонала «Маяка» проведен сравнительный анализ различных лейкоцитарных индексов. Отмечен разноплановый характер реагирования костномозгового кроветворения, показаны более выраженные гематологические сдвиги при более интенсивном производственном облучении. Выявлен ряд особенностей гемопоэза среди облученных на производстве лиц: 1) цитопения при минимальных накопленных дозах радиационного воздействия в обеих исследуемых группах; 2) более выраженная лабильность гемограмм с увеличением накопленной дозы внешнего гамма-облучения и периода радиационного воздействия среди лиц, заболевших в дальнейшем лейкозами, по сравнению с контролем; 3) корреляционная взаимосвязь между клетками периферической крови и накопленными дозами внешнего гамма-облучения характеризовалась наибольшими значениями коэффициентов среди лиц с последующими лейкемиями; 4) среди бластных клеток наиболее часто регистрировались миелобласты; проэритробласты характеризовались самым коротким средним периодом от момента начала облучения до их появления в периферическом кровотоке (в основной группе – 178 дней); полихроматофильные эритробласты в периферической крови были зарегистрированы только среди персонала с лейкемиями в дальнейшем; 5) при сравнении лейкоцитарных индексов пропорционально категориям накопленных доз внешнего гамма-облучения отмечена выраженная вариабельность соотношения клеток крови среди облученных лиц, у которых впоследствии диагностирован лейкоз, особенно в диапазоне 2,0–2,5 Гр. Таким образом, комплексный анализ гематологических показателей, включая оценку лейкоцитарных индексов, является более информативным, чем изучение обычной гемограммы. Особенности динамики клеточного состава периферической крови могут служить индикаторами патологического кроветворения у облученных работников до клинической манифестации лейкемий

Malignant Tumors of the Central Nervous System

Malignant tumors of the central nervous system in adults comprise a heterogeneous group of malignancies, the largest subgroups comprising astrocytomas, ependymomas, and oligodendrogliomas. Glioblastomas are the most common tumor type, and they have dismal prognosis. Due to differences in cell type of origin, as well as pathogenesis, it is plausible that their etiology also differs between tumor types. The etiology of malignant CNS tumors is largely unknown and no occupational risk factors have been definitively identified. High doses of ionizing radiation increase the risk, but in occupational settings the dose levels appear too small to result in discernible excesses. Several studies have assessed possible effect of extremely low frequency and radiofrequency electromagnetic fields, but the results are inconsistent. Increased brain tumor risk has been reported in agricultural workers, but no specific exposure has been linked to them. Pesticides have been analyzed in several studies without showing a clear increase in risk.acceptedVersionPeer reviewe

Heritable effects in offspring associated with harmful exposure to parents (Literature review)

A review of literature data regarding the heritable effects in offspring due to parents’ contact with mutagenic risk factors is presented. Studies on various factors of adverse effects on the hereditary apparatus, including chemical, infectious, physical and biological, are considered. The influence of smoking and parents’ age on the occurrence of de novo mutations is shown. Particular attention is paid to the review of publications on the role of the radiation factor in the genesis of hereditary disorders in offspring. Development stages of radiation genetics, the evolution of conception about radiation harm are described. The results of experimental, cytogenetic, molecular genetic, epidemiological studies analyzing the contribution of parental exposure to inherited pathology in progeny are presented. Special attention is paid to the “untargeted” effects of radiation and studies which prove the possibility of transgenerative transmission of genome instability are presented. The special contribution of studies on the cohort of atomic bomb victims offspring in Hiroshima and Nagasaki, which is considered as the main scientific platform for radiation risk assessment, is noted. There are articles about the offspring of persons who underwent therapeutic exposure, who had professional contact with ionizing radiation, who were exposed to radiation as a result of the Chernobyl accident, nuclear weapons tests at the Semipalatinsk test site, chronic radiation in the radioactively contaminated territory of the Techa river, areas with naturally increased radioactivity. As a result, it was noted that, despite numerous confirmations of radiation-induced effects in offspring obtained within experimental and molecular genetic studies, the results of epidemiological studies remain controversial. Possible reasons for these discrepancies are considered. An idea of views evolution regarding heritable effects in the international system of radiation safety is given. A new approach of the International Commission on Radiological Protection to heritable effects is described; the dynamics of tissue weighting factors for gonads in the assessment of effective radiation dose is shown. Methods for evaluating heritable effects are presented: the direct method and the doubling dose method. Attention is focused on the uncertainties that remain in the modern assessment of radiation genetic damage. The necessity of further study of radiation-induced heritable effects is shown. The perspective directions of studying the heritable effects are considered. The possibility of the analysis of heritable effects is described using the example of a cohort of the Mayak Production Association workers’ offspring – the country’s first nuclear industry enterprise

Possible expressions of radiation-induced genomic instability, bystander effects or low-dose hypersensitivity in cancer epidemiology.

Recent publications on the integration of radiobiological effects in the two-step clonal expansion (TSCE) model of carcinogenesis and applications to radioepidemiological data are reviewed and updated. First, a model version with radiation-induced genomic instability was shown to be a possible explanation for the age dependence of the radiation-induced cancer mortality in the Techa River Cohort. Second, it is demonstrated that inclusion of a bystander effect with a dose threshold allows an improved description of the lung cancer mortality risk for the Mayak workers cohort due to incorporation of plutonium. The threshold for the annual lung dose is estimated to 12 (90%CI: 4; 14)mGy/year. This threshold applies to the initiation of preneoplastic cells and to hyperplastic growth. There is, however, no evidence for a threshold for the effects of gamma radiation. Third, models with radiation-induced cell inactivation tend to predict lower cancer risks among the atomic bomb survivors with exposure at young age than conventionally used empirical models. Also, risks after exposures with doses in the order of 100mGy are predicted to be higher in models with low-dose hypersensitivity than in models with conventional cell survival curves. In the reviewed literature, models of carcinogenesis tend to describe radioepidemiological data better than conventionally used empirical models