Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

АНАЛИЗ УРОВНЯ СПОНТАННОГО МУТАГЕНЕЗА У РАБОТНИКОВ ЗАВОДА ПО ПРОИЗВОДСТВУ ПЛАСТИКА Г. ТАИЗ ЙЕМЕНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

САид А.Д. 1 Иванов В.П. 1 Трубникова Е.В. 1 Комкова Г.В. 2
1 ФГБОУ ВПО «Курский государственный университет»
2 БМУ «Курская областная клиническая больница»
Впервые проведен анализ аберраций метафазных хромосом лимфоцитов периферической крови у работников завода по производству пластика г. Таиз Йеменской Республики. Выявлены основные типы хромосомных аберраций. Количество поврежденных хромосом составило 3,44±0,42%, разрывов – 3,46±0,42%, доминировали одиночные фрагменты с частотой 2,36±0,26%, частота парных фрагментов соответствовала 0,79±0,14%. Определена средняя частота встречаемости клеток с хромосомными аберрациями (3,39±0,42%). Дицентрические хромосомы без парных фрагментов встречались с частотой 0,04 на 100 клеток, что может говорить о хронизации мутагенных эффектов в соматических клетках работников вредного производства.
хроматидные и хромосомные обмены.
одиночные и парные фрагменты
хромосомные аберрации
уровень спонтанного мутагенеза
1. Бигалиев А.Б., Краусс Э.В. Цитогенетический мониторинг населения из экологически неблагополучных райнов // Цитология и генетика. - 1992. - Т. 26. - С. 64-66.
2. Бочков Н.П., Шрам Р.Я., Кулешов Н.П. и др. Система оценки химических веществ на мутагенность для человека: общие принципы, методические рекомендации и практические разработки // Генетика. - 1975. - Т. 11. - С. 156-169.
3. Бочков Н.П., Чеботарев А.Н. Наследственность человека и мутагены внешней среды. - М. : Медицина, 1989. - 272 с.
4. Гичев Ю.П. Загрязнение окружающей среды и экологическая обусловленность патологии человека // Экология. Серия аналитических обзоров мировой литературы. - 2003. - № 68. - С. 1-138.
5. Рапопорт И.А. Супермутагены. - М. : Наука, 1966. - С. 5-8.
6. Черепнев и соавт. Общие вопросы антимутагенной защиты организма // Вестник РАМН. - 1999. - № 1.
7. Black W.C. Chemical and gamma-ray mutagenesis of the white gene in Aedes aegypti. Insect molecular biology. - 2000. - V. 9. - Issue 2. - 119 p.
8. Hungerford P.A. Leukocytes cultured from small inocula of whole blood and the preparation of metaphase chromosomes by treatment with hypotonic KCl // Stain Techn. - 1965. - V. 40. - P. 333-338.
Введение

В настоящее время доказано, что распространение химикатов в окружающей среде приводит к формированию дефектов ДНК и повреждениям хромосом [1; 3; 4; 6]. Многочисленные исследования недавних лет показали, что химические мутагены на несколько порядков превышают активность радиации, часто обладают значительно более специфическим и более тонким действием на клетку [7].

Вместе с этим отдельную опасность представляют изначально немутагенные химические вещества, которые, включаясь в метаболизм организма, превращаются в потенциальные мутагены. Другие трудности связаны с поглощением, распределением по разным системам органов и выделением или, если выделение невозможно, накоплением этих веществ [5].

Список известных химических мутагенов насчитывает десятки веществ, классифицируемых по числу главных функциональных центров, и десятки в расчете на их производные. Вместе с тем накапливаются новые сведения о тонких механизмах действия мутагенов, поэтому систематика их, основанная на особенностях химического строения, взаимодействия с генетическим материалом, своеобразия биологического эффекта, представляет определенные трудности [5].

Вредное генетическое действие химических препаратов очень трудно выявить - попытки оценить генетическую опасность химических веществ, находящихся в окружающей среде, наталкиваются на очень серьезные трудности.

Идеи устойчивого развития, которые в настоящее время активно обсуждаются всем мировым сообществом, непосредственным образом затрагивают развивающиеся страны, в том числе и Йемен, в которых уровень экономического развития существенно отстает от уровня развитых стран, а поэтому естественно стремление его поднять, сохранив при этом природную среду для будущих поколений. Развивающиеся страны оказались в наиболее сложной ситуации. Так как в них идет развитие промышленного производства и, следовательно, возрастает нагрузка на окружающую среду, усиливается глобализация антропогенного влияния. Одним из таких предприятий в Республике Йемен является завод, производящий пластмассу.

Пластмассы производят в основном путем полимеризации или поликонденсации синтетических смол. При большом разнообразии используемых химических веществ, количества технологических процессов производство пластмасс и синтетических материалов имеет общие элементы, которые влияют на окружающую среду, условия труда и здоровья человека. Сырье, то есть специальные полимерные смолы, производится в условиях вакуума, иногда под давлением и при нагревании. В этой стадии технологического процесса возможно выделение токсичных паров и газов (фенола, формальдегида, стирола, фталевого ангидрида, хлористого ванилина и многих других) при сопровождении тепловых выбросов. Кроме смол, в состав пластмасс входят некоторые вспомогательные материалы, а именно пластификаторы, стабилизаторы и другие. Многие из них имеют токсические свойства. Изготовление пластмасс и других синтетических материалов из этих порошков сопровождается выделением в воздух пыли, газов, теплоты, появляются электрические и электромагнитные поля. Все перечисленные факторы негативно влияют на генетический аппарат человека. Комплексного исследования по оценке уровня хромосомных аберраций на вредных производствах для Республики Йемен не проводилось. В литературе отсутствуют сведения о каких-либо результатах цитогенетического мониторинга генотоксических эффектов для населения крупного промышленного региона.

В этой связи целью настоящего исследования явилась оценка уровня спонтанного мутагенеза у работников завода по производству пластика г. Таиз Йеменской Республики.

Материалы и методы

Проведено цитогенетическое обследование группы рабочих завода по производству пластика г. Таиз Йеменской Республики и людей, проживающих в ближайших населенных пунктах в радиусе одного километра от завода.

Состояние здоровья оценивали устным анкетированием обследуемых в сочетании с анализом индивидуальных медицинских карт. Одновременно учитывали наличие вредных привычек (курение). Все обследуемые к моменту сбора материала были практически здоровы, не принимали лекарственных препаратов и в течение 3 месяцев до начала исследования не подвергались рентгенологическим обследованиям.

Всего было обследовано 70 человек, из них 40 женщин и 30 мужчин. Возраст обследованных варьировал в пределах 18-64 лет при среднем значении - 35 лет.

Материалом для исследования являлась цельная периферическая кровь, которую забирали у доноров в асептических условиях, с немедленным помещением в гепаринизированный флакон (разведение 1:10). Посев культур проводили в течение суток после взятия материала.

Для анализа хромосом осуществляли подготовку препаратов с использованием стандартного полумикрометода культивирования лимфоцитов [3].

Культивирование клеток крови осуществляли по стандартному полумикрометоду [8]. Питательную смесь готовили из расчета: среда RPMI-1640 (4 мл), сыворотка крупного рогатого скота (1 мл) и 0,1 мл фитогемагглютинина (ПанЭко). Смесь помещали в стерильные культуральные флаконы и добавляли 0,5 мл гепаринизированной крови. Культуральные флаконы выдерживали при 37 °С в течение 48 ч. За 2 часа до фиксации в культуры вводили колхицин (0,5 мкг/мл). После гипотонической обработки и фиксации клеток суспензию раскапывали на охлажденные чистые предметные стекла и высушивали над пламенем спиртовки. Препараты окрашивали 1%-ным красителем Гимза (Merk) и анализировали под микроскопом Axioskop 2 plus (Carl Zeiss). 

Фиксацию материала проводили в 3 сменах охлажденного этанол-уксусного фиксатора (3:1). Клеточную суспензию раскапывали на химически чистые охлажденные, смоченные водой предметные стекла. Препараты сушили над пламенем спиртовки, шифровали и окрашивали 2%-ным раствором красителя Гимзы.

Для учета хромосомных аберраций (ХА) у каждого индивида проанализировано по 100 метафаз. Регистрировали аберрации хромосомного и хpоматидного типов в соответствии с общепринятыми требованиями [2]. Пpобелы в анализ не включали. Уровень ХА определяли путем подсчета частоты метафаз c аберрациями хромосом (в процентах от изученного числа клеток).

Учет хромосомных аберраций проводили согласно общепринятым требованиям [2]. Для оценки цитогенетических эффектов определяли общее количество аберраций и их качественный спектр на 100 проанализированных метафаз от каждого донора.

Всего проанализировано 7000 клеток (3000 мужчин, 4000 женщин).

Статистическую обработку фактического материала проводили с использованием программы STATISTICA 6.0.

Результаты и обсуждение

В первую очередь было проведено обследование лиц, работающих на заводе по производству пластика в г. Таиз ЙР, без сегрегации по полу с целью анализа общего уровня мутагенеза на предприятии. Оценивались как основные, так и вспомогательные цитогенетические показатели по мутагенезу. Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристика цитогенетических показателей выборки завода по производству пластика (на 100 клеток)

Цитогенетический показатель

Всего

(N=70)

Мужчины (N=30)

I

Женщины (N=40)

II

t (p) I-II

F (p) I-II

M±m

M±m

M±m

Количество аберрантных клеток

3,30±0,40

3,57±0,73

3,10±0,44

0,51(0,61)

2,05(0,04)

Частота аберраций

3,39±0,42

3,63±0,75

3,20±0,48

0,51(0,61)

1,83(0,08)

Частота одиночных фрагментов

2,46±0,33

2,60±0,58

2,35±0,39

0,37(0,71)

1,67(0,14)

Частота хроматидных обменов

0,13±0,07

0,24±0,15

0,05±0,03

1,42(0,61)

3,06(0,01)

Частота парных фрагментов

0,79±0,14

0,80±0,27

0,78±0,15

0,09(0,93)

2,56(0,01)

Частота хромосомных обменов

0,09±0,03

0,13±0,06

0,05±0,03

1,23(0,22)

2,45(0,01)

Частота разрывов

3,46±0,42

3,70±0,75

3,28±0,49

0,49(0,62)

1,79(0,09)

Частота поврежденных хромосом

3,44±0,42

3,67±0,73

3,28±0,49

0,46(0,65)

1,69(0,12)

M - средняя арифметическая;

m - ошибка среднего;

* - различия статистически достоверны при p< 0,05.

Анализ цитогенетических показателей всей выборки показал, что средняя частота аберраций на 100 клеток составила 3,39±0,42%. Количество поврежденных хромосом составило 3,44±0,42%, разрывов - 3,46±0,42%. Основным типом аберраций при этом были одиночные фрагменты (2,36±0,26%), они встречались в три раза чаще парных (0,79±0,14%). Хроматидные и хромосомные обмены в данной выборке встречались в 0,13±0,07% случаях и 0,09±0,03% соответственно.

Дицентрические хромосомы без парных фрагментов встречались с частотой 0,04 на 100 клеток, что может говорить о хронизации мутагенных эффектов в соматических клетках работников вредного производства.

Полученные данные по частоте аберрантных клеток и количеству всех аберраций указывают, что в подавляющем большинстве аберрантных клеток имелось по 3 аберрации.

Сравнительный анализ полученных цитогенетических показателей, при разделении по полу, статистически значимых различий между средними величинами ни по одному из признаков не выявил. Были обнаружены статистически значимые различия в показателях дисперсии по некоторым признакам (таблица 1).

Сравнительный анализ между группами курящих и некурящих мужчин и женщин во всей выборке (таблица 2) показал достоверные различия между количеством аберраций на 100 клеток, частотой поврежденных хромосом, разрывами, и структурой ХА - одиночными фрагментами.

Таблица 2 - Сравнительная оценка между группами курящих и некурящих мужчин и женщин в выборке завода по производству пластика г. Таиз Йеменской Республики

Цитогенетический показатель

Сравнение курящих и не курящих

t (p)

F (p)

Частота аберраций

2,36 (0,02) *

3,84 (0,01)*

Частота одиночных фрагментов

2,27 (0,03) *

5,13 (0,01)*

Частота хроматидных обменов

1,42 (0,16)

13,06 (0,01)

Частота парных фрагментов

1,11 (0,27)

2,72 (0,01)

Частота хромосомных обменов

1,23 (0,22)

2,45 (0,01)

Частота разрывов

2,34 (0,02) *

3,59 (0,01)*

Частота поврежденных хромосом

2,33 (0,02) *

3,44 (0,01)*

M - средняя арифметическая;

* - различия статистически достоверны при p< 0,05.

Среди мужчин 70,0% было курящих, среди женщин - 22,5% от всей выборки.

Выводы

1. Частота аберраций на 100 клеток у работников производства составила 3,39±0,42% и превышала в три раза показатели контрольной выборки.

2. Уровень структурных аберраций хромосом в профессиональных контингентах не зависит от пола и возраста.

3. В исследуемой группе общее увеличение частоты аберраций достигается за счет одиночных фрагментов. 

4. Дицентрические хромосомы без парных фрагментов встречались с частотой 0,04 на 100 клеток, что может говорить о хронизации мутагенных эффектов в соматических клетках работающих во вредных цехах производства.

5. Курение является фактором слабой модификации частоты аберраций в условиях изученного производства. Фактор курения оказывал влияние на увеличение числа ХА обследуемых лиц на заводе по производству пластика.

Выполнено по ГК № 16.740.11.0745 от 21.10.2010.

Рецензенты:

Полоников Алексей Валерьевич, д.м.н., профессор, кафедра биологии, медицинской генетики и экологии, Курский государственный медицинский университет, г. Курск.

Солодилова Мария Андреевна, д.б.н., профессор, кафедра биологии, медицинской генетики и экологии, Курский государственный медицинский университет, г. Курск.


Библиографическая ссылка

САид А.Д., Иванов В.П., Трубникова Е.В., Комкова Г.В. АНАЛИЗ УРОВНЯ СПОНТАННОГО МУТАГЕНЕЗА У РАБОТНИКОВ ЗАВОДА ПО ПРОИЗВОДСТВУ ПЛАСТИКА Г. ТАИЗ ЙЕМЕНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 6.;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=8085 (дата обращения: 16.06.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074