Оценка цитогенетического статуса лиц, проживающих на территории промышленного города

В статье показано, что анализ состава пыли промышленных городов указывает на наличие значитель­ной концентрации тяжелых металлов с мутагенными свойствами, зачастую проявляющимися как хромосомные аберрации (ХА). Отмечено, что хромосомные аберрации хроматидного типа характери­зуют процессы химического мутагенеза. Определено, что аберрации хроматидного типа отражают по­вреждение в постсинтетической стадии, при повреждении хромосомы на стадии ее двух нитей (фаза S и G2). Такое повреждение молекулы ДНК обусловлено воздействием мутагенов химической природы.

Город Шымкент — один из самых крупных промышленно развитых городов Казахстана. Он практически весь окружен объектами негативного влияния на окружающую среду. Производственная деятельность основных промышленных предприятий г. Шымкента обеспечивает материальную базу и является жизненно важной для социальной инфраструктуры города, но в то же время отрицательно воздействует на окружающую среду и приводит к накоплению в ней разнообразных компонентов, в том числе оказывающих генотоксическое воздействие.

Тяжелые металлы в последние десятилетия являются одними из самых распространенных фак­торов загрязнения окружающей среды. Анализ состава пыли указывает на наличие в ней значи­тельной концентрации тяжелых металлов. Согласно литературным данным генотоксическая актив­ность тяжелых металлов указывает на их способность проявлять мутагенные свойства, зачастую проявляющиеся как хромосомные аберрации.

Целью цитогенетических исследований явилась оценка частоты и качественного спектра хромо­сомных аномалий в лимфоцитах периферической крови у населения, проживающего на территории г. Шымкента.

Материалы и методы

Для выявления влияния факторов окружающей среды на состояние генетического материала на­селения г. Шымкента были обследованы 20 человек, постоянно проживающих на территории города. По возрастному критерию обследованные лица были разделены на группы: 11 детей (55 %) до 7 лет и 9 взрослых (45 %). От общего числа обследованных 55 % были представителями женского пола и 45 % — мужского. Так, в основной группе было изучено 3728 (2200 у детей и 1528 у взрослых) мета-фазных пластинок.

В целях сравнения и выявления достоверности данных при изучении выраженности генотокси-ческого эффекта была обследована контрольная группа, состоящая из 12 человек репродуктивного возраста, и 6 детей, проживающих в Юго-Восточном районе г. Караганды, где нет предприятий, за­грязняющих окружающую среду. Так, в контрольной группе обследованных было изучено 3600 ме-тафазных пластинок (2400 метафаз у взрослого населения и 1200 метафаз у детей). В результате установлено, что в среднем уровень ХА в контрольной группе не превышает спонтанного уровня му­тагенеза, полученного в различных исследованиях по индуцируемому и спонтанному мутагенезу ря­дом авторов [1-4].

Генотоксические эффекты у жителей Шымкента изучали с помощью модифицированного полу-микрометода культивирования лимфоцитов периферической крови D.A.Hungerford et al., с целью учета частоты и типов хромосомных аберраций [5, 6].

Статистическая обработка данных включала подсчет средних арифметических величин (М), стандартных ошибок средних арифметических (m) и стандартного отклонения. Статистически значи­мые различия между группами рассчитывались при помощи непараметрического метода Манна Уитни для двух несвязанных групп. Анализ данных проводился с помощью пакета прикладных программ Statistica 5.5.

Результаты исследования

При проведении цитогенетических исследований у обследуемого населения г. Шымкента было изучено 3728 метафаз. Выявленные хромосомные аберрации, относящиеся к типу нестабильных хро­мосомных поломок, были разделены на 2 основные группы: хромосомного и хроматидного типа. Общая частота аберраций у обследуемого населения г. Шымкента составила 60 случаев и была на уровне 1,61±0,48. Средние значения аберраций хроматидного и хромосомного типа среди обследуе­мых были на уровне 1,47±0,44 и 0,13±0,07 соответственно (табл. 1).

Частота и типы хромосомных аберраций у население города Шымкент (n=20; М±m; 95 % ДИ)

Как видно из таблицы 1, уровень ХА в лимфоцитах периферической крови у обследуемых жите­лей г. Шымкента не превышает спонтанного уровня мутагенеза, а выявленные превышения хромо­сомных аберраций в сравнении с контрольной группой не имели достоверных различий.

При изучении типов хромосомных аберраций хроматидного и хромосомного типа в лимфоцитах периферической крови у населения, проживающего на территории г. Шымкента, можно отметить, что наиболее высокий уровень изучаемого показателя был по аберрациям хроматидного типа (1,47±0,44 %), как известно из литературных данных, ХА хроматидного типа характерны для химиче­ского мутагенеза [7] (рис. 1). Аберрации хроматидного типа были представлены в основном одиноч­ными фрагментами и хроматидными разрывами, чей вклад в общее число хромосомных аберраций составил 92 % (55 случаев) и 8 % (5 случаев) соответственно аберраций хромосомного типа. Хромо­сомный тип аберраций в основном был представлен парными фрагментами и разрывами по центро­мере.

Хромосомные аберрации в лимфоцитах периферической крови лиц, проживающих на территории г. Шымкента

Рисунок 1. Хромосомные аберрации в лимфоцитах периферической крови лиц, проживающих на территории г. Шымкента

Рассматривая нестабильность генома в возрастном аспекте, необходимо отметить, что из выяв­ленных хромосомных аберраций большую половину имеет детское население: 49 случаев ХА из 60 (общее число ХА), что составило почти 82 % от общего количества обследованных лиц. Хромосом­ные перестройки в проведенном анализе у взрослого населения выявлены в 11 случаях, что составило 18 % от общего количества обследованных лиц (рис. 2).

Количество выявленных цитогенетическим методом случаев ХА среди лиц, проживающих в г. Шымкенте

Рисунок 2. Количество выявленных цитогенетическим методом случаев ХА среди лиц, проживающих в г. Шымкенте

При анализе частоты и типов хромосомных аберраций у обследованных лиц г. Шымкента в за­висимости от возраста выяснилось, что уровень хромосомных аберраций у детского населения был равен 2,23+0,79 %, что превышает контрольные значения в 2,2 раза, но не имел достоверных разли­чий. В контрольной группе данный показатель установился на уровне 1,00+0,41 %.

Необходимо отметить, что если общий уровень хромосомных аберраций и уровень аберраций хромосомного типа у детского населения города Шымкента были в пределах спонтанного мутагенеза и не имели достоверных различий по сравнению с контрольной группой, то уровень аберраций хро­матидного типа, хоть и не превышал спонтанного уровня мутагенеза, но был больше аналогичного показателя в контрольной группе в 3 раза. Согласно наиболее распространенному мнению, аберрации хроматидного типа отражают повреждение в постсинтетической стадии, при повреждении хромосо­мы на стадии ее двух нитей (фаза S и G2). Такое повреждение молекулы ДНК обусловливают воздей­ствием мутагенов химической природы (табл. 2).

Сравнительный анализ показал, что уровень хромосомных аберраций у взрослого населения Шымкента не превышал спонтанного уровня мутагенеза и аналогичных показателей в контрольной группе.

Частота и типы хромосомных аберраций у детского население города Шымкент (n = 11; М ± m; 95 % ДИ)

Таким образом, проведенные цитогенетические исследования и анализ результатов позволили выявить у населения, проживающего на территории г. Шымкента, аберрации в лимфоцитах перифе­рической крови, не превышающие спонтанного уровня мутагенеза.

Необходимо отметить, что если общий уровень ХА у лиц, проживающих на территории города Шымкента, не превышал уровня спонтанного мутагенеза и аналогичных показателей в контрольной группе, то уровень ХА хроматидного типа у детского населения, хоть и не превышал спонтанного уровня мутагенеза, но был в 3 раза выше данного значения в контрольной группе, причем причинами данного мутагенеза могут быть факторы химической природы, о чём свидетельствуют выявленные в 92 % случаях хромосомные аберрации хроматидного типа.

 

Список литературы

  1. Бочков Н.П., Чеботарев А.Н. Наследственность человека и мутагены внешней среды. — М.: Медицина, 1989. —272 с.
  2. ЗахаровА.Ф. Хромосомы человека. — М.: Медицина, 1977. — С. 80, 81.
  3. Дюсенбаева Н.К. Гигиено-токсикологические основы оценки риска возникновения генетических эффектов в услови­ях промышленного города: Дис. . д-ра мед. наук. — Караганда, 2007. — 161 с.
  4. Завотпаева Ж.К. Гигиеническая оценка индуцированного мутагенеза, обусловленного воздействием марганецсо-держащей пыли: Дис. . канд. мед. наук. — Караганда, 2005. — 66 с.
  5. Moorhead P.S., Nowell P.S., Mellman W.J. Chromosome preparation of leukocytes cultured from human peripheral blood // Exp. Cell. Res. — 1960. — 20. — P. 613.
  6. Hungerford D.A. Leukocytes cultured from small inoculated whole blood and the preparation of metaphase chromosomes by treatment with hypotonic KCl // Stain Technology. — 1965. — 40, № 6. — P. 333-338.
  7. ДубининН.П. Общая генетика. — М.: Наука, 1986. — С. 291-324.
Год: 2014
Город: Караганда
Категория: Медицина
loading...