Телефон: +7 (383)-235-94-57

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ УРОВНЯ СПОНТАННОГО МУТАГЕНЕЗА У ЖИТЕЛЕЙ ЖЕЛЕЗНОГОРСКОГО РАЙОНА В 2018 ГОДУ

Опубликовано в журнале: Биологический журнал №1(1)

Автор(ы): Нгуен Тхи Хоа, Трубникова Елена Владимировна, Комкова Галина Викторовна, Железнова Марина Александровна, Радионова Марина Александровна, Шульгин Иван Юрьевич

Рубрика журнала: Генетика

Статус статьи: Опубликована 22 января

DOI статьи: 10.32743/2658-6460.2019.1.1.40

Библиографическое описание

Нгуен Т.Х., Трубникова Е.В., Комкова Г.В., Железнова М.А. [и др.] СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ УРОВНЯ СПОНТАННОГО МУТАГЕНЕЗА У ЖИТЕЛЕЙ ЖЕЛЕЗНОГОРСКОГО РАЙОНА В 2018 ГОДУ // Биологический журнал: эл.научный журнал. –2019 – №1(1). URL: https://bio-j.ru/archive/1/40 (дата обращения: 22.08.2019)

Нгуен Тхи Хоа

аспирант, Курский государственный университет,

РФ, г. Курск

Трубникова Елена Владимировна

д-р биол. наук, доц., зав, проф., Курский государственный университет,

РФ, г. Курск

Комкова Галина Викторовна

канд. биол. наук, ст. преподаватель, Курская областная клиническая больница, Курский государственный медицинский университет,

РФ, г. Курск

Железнова Марина Александровна

врач высшей квалификационной категории, врач – лабораторный генетик, Курская областная клиническая больница,

РФ, г. Курск

Радионова Марина Александровна

канд. биол. наук, научный сотрудник, Курский государственный университет,

РФ, г. Курск

Шульгин Иван Юрьевич

аспирант кафедры общей биологии и экологии, Курский государственный университет,

РФ, г. Курск

COMPARATIVE ANALYSIS OF THE LEVEL OF SPONTANEED MUTAGENESIS IN RESIDENTS OF ZHELEZNOGORSKY DISTRICT IN 2018

 

Thi Hoa Nguyen

postgraduate student, Kursk State University,

Russia, Kursk

Elena Trubnikova

Dr. biol. Sciences, Associate Professor, Head, Professor, Kursk State University,

Russia, Kursk

Galina Komkova

cand. biol. sciences, senior lecturer Kursk Regional Clinical Hospital, Kursk State Medical University,

Russia, Kursk

Marina Zheleznova

doctor of the highest qualification category, doctor and laboratory geneticist Kursk Regional Clinical Hospital,

Russia, Kursk

Marina Radionova

cand. biol. Sciences, Researcher Kursk State University,

Russia, Kursk

Ivan Shulgin

postgraduate Student, Department of General Biology and Ecology Kursk State University,

Russia, Kursk

 

АННОТАЦИЯ

В работе представлены результаты сравнительного анализа уровня спонтанного мутагенеза у жителей Железногорского района и города Курска Курской области. В результате было установлено, что среднее значение уровня хромосомных аберраций у жителей города Курска составило 1,96±1,64, в то время как среднее значение уровня хромосомных аберраций у жителей Железногорского района достигало 4,50±1,87, что достоверно в 2,3 раза превышало уровень контрольной группы (г. Курск).

ABSTRACT

This work presents the comparative analysis results of spontaneous mutagenesis in residents of Zheleznogorsk area and Kursk city (in Kursk region). The average chromosomal aberrations valua of Kursk city's residents was around 1,96 ±1,64, while the average CA value of Zheleznogorsk region's residents reached 4,50±1,87, which was approximately 2,3 times higher than the control group level (of Kursk city)

 

Ключевые слова: спонтанный мутагенез, хромосомные аберрации, Курская область, Железногорский район.

Keywords: spontaneous mutagenesis, chromosomal aberrations, Kursk region Zheleznogorsk area.

 

Работа выполнена в рамках проекта «Анализ состояния генофонда Курской области как способ апробации профессиональных компетенций исследователей-генетиков» по Соглашению о предоставлении из федерального бюджета гранта в форме субсидии юридическим лицам – победителям Всероссийского конкурса молодежных проектов среди образовательных организаций высшего образования в 2018 году.

 

Согласно Постановлению Правительства Российской Федерации от 18.12.1997 г. № 1582 «Перечень населенных пунктов, находящихся в границах зон радиоактивного загрязнения вследствие катастрофы на Чернобыльской атомной электростанции» (АЭС) Железногорский район Курской области находится в зоне загрязнения радионуклидами. По данным комитета здравоохранения Курской области, в период 2006-2016 гг. заболеваемость жителей онкологическими заболеваниями в Железногорском районе резко увеличилась. Так, в 2016 г. этот  показатель составил 71,19 человек на тысячу населения, что в 2,5 раза больше по сравнению с 2006 г.  

На сегодняшний день огромное внимание уделяется состоянию окружающей среды. Изучение и контроль качества условий жизни являются важными проблемами в сфере здравоохранения населения, особенно в территориях, подвергающихся нагрузке со стороны техногенных факторов среды. Генетические изменения являются одними из основных отдаленных негативных эффектов, вызванных аварией на Чернобыльской АЭС. Они могут быть обнаружены с помощью процедур генетического мониторинга [6; 7].

Лимфоциты периферической крови человека считаются предпочтительной популяцией клеток для большинства исследований генетического мониторинга. Одним из основных преимуществ использования циркулирующих лимфоцитов является их контакт со многими тканями организма, что обеспечивает более комплексную меру биологического ответа на химическое воздействие [3].

Для выявления хромосомных аберраций в метафазе клеток применяется метод преждевременной конденсации хромосом. Следовательно, хромосомные аберрации могут быть вызваны многими различными типами мутагенных агентов и различными механизмами. Ионизирующее излучение и радиомиметические химические вещества вызывают образование аберраций хромосомного типа, в то время как большинство химических веществ вызывают аберрации хроматидного типа. Обнаружение хромосомных аберраций в обследуемой популяции рассматривается как патобиологический ответ на воздействие факторов среды и как признак потенциальных долгосрочных последствий для здоровья [8].

В связи с этим определение уровня спонтанного мутагенеза является необходимым и значимым в оценке следа радиоактивного загрязнения наравне с влиянием техногенных факторов на проживающих в Железногорском районе. Город Курск в данном исследовании может считаться экологически чистой территорией по сравнению с Железногорским районом.

Цель работы: оценка уровня спонтанного мутагенеза у жителей Железногорского района Курской области.

Материалы и методы

Для исследования была использована периферическая кровь доноров возрастом от 18 до 62 лет, разделяющихся на 2 группы по месту жительства:

– первая группа (обследуемая) включала 25 лиц, проживающих в Железногорском районе. Эту группу составляли 84% работников производственной сферы, 16% студентов; по половой принадлежности – 72% мужчин, 28% женщин. Все работники трудились во вредных условиях: пыль, шум, вибрации, охлаждение, высокая температура, стресс, химические вещества и т. д.;

– вторая группа (контроль) включала 23 жителя города Курска, распределение по полу было следующим: 61% – женщины, 39% – мужчины, по занятости: 30% составляли госслужащие, 32% – студенты, 30% – рабочие, 8% – неработающие.

Донорами являлись здоровые добровольцы, некурящие, не злоупотребляющие алкоголем, не проходившие рентгенологические исследования в течение последних трех месяцев, не имевшие вирусных заболеваний в течение последних трех месяцев, не принимавшие сильнодействующих препаратов в течение последних трех месяцев.

Культивирование лимфоцитов периферической крови обследованных лиц проводилось общепринятым методом, предложенным Hungerford и Moorhed, с небольшими модификациями. Соблюдались единые условия забора крови, культивирования и фиксации. Забор крови производился в стерильные флаконы, содержащие гепарин в соотношении 1:20. Культивирование крови проводилось в течение 48-50 часов при температуре 37°С. За 2 часа до фиксации в культуральную смесь вводили раствор колхицина в конечной концентрации 0,5 мкг/мл. Фиксацию культур проводили общепринятым методом. Препараты готовили раскапыванием осадка клеточной суспензии на влажные охлажденные стекла; после высушивания окрашивали азур-эозином и шифровали. От каждого обследуемого лица анализировали по 100 метафазных пластинок.

Банк данных формировался и обрабатывался статистически с использованием программ STATISTICA 10.0.

Анализ результатов исследования включал традиционные методы стандартной статистики с оценкой среднего количества клеток с аберрациями, хромосомных аберраций (включая все типы) и их ошибок. Оценка достоверности проводилась с помощью t-критерия Стьюдента.

Результаты исследования

В ходе проведенных цитогенетических исследований были выявлены различные аномалии хромосомного и хроматидного типа. Все полученные данные были внесены в таблицу 1 в виде M±Std.Dev, где М – среднее значение, Std.Dev – стандартное отклонение.

Из таблицы 1 следует, что среднее значение уровня хромосомных аберраций у жителей Железногорского района составляет 4,50±1,87, достоверно в 2,3 раза выше по сравнению с тем же показателем у контрольной группы (1,96±1,64) (p<0,05). При этом аберрации хроматидного типа встречаются чаще, чем хромосомного типа.

Таблица 1.

Цитогенетические показатели исследованных групп

Районы

Количество

аберраций на

100 клеток

Аберрации хромосомного типа на 100 клеток

Аберрации хроматидного типа на 100 клеток

Парные фрагменты

Хромосом-ные обмены

Одиночные фрагменты

Хроматид-ные обмены

г. Курск

(контроль)

1,96±1,64

0,52±0,73

0,04±0,21

1,39±1,34

0,05±0,21

Железногорский район

4,50±1,87*

0,83±1,01

0,04±0,20

3,63±1,74*

0

Примечание: * Достоверность различий по сравнению с результатами измерений в контрольной пробе по критерию Стьюдента (р<0,05).

 

Частота встречаемости аберраций хромосомного типа (парных фрагментов и хромосомных обменов) в Железногорском районе больше, чем в городе Курске, но статистически достоверное различие не было выявлено.

Среди аберрации хроматидного типа в контрольной группе присутствуют и одиночные фрагменты, и хроматидные обмены, а в опытной группе отмечено только наличие одиночных фрагментов. Вместе с этим уровень одиночных фрагментов (3,63±1,74) у жителей Железногорского района достоверно увеличился в 2,6 раза по сравнению с контролем (1,39±1,34) (p<0,05).

Увеличенный уровень парных фрагментов у обследуемых лиц (Железногорский район) по сравнению с контролем может быть связан с воздействием негативных отдаленных эффектов от аварии на Чернобыльской АЭС [4]. Преобладание одиночных фрагментов в спектре хромосомных аберраций у жителей Железногорского района может быть объяснено тем, что 84% доноров имеют контакт с химическими веществами и другими профвредностями. Согласно полученным данным, аберрации хроматидного типа (одиночные фрагменты и хроматидные обмены) учитывались как индуцированные химическими мутагенами, в то время как образование аберраций хромосомного типа связано с радиационным воздействием [1]. Все эти факты приводят к повышению среднего уровня хромосомных нарушений у жителей Железногорского района по сравнению с контролем (г. Курск).

На основании полученных данных можно констатировать, что среднее значение уровня хромосомных аберраций у жителей г. Курска (1,96±1,64) находится в интервале нормы спонтанного мутагенеза (1-3%) и не превышает общий уровень по Российской Федерации (2,13 в конце 90-х – начале 2000 годов). Однако показатель спонтанного мутагенеза у жителей в Железногорском районе в 2 раза больше этого показателя по Российской Федерации (2,13) при сравнении с периодом в конце 90-х – начале 2000 годов [2; 5].

Таким образом, в результате исследования был рассчитан уровень спонтанного мутагенеза у жителей Железногорского района в сравнении с показателями уровня спонтанного мутагенеза у жителей города Курска. На основании полученных данных можно сделать вывод, что часть населения этого района в настоящее время хронически подвергается воздействию неблагоприятных антропогенных факторов сочетанной природы.

 

Список литературы:

  1. Анализ состояния генетического аппарата человека и его использование в оценке экологической напряженности различных зон современной городской популяции / В.П. Иванов, Л.А. Гребеник, Г.П. Быканов и др. // Медико-социальные и экологические проблемы Курского региона: Мат-лы учредительных сессий Курского центра МАИ и АЕН. – Курск, 1994. – С. 147-168.
  2. База данных для анализа количественных характеристик частоты хромосомных аберраций в культуре лимфоцитов периферической крови человека / Н.П. Бочков, А.Н. Чеботарев, Л.Д. Катосова, В.И. Платонова // Генетика. – 2001. – Т. 37, № 4. – С. 549-557.
  3. Культура лимфоцитов как тест-объект для изучения генетических последствий у лиц, контактирующих с мутагенами / Н.П. Бочков, B.C. Журков, Н.П. Кулешов, К.Н. Яковенко // Докл. АН СССР. – 1974. – Т. 218, № 2. – С. 463-465.
  4. Оценка уровня спонтанного мутагенеза среди жителей промышленного района г. Курска / В.П. Иванов, И.А. Мандрик, М.А. Железнова, Г.В. Комкова // Актуальные проблемы профессиональной и экологической патологии: Мат-лы конф. – Курск, 1994. – С. 70-71.
  5. Результаты многолетнего исследования спонтанного мутагенеза на территории г. Курска и Курской области / И.А. Мандрик, В.П. Иванов, М.А. Железнова, Г.В. Комкова // Мат-лы съезда «Генетика в XXI веке: современное состояние и перспективы развития». – М., 2004. – Т. 2. – С. 490.
  6. Уровень спонтанного мутагенеза в Курской области в рамках оценки генетических последствий чернобыльской катастрофы / Г.В. Комкова, М.А. Железнова, Е.В. Трубникова, В.П. Иванов // Auditorium. Электронный научный журнал Курского государственного университета. – – № 3 (15).
  7. Хромосомные нарушения у жителей самбургской тундры в условиях экологического неблагополучия / А.В. Пономарева, В.Г. Матвеева, Л.П. Осипова, О.Л. Посух // Сиб. экол. журн. – 2000. – № 1. – C. 67-71.
  8. Частота цитогенетических нарушений в лимфоцитах периферической крови у жителей Орловской области, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях после чернобыльской аварии / А.В. Севанькаев и др. // Радиация и риск. – 2003. – Спец. вып. – С. 87-95.