Начало формы




Скачать 100.07 Kb.
НазваниеНачало формы
Дата19.10.2012
Размер100.07 Kb.
ТипДокументы
Начало формы



УДК 575.224.23:599.323.4

КОЛУМБАЕВА С.Ж., БЕГИМБЕТОВА Д.А., ШАЛАХМЕТОВА Т.М., КАЛИМАГАМБЕТОВ А.М., УМБАЕВ Б.А.

ИЗУЧЕНИЕ ХРОМОСОМНЫХ АБЕРРАЦИЙ У КРЫС, ИНТОКСИЦИРОВАННЫХ НЕСИММЕТРИЧНЫМ ДИМЕТИЛГИДРАЗИНОМ

(Казахский национальный университет имени аль-Фараби)

С использованием теста по учету хромосомных аберраций показано, что несимметрич-ный диметилгидразин, один из компонентов ракетного топлива, при ингаляционном воздействии на крыс оказывал генотоксический эффект. Уровень хромосомных повреждений зависел как от дозы, так и продолжительности воздействия ксенобиотика.

В связи с обострением проблемы загрязнения окружающей среды физическими и хими-ческими факторами, способными поражать наследственные структуры живых организмов, возрос интерес к изучению их мутагенного эффекта. Большинство этих факторов являются продуктами хозяйственной деятельности человека, другие встречаются в природе. Экологически опасные факторы приводят к качественным и количественным нарушениям в экосистемах, к тем изменениям, которые оказывают влияние на жизнеспособность и адаптацию популяций, размножение, рост, поведение и выживание отдельных особей [1-7]. В связи с этим особую актуальность приобретает поиск, выявление, изучение и анализ потенциальной генетической опасности антропогенных факторов окружающей среды.
Практически все химические соединения потенциально представляют генетическую опасность для человека, однако, степень этой опасности для соединений, относящихся к различным классам, неодинакова. Распределение химических загрязнителей окружающей среды по степени потенциальной генетической опасности представляет собой сложную и не до конца решенную проблему. Сложность решения этой проблемы обусловлена определенными трудностями экстраполяции результатов, полученных при использовании различных тест-объектов, на человека [8].
В последние десятилетия одним из опасных загрязнителей природных экосистем стало ракетное топливо, в состав которого входит высокотоксичное соединение 1,1-диметилгидразин (1.1-ДМГ). Проблема загрязнения окружающей среды ракетным топливом и его компонентами приобретает особую остроту и для Казахстана, на территории которого располагается космодром «Байконур» [9]. Результаты российских и казахстанских комплексных экспедиционных работ, проводимых в местах падения остаточных частей космических ракет, свидетельствуют о наличии 1.1-ДМГ и продуктов его окисления в почве, воде и растениях в концентрациях, превышающих предельно допустимые. Рядом авторов показано, что в результате разлива и рассеивания таких компонентов ракетного топлива, как керосин, несимметричный диметилгидразин, его производных (диметиламин, тетраметилтетразен, нитрозодиметиламин) и других высокотоксичных соединений, на обширных территориях вокруг полигонов выгорает растительность, гибнут животные, ухудшается состояние здоровья населения. Очень часто уцелевшие при падении фрагменты отделяющихся частей ракет с остатками топлива используются местным населением в личных хозяйствах, что также представляет значительную угрозу для их здоровья [10-14].
В литературе встречаются немногочисленные данные о токсическом и канцерогенном действии производных гидразина, однако, практически отсутствует информация о влиянии 1.1-ДМГ на живые организмы, в частности, о его генотоксических свойствах [15-21].
В связи с выше изложенным, целью настоящего исследования явилось изучение мутагенного действия 1.1-ДМГ на лабораторных крыс при ингаляционном однократном и многократном (хроническом) воздействии.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В экспериментах было использовано 40 белых беспородных крыс-самцов с массой тела 220-250г, разделенных на VII групп (по 5 животных, в контрольной группе – 10 животных): I – интактные животные; II-IV – животные, получавшие ингаляционным путем 1.1-ДМГ в кон-центрации 205, 410 и 1028 мг/м3 (5,4; 10,8 и 26,8 мг/кг) в течение 1 часа (однократное воз-действие), и V-VII – животные, получавшие 1.1-ДМГ в тех же концентрациях по 1 часу еже-дневно в течение 10 дней (многократное, хроническое воздействие). Дозировка была выбра-на, исходя из имеющихся сведений о ЛД50=620 мг/м3 для крыс и ПДК для воздуха = 1мкг/м3 1.1-ДМГ для человека /ЕРА/. Ингаляционное воздействие на крыс осуществляли в специальном герметичном боксе, который вентилировали через специальные фильтры после затравки животных.
У животных после забоя забирали костный мозг из бедренной кости и готовили цито-логические препараты по общепринятой методике [22]. Препараты окрашивали азур-эозином по Романовскому-Гимза. Цитогенетический анализ осуществляли с помощью метафазного метода, определяли общую частоту и спектр хромосомных аберраций. Статистическую обработку полученных результатов проводили стандартными методами [23].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты изучения уровня и спектра хромосомных аберраций в клетках костного мозга крыс, подвергнутых однократному ингаляционному воздействию 1.1-ДМГ, представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Частота структурных нарушений хромосом, индуцированных 1.1- диметилгидразином в клетках костного мозга крыс при однократном ингаляционном воздействии

У животных, подвергнутых ингаляционному воздействию 1.1-ДМГ в дозе 5,4 мг/кг и 10,8 мг/кг, частота аберрантных клеток составила соответственно 1,59% и 1,65%, что достоверно не превысило контрольных значений (1,28%). Воздействие ксенобиотика на крыс в дозе 26,8 мг/кг привело к достоверному увеличению уровня аберрантных клеток, составивших 2,44% (p<0,01). У животных всех групп, включая контрольную, с разной частотой встречались метафазные клетки с двумя хромосомными аберрациями. Поэтому частота структурных нарушений хро-мосом на 100 метафаз была выше и составила у животных II, III и IV групп, соответственно, 1,69; 1,75; 2,92 и 1,49 в контрольном варианте. Сравнительный анализ полученных данных также показал, что генотоксический эффект 1.1-ДМГ проявлялся только при самой высокой дозе (p<0,001).
Спектр индуцированных аберраций хромосом был представлен как нарушениями хромо-сомного, так и хроматидного типов, также были выявлены микрофрагменты, выделенные в отдельную группу. Структурные мутации хромосомного типа были представлены парными концевыми делециями и центрическими кольцами, хроматидного типа – одиночными фраг-ментами и ацентрическими кольцами. У животных всех исследуемых групп с наименьшей частотой встречались структурные перестройки хромосомного типа. Увеличение выхода хромосомных аберраций происходило главным образом за счет нарушений хроматидного типа. В клетках костного мозга крыс, получавших наибольшую дозу 1.1-ДМГ, частота нарушений хроматидного типа увеличилась в 3 раза по сравнению с контролем и составила 1,59 на 100 метафазных клеток, в то время как в контрольной группе - 0,50 (p<0,001).
Результаты изучения уровня и спектра хромосомных аберраций в клетках костного мозга крыс, подвергнутых многократному ингаляционному воздействию 1.1-ДМГ, представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Частота структурных нарушений хромосом, индуцированных 1,1- диметилгидразином в клетках костного мозга крыс при многократном воздействии

При хроническом воздействии 1.1-ДМГ у животных всех опытных групп отмечено досто-верное увеличение уровня хромосомных повреждений по сравнению с интактными крысами. Однако наиболее высокая частота хромосомных аберраций наблюдалась у особей, подвер-гавшихся воздействию ксенобиотика в концентрации 10,8 и 26,8 мг/кг массы тела (p<0,001). В спектре структурных хромосомных нарушений превалировали аберрации хроматидного типа, представленные одиночными концевыми делециями, и микрофрагменты. Кроме того, при хроническом воздействии в клетках костного мозга крыс всех опытных групп были об-наружены полиплоидные и анеуплоидные наборы хромосом, практически отсутствовавшие у контрольных животных. Это может свидетельствовать как о задержке отдельных стадий митоза, так и нарушениях самого процесса деления, вызванных воздействием 1.1-ДМГ.
Сравнительный анализ частоты хромосомных аберраций, индуцированных различными дозами 1.1-ДМГ при хроническом воздействии, выявил дозозависимый эффект. С увеличе-нием концентрации ксенобиотика достоверно повышался выход структурных мутаций как по сравнению с контролем, так и предыдущими дозами. Так, с увеличением дозы 1.1-ДМГ с 5,4 до 10,8 мг/кг частота аберрантных клеток возросла с 1,88% до 2,45% (p<0,05), соответственно, а с увеличением дозы с 10,8 до 26,8 мг/кг – с 2,45% до 3,21% (p<0,05), соответственно. Увели-чение общего уровня мутирования у животных опытных групп по сравнению с интактными животными происходило за счет хромосомных нарушений хроматидного типа и микрофрагментов.
Как и в предыдущей серии экспериментов, в клетках костного мозга крыс, подвергшихся хроническому воздействию 1.1-ДМГ, были обнаружены клетки с более, чем одной хромосомной аберрацией, при этом частота таких многоаберрантных клеток не зависела от дозы экотоксиканта.
Сравнительный анализ результатов цитогенетического исследования клеток костного мозга крыс, однократно и многократно получавших различные дозы 1.1-ДМГ, свидетельствует о более выраженном мутагенном эффекте многократного воздействия изучаемого загрязнителя окружающей среды.
В настоящее время, как было отмечено ранее, в литературе практически отсутствуют сведения о генотоксическом действии несимметричного диметилгидразина на хромосомном уровне. Однако имеющиеся данные литературы о мутагенном действии гидразина, производным которого является 1.1-ДМГ, свидетельствуют о том, что гидразин индуцирует генные и хромосомные мутации в различных тест-системах. Кроме того, отмечается, что гидразин опосредованно алкилировал ДНК в гепатоцитах грызунов, а также повреждал ДНК in vitro [24]. Возможно, 1.1-ДМГ является источником введения в молекулы ДНК метильной группы (-СН3). Известно, что метилирование азотистого основания гуанина снижает проч-ность его связи с дезоксирибозным остатком, в результате чего модифицированные основа-ния выпадают и остаются апуриновые пробелы. В итоге в молекуле ДНК образуются одноце-почечные или двухцепочечные разрывы. Предполагается, что разрывы цепей ДНК по таким апуриновым пробелам – одна из причин возникновения хромосомных аберраций [1, 25].
Кроме того, молекулы ДНК непрерывно подвергаются воздействию различных факторов внешней среды, вызывающих генетические повреждения. Некоторые из этих повреждений сразу приводят к возникновению хромосомных аберраций или генных мутаций. Однако значительная их часть благодаря работе системы репарации устраняется. Возможно также, что высокотоксичный компонент ракетного топлива 1.1-ДМГ отрицательно воздействует на клеточную систему репарации, что в свою очередь приводит к переходу первичных повреждений в структуре ДНК в стойкие мутации.
Таким образом, результаты проведенных цитогенетических исследований свидетельствуют о том, что 1.1-ДМГ как при однократном, так и при хроническом (многократном) ингаляционном воздей-ствии на крыс оказывает выраженный генотоксический эффект, достоверно увеличивая частоту хро-мосомных аберраций в клетках костного мозга по сравнению с интактными животными. Степень му-тагенности ксенобиотика зависела от его дозы и продолжительности воздействия. Спектр индуциро-ванных хромосомных аберраций был представлен нарушениями как хромосомного, так и хроматид-ного типов, а также микрофрагмен-тами. Однако достоверное увеличение общей частоты структур-ных повреждений хромосом происходило, главным образом, за счет нарушений хроматидного типа и микрофрагментов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Босток К., Самнер Э. Хромосома эукариотической клетки. М.: Мир, 1981, 598с.
2. Rakhmetkaji I. Bersimbaev.Chromosome aberrations in occupational uranium miners of North Kazakhstan. // 8th International Conference on Enviromental Mutagens. / Fundamental and Molecular mechanisms of Mutagenesis. Shizuoka, Japan, 2001, Р.178.
3. Rakhmetkaji I. Bersimbaev. The family analysis of the chromosome aberration frequencies in the population of the Semipalatinsk nuclear test site. // 8th International Conference on Enviromental Mutagens. / Fundamental and Molecular mechanisms of Mutagenesis. Shizuoka, Japan, 2001, Р.59.
4. Бигалиев А.Б., Абилев С.К. Генетика и окружающая среда. Караганда: КарГУ, 1989, 141с.
5. Бигалиев А.Б. Генетические эффекты ионов металлов. Алматы: Наука, 1986, 133с.
6. Худолей В.В., Мизгирев И.В. Экологически опасные факторы. С-Пб., 1996, 186с.
7. Агаджанян Н.А., Ступаков Г.П., Ушаков И.Б., Полунин И.Н., Зуев В.Г. Экология, здоровье, качество жизни. Москва–Астрахань: Изд-во АГМА, 1996, 260с.
8. Богданов Н.А. Отравления гидразинпроизводными // Военно-медиц. журнал, 1972, №11, С.46-49.
9. Касимов Н.С., Гребенюк В.Б., Королева Т.В., Проскуряков Ю.В. Поведение компонентов ракетного топлива в почвах, водах и растениях // Почвоведение, 1994, №9, С.110-120.
10. Лебедев Г.Г., Мусийчук Ю. И., Клевцов В. И. Клиника, диагностика и неотложная помощь при острых отравлениях КЖРТ. М.: Медицина, 1984, С.122.
11. Иоффе Б.В., Кузнецов М.А., Протехин А.А. Химия органических производных гидразина. Под. ред. Б.В.Иоффе. Л.: ”Химия”, 1978, 224с.
12. М.А.Глазовская. Почвы мира. Основные семейства и типы почв. М.: Изд-во МГУ, 1972, 231с.
13. Брикун И.К., Козловский М.Т., Никитина Л.В. Гидразин и гидроксиламин и их применение в аналитической химии. Алма-Ата: Наука, 1967, 176с.
14. Цветков В.Ф., Пархимович Т.А., Дядицин Г.Н., Бабич Т.М. Состояние лесной растительности на космодроме “Плесецк” // Сб. “Экологические проблемы европейского Севера”. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 1996, С.73-90.
15. Авякан А.Х. Новые молекулярные критерии оценки токсического действия производных гидразина. Активные формы кислорода как ключевые агенты в механизме токсичности // Фармакология и токсикология, 1990, Т.53, №1, С.70-73.
16. Гадаскина И.Д., Филов В.А. Превращение и определение промышленных ядов в организме. Л.: Медицина, 1971, С.290.
17. Жидкие ракетные топлива. Справочник, М.: Институт биофизики, 1991, 263с.
18. Лебедев Г.Г., Мусийчук Ю. И., Клевцов В. И. Клиника, диагностика и неотложная помощь при острых отравлениях КЖРТ. М.: Медицина, 1984, 122с.
19. Пожарисский К.М., Вохмянин В.Н., Кулаков Н.А. и др. Влияние ритма введения 1,2- диметилгидразина на его канцерогенный эффект // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 1978, №3, С.337-340.
20. Денисов В.Л. О канцерогенной активности некоторых природных химических соединений гидразина // Вопросы онкологии, 1998, Т.32, №7, С.3-9.
21. Богданов Н.А. Отравления гидразинпроизводными // Военно-медиц. журнал, 1972, №11, С.46-49.
22. Графодатский А.С., Раджабли С.И. Хромосомы сельскохозяйственных и лабораторных млекопитающих. Новосибирск: Наука, 1988, 127с.
23. Рокицкий Н.Ф. Введение в статистическую генетику. М.: Вышейшая школа, 1978, 253с.
24. Гигиенические критерии состояния окружающей среды для гидразина. Всемирная организация здравоохранения. Женева, 1991, 75с.
25. Дубинин Н.П., Пашин Ю.В. Мутагенез и окружающая среда. М.: Наука, 1978, 130с.

***

Хромосомалыº аберрацияларды есепке алу сынама¹ы ракета¹а ºолданылатын жанармайды» компоненті симметриялы емес диметилгидразинні» егеуº½йрыººа тыныстану кезінде генотоксиндік ¸серін к¼рсетті. Хромосомалыº заºымдану де»гейі ксенобиотикті» м¼лшері ж¸не ¸сер ету ½заºты¹ына т¸уелді екені аныºталды.

***

It was shown the genotoxic effect of the asymmetrical dimethylhydrazine - one of the components of rocket fuel, at inhalation influence on rats. The degree of chromosomal damages depends on its doze and duration of influence.







Конец формы

Похожие:

Начало формы iconНачало формы Конец формы Герберт Уэллс. Облик грядущего (сценарий)
Это прежде всего зрелищный фильм. Он показывает, как современная война разрушает мир, как разрывается ткань общества, как мир опустошает...
Начало формы iconТезисы доклада Начало формы
О связности веб-сайтов Петрозаводского государственного университета на административном каркасе
Начало формы iconТезисы доклада Начало формы
Проекты и перспективы развития Мультивендорного и академического консорциума в области икт
Начало формы iconМетодические рекомендации по использованию учебников. Загладин Н. В. и др Начало формы
Тестовые задания по истории России. 10 кл. В 2 ч. Ч кишенкова О. В., Иоффе А. Н
Начало формы iconПрограмма курса
...
Начало формы iconТезисы доклада Начало формы
Петрозаводский государственный университет/ Институт прикладных математических исследований Карельского научного центра Российской...
Начало формы iconТезисы доклада Начало формы
О веб-сайтах информационного веб-пространства Петрозаводского государственного университета
Начало формы iconНачало формы
В статье рассматриваются экологические особенности развития агроландшафтов Южного Казахстана. Большое внимание уделено как природным,...
Начало формы icon«…видно память моя однобока…»
Ибо здесь начало начал. Начало наших предрассудков и стереотипов, начало всего плохого и того хорошего, что в нас есть. Еще одна...
Начало формы iconКонкурс-фестиваль «Начало»
Информационное письмо о 10-м Открытом Межрегиональном конкурсе-фестивале литературно-художественного творчества «начало»
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница