Нестабильность генома как индикатор состояния окружающей среды в Мурманской области

DOI: 10.35595/2414-9179-2021-4-27-333-346

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторе

В.В. Пожарская

ФГБУН ФИЦ Кольский научный центр РАН,
Апатиты, Россия;
E-mail: vika_pozharskaja@mail.ru

Аннотация

Данные различных исследователей свидетельствуют о том, что совместные эффекты природных и антропогенных факторов непосредственно влияют на характер территориальной заболеваемости жителей Крайнего Севера. При биомониторинге окружающей среды для оценки степени генотоксичности территорий сравнения широко применяется микроядерный тест на клетках человека. Цель исследований — изучение локальной ситуации с накоплением повреждений в лимфоцитах детей, проживающих в Мурманской области, с помощью микроядерного теста и выявление различий встречаемости двуядерных клеток и клеток с микроядрами, свидетельствующих о дестабилизации генетического материала, в результате действия внешнесредовых факторов и условий проживания.

В результате оценки цитогенетического статуса детского населения, проживающего на территориях сравнения (с. Краснощелье, с. Ловозеро, п.г.т. Умба, г. Апатиты) выявлены специфические территориальные особенности цитогенетического статуса детей, которые вероятно, ассоциированны с преобладающей заболеваемостью на территориях сравнения, и обусловлены особенностями территориальных генотоксических и токсических агентов.

Отмечены достоверные отличия по частоте встречаемости двуядерных лимфоцитов с микроядром у школьников при учете всех клеток (одноядерных, двуядерных, трехядерных, четырехядерных клеток, а также клеток, содержащих более 4 ядер) между с. Краснощелье Ловозерского района, с. Ловозеро (U = 45,0, р = 0,0009), п.г.т. Умба Терского района (U = 91,0, р = 0,0125) и г. Апатиты (U = 113,0, р = 0,0125). Также были отмечены достоверные отличия между частотой встречаемости клеток с микроядрами, среди клеток, не ответивших на митогенный сигнал (одноядерные) и содержащих более 2 ядер в лимфоцитах между подростками с. Краснощелья и населенных пунктов г. Апатиты (U = 109,0, р = 0,0093) и п.г.т Умба (U = 73,5, р = 0,0025).

При сравнении частоты встречаемости всех типов клеток, содержащих микроядра в лимфоцитах подростков, выявлены достоверные различия между частотой встречаемости таких клеток у подростков г. Апатиты и п.г.т. Умба (U = 97,0, р = 0,0036).

Ключ. слова

лимфоциты, Мурманская область, микроядерный тест, генотоксичность, биомониторинг, дети, школьники, жители Крайнего Севера

Список литературы

  1. Балева Л.С., Номура T., Сипягина А.Е., Карахан Н.М., Якушева Е.Н., Егорова Н.И. Цитогенетические эффекты и возможности их трансгенерационной передачи в поколениях лиц, проживающих в регионах радионуклидного загрязнения после аварии на Чернобыльской АЭС. Российский Вестник перинаталогии и педиатрии, 2016. № 3. С. 87–94. DOI: 10.21508/1027-4065-2016-61-3-87-94.
  2. Балева Л.С., Сипягина А.Е. Предикторы риска формирования радиационно-индуцированных стохастических заболеваний в поколениях детей из семей облученных родителей — актуальная проблема современности. Российский Вестник перинаталогии и педиатрии, 2019. № 64 (1). С. 7–14. DOI: 10.21508/1027-4065-2019-64-1-7-14.
  3. Белишева Н.К. Вклад высокоширотных гелиогеофизических агентов в заболеваемость населения Евро-Арктического региона. Вестник Уральской медицинской академической науки, 2014. № 2 (48). С. 5–11.
  4. Белишева Н.К., Мартынова А.А. Комплексный подход для выявления причин заболеваемости детского населения Кольского Севера Проблемы адаптации и дезадаптации человека в экстремальных условиях Арктики. Вестник Уральской медицинской академической науки, 2019. Т. 16. № 2. С. 78–85. DOI: 10.22138/2500-0918-2019-16-2-78-85.
  5. Белишева Н.К., Петров В.Н. Проблема здоровья населения в свете реализации стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации. Труды Кольского научного центра РАН, 2013. В.4. С. 151–173.
  6. Белишева Н.К., Талыкова Л.В., Мельник Н.А. Медико-биологический мониторинг — как средство оценки качества окружающей среды для здоровья населения на Севере. Материалы VII Северного социально-экологического конгресса, 2012. С. 93–111.
  7. Белишева Н.К., Талыкова Л.В. Связь некоторых патологических исходов беременности с источниками ионизирующей радиации в окружающей среде. Экологические проблемы северных регионов и пути их решения: Материалы V Всероссийской научной конференции с международным участием, 2014. Ч. 3. С. 151–155.
  8. Бяхова М.М. Анализ кариологических показателей у детей с бронхиальной астмой и в группе сравнения в г. Туле. Материалы II Всерос. научно-практ. конф. молодых ученых и специалистов «Окружающая среда и здоровье», 2007. С. 13–14.
  9. Горовая А.И., Климкина И.И. Использование цитогенетического тестирования для оценки экологической ситуации и эффективности оздоровления детей и взрослых природными адаптогенами. Цитология и генетика, 2002. Т. 36. № 5. С. 21–25.
  10. Ингель Ф.И. Качество жизни и индивидуальная чувствительность генома человека. Есть ли выход из порочного круга? Экологическая генетика, 2005. Т. 3. № 3. С. 38–46.
  11. Ингель Ф.И. Перспективы использования микроядерного теста на лимфоцитах человека, культивируемых в условиях цитокинетического блока. Ч. 1. Пролиферация клеток. Экологическая генетика, 2006. Т. 4. № 3. С. 38–54.
  12. Ингель Ф.И., Прихожан А.М., Цуцман Т.Е., Ревазова Ю.А. Оценка глубины стресса и ее использование при проведении генетико-токсикологических исследований на людях. Вестник Академии медицинских наук, 1997. № 7. С. 24–28.
  13. Ингель Ф.И., Ревазова Ю.А. Модификация эмоциональным стрессом мутагенных эффектов ксенобиотиков у животных и человека. Исследования по генетике, 1999. В.12. С. 86–103.
  14. Завадская Т.С., Михайлов Р.Е., Белишева Н.К. Анализ вкладов геофизических агентов и эндогенной микрофлоры в заболеваемость мужчин болезнями мочеполовой системы на Кольском Севере. Вестник Уральской медицинской академической науки, 2018. Т. 15. № 2. С. 162–175. DOI: 10.22138/2500-0918-2018-15-2-162-175.
  15. Калаев В.Н., Буторина А.К., Кудрявцева О.Л. Частота встречаемости клеток с микроядрами в плоском эпителии, полученном из соскобов с шейки матки женщин детородного возраста при различных физиологических состояниях, в норме и при воспалении. Естествознание и гуманизм, 2006. Т. 3. № 2. С. 22–23.
  16. Корсаков А.В., Трошин В.П., Михалев В.П., Жилин А.В., Жилина О.В., Воробьева Д.А., Короткова Н.С. Сравнительная оценка частоты цитогенетических нарушений в буккальном эпителии детей на экологически неблагополучных территориях Брянской области. Токсикологический Вестник, 2012. № 1. С. 29–34.
  17. Ляпунова Е.Р., Комарова Л.Н. Действие редко- и плотноионизирующего излучения на популяцию chlorella vulgaris. Радиация и риск, 2014. Т. 23. № 4. С. 55–64.
  18. Мейер А.В., Толочко Т.А., Минина В.И., Тимофеева А.А. Влияние полиморфизма генов репарации ДНК на кариологический статус клеток буккального эпителия человека при экспозиции радоном. Экологическая генетика, 2014. T. 12. № 1. С. 28–38.
  19. Мирецкий Г.И., Рамзаев П.В., Захарченко М.П., Лучкевич В.С. Радиационный фактор на Крайнем Севере России. Санкт-Петербург: ГНИКИ СКУ «Система», 1999. 132 с.
  20. Пелевина И.И., Афанасьев Г.Г., Алещенко А.В., Антощина М.М, Готлиб В.Я., Конрадов А.А., Кудряшова О.В., Лизунова E.Ю., Осипов А.Н., Рябченко Н.И., Серебряный А.М. Молекулярно-клеточные последствия аварии на ЧАЭС. Радиац. биология. Радиоэкология, 2011. Т. 51. № 1. С. 154–161.
  21. Прозоровский В.Б., Скопичев В.Г. Дистантное действие в патогенезе отравлений фосфоорганическими соединениями. Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии, 2004. Т. 3. № 3. С. 56–65.
  22. Сусков И.И., Кузьмина Н.С., Сускова В.С. Балева Л.С., Сипягина А.Е. Проблема индуцированной геномной нестабильности как основы повышенной заболеваемости у детей, подвергающихся низкоинтенсивному воздействию радиации в малых дозах. Рад. биология. Радиоэкология, 2006. Т. 46. № 2. С. 167–177.
  23. Хансон К.П., Комар В.Е. Молекулярные механизмы радиационной гибели клеток. М.: Энергоатомиздат, 1985. 150 с.
  24. Aghajanyan A., Kuzmina N., Suskov I., Sipyagina A., Baleva L. Analysis of Genomic Instability in the Offspring of Fathers Exposed to Low Doses of Ionizing Radiation. Environ Molecul Mutagenesis, 2011; V. 52 (5). P. 83–91.
  25. Balansky R.B., D’Agostini F., Zanacchi P., De Flora S. Protection by N-acetylcysteine of the histopathological and cytogenetical damage produced by exposure of rats to cigarette smoke. Cancer. Lett., 1992. V. 64 (2). P. 123–131.
  26. Bonassi S., Ugolini D, Kirsch-Volders M, Strömberg U, Vermeulen R, Tucker J.D. Human population studies with cytogenetic biomarkers: review of the literature and future prospectives. Environ Mol Mutagen., 2005. V. 54. P. 258–270.
  27. Calveley V.L., Khan M.A., Yeung I.W. et al. Partial volume rat lung irradiation: temporal fluctuations of in-field and out-of-field DNA damage and inflammatory cytokines following irradiation. Int. J. Radiat. Biol., 2005. V. 81 (12). P. 887–899.
  28. Chang J.L., Chen G., Lampe J.W., Ulrich C.M. DNA damage and repair measurements from cryopreserved lymphocytes without cell culture-a reproducible assay for intervention studies. Environ. Mol. Mutagen., 2006. V. 47 (7). P. 503–508.
  29. Chinnasamy N., Rafferty J.A., Hickson I. et al. O6-benzylguanine potentiates the in vivo toxicity and clastogenicity of temozolomide and BCNU in mouse bone marrow. Blood, 1997. 89 (5). P. 1566–1573.
  30. El-Zein R.A., Schabath M.B., Etzel C.J. et al. Cytokinesis-blocked micronucleus assay as a novel biomarker for lung cancer risk. Cancer Res., 2006. V. 66 (12). P. 6449–6456.
  31. Fenech M. Biomarkers of genetic damage for cancer epidemiology. Toxicology, 2002. V. 181. P. 411–416.
  32. Fenech M. Cytokinesis-block micronucleus cytome assay. Nat. Protoc., 2007. V. 2 (5). P. 1084–1104.
  33. Fenech M., Bonassi S., Turner J., et al. Human Micro Nucleus project. Intra- and interlaboratory variation in the scoring of micronuclei and nucleoplasmic bridges in binucleated human lymphocytes. Results of an international slide-scoring exercise by the HUMN project. Mutat Res., 2003. V. 534 (1–2). P. 45–64.
  34. Fenech M., Holland N., Zeiger E., Chang W.P., Burgaz S., Thomas P., Bolognesi C., Knasmueller S., Kirsch-Volders M., Bonassi S. The HUMN and HUMNxL international collaboration projects on human micronucleus assays in lymphocytes and buccal cells: past, present and future. Mutagenesis, 2011. V. 26 (1). P. 239–245.
  35. Fenech M., Morley A. Solutions to the kinetic problem in the micronucleus assay // Cytobios., 1985. V. 43 (172–173). P. 233–246.
  36. Hancock S., Nguyen T.K. Vo, Roza I. Goncharova, Colin B. Seymour, Soo Hyun Byun, Carmel E. Mothersill. One-Decade-Spanning transgenerational effects of historic radiation dose in wild populations of bank voles exposed to radioactive contamination following the chernobyl nuclear disaster. Environmental Research, 2020. V. 180. P. 2–5.
  37. Ryabokon N.I., Smolich I.I., Kudryashov V.P., Goncharova R.I. Long-term development of the radionuclide exposure of murine rodent populations in Belarus after the Chernobyl accident. Radiat. Environ. Biophys., 2005. V. 44. P. 169–181. DOI: 10.1007/s00411-005-0015-2.
  38. Tolbert P.E., Shy C.M., Allen J.W. Micronuclei and other nuclear anomalies in buccal smears: methods development. Mut. Res., 1992. V. 271. P. 69–77.
  39. Yager J.W., Sorsa M., Selvin S. Micronuclei in cytokinesis-blocked lymphocytes as an index of occupational exposure to alkylating cytostatic drugs. IARC Sci Publ., 1988. V. 89. P. 213–216.

Для цитирования: Пожарская В.В. Нестабильность генома как индикатор состояния окружающей среды в Мурманской области. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Географический факультет МГУ, 2021. Т. 27. Ч. 4. С. 333–346 DOI: 10.35595/2414-9179-2021-4-27-333-346

For citation: Pozharskaya V.V. Genome instability as an indicator of environmental state in the Murmansk region. InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2021. V. 27. Part 4. P. 333–346. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-4-27-333-346 (in Russian)