Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ОЦЕНКА ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ У ВЗРОСЛЫХ ФЕРТИЛЬНОГО ВОЗРАСТА С ПОВЫШЕННОЙ КОНТАМИНАЦИЕЙ БИОСРЕД, ОБУСЛОВЛЕННОЙ ВОЗДЕЙСТВИЕМ ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ, ОБЛАДАЮШИХ МУТАГЕННОЙ АКТИВНОСТЬЮ

Землянова М.А., Щербина С.Г., Секирина Н.Н.
Проведено цитогенетическое и химико-аналитическое обследование 76 взрослых фертильного возраста, проживающих на промышленно-развитых территориях Пермского края, обратившихся за медико-генетической консультацией по поводу рождения ребенка с множественными врожденными пороками развития или аутосомными болезнями. Выявлено, что у лиц с полиморфными изменениями хромосом в кариотипе имеется высокая ксенобиальная нагрузка веществами, обладающими мутагенной активностью (свинцом, марганцем, хромом, никелем, бензолом, толуолом, этилбензолом, стиролом, формальдегидом).

Нарушение репродуктивного здоровья, высокая популяционная частота врожденных пороков развития у новорожденных (2-3 %), спорадический характер их возникновения в подавляющем большинстве случаев (до 95 %), высокая частота эмбриональных и плодовых потерь, обусловленных врожденными пороками развития (80-85 %), значимый вклад пороков развития в структуру причин младенческой смертности, заболеваемости и детской инвалидности определяют их чрезвычайное медико-социальное значение [10].

Популяционная частота хромосомных аберраций у новорожденных составляет 0,6-0,8 %, а у новорожденных с множественными ВПР она достигает 40 %. Среди факторов риска нарушений репродуктивного здоровья наряду с неуправляемыми (наследственными, соматическими, поло-возрастными) существенное значение приобретают техногенные химические факторы, обладающие репротоксикантной, тератогенной и мутагенной активностью и проникающие трансплацентарно [3, 7].

В настоящее время в условиях сохраняющейся неблагоприятной санитарно-гигиенической ситуации проживают 73 % всего населения Российской Федерации [4]. Устойчивое загрязнение атмосферного воздуха, питьевой воды и продуктов питания широким спектром химических соединений, в том числе генотоксикантов, обусловливают актуальность исследования воздействия техногенных химических факторов с мутагенной активностью на развитие хромосомных нарушений у населения.

Эти вопросы являются актуальными для промышленно развитых городов Пермского края, характеризующегося многопрофильным промышленным производством и наличием более 500 крупных и средних предприятий, обусловливающих поступление в атмосферный воздух и в водную среду водных объектов загрязнений с мутагенной активностью. Конечный патологический эффект при этом зависит не только от специфики мутагенного воздействия, но и генотипических особенностей метаболизма организма. В этой связи детектирование полиморфных изменений хромосом и возможных факторов, провоцирующих их патологическое проявление, приобретает особое значение.

Вышеизложенное определило цель настоящей работы - оценить цитогенетические хромосомные изменения у взрослых фертильного возраста, проживающих в условиях воздействия химических факторов среды обитания, обладающих мутагенными свойствами.

Для достижения поставленной цели оценены уровень и спектр контаминации крови и цитогенетические изменения у взрослых фертильного возраста, проживающих в условиях неблагоприятного воздействия техногенных химических факторов среды обитания.

Материалы и методы исследования

В ходе выполнения работы обследованием охвачено 76 человек, обратившихся за медико-генетической консультацией по поводу рождения ребенка с множественными врожденными пороками развития или аутосомными болезнями. Обследованные лица проживают на промышленно-развитых территориях Пермского края, характеризующихся стабильным загрязнением атмосферного воздуха химическими веществами, обладающими мутагенной активностью (свинцом, марганцем, хромом, никелем, бензолом, толуолом, стиролом, этилбензолом, формальдегидом).

Лабораторное диагностическое обследование взрослых включало в себя анализ числа и морфологической структуры хромосом стандартным цитогенетическим методом - кариотипированием, при выполнении которого руководствовались рекомендациями, принятыми в отечественной и международной клинической цитогенетике [2, 8], а также нормативными документами МЗ РФ [5]. Визуализацию препаратов осуществляли с использованием системы «Видео-Тест-Карио» версия 3.0. Заключение о кариотипе составляли в соответствии с правилами Международной номенклатуры хромосом ISCN - 2005 [9].

Химико-аналитическое исследование включало определение содержания в крови 9 компонентов, обладающих мутагенными свойствами (свинца, марганца, хрома, никеля, бензола, толуола, этилбензола, стирола, формальдегида), и цинка, при дефиците которого усиливается действие мутагенов. Металлы определяли с помощью атомно-абсорбционной спектрофотометрии, органические соединения - методом газовой хроматографии в соответствии с методическими указаниями «Сборник методик по определению химических соединений в биологических средах» [6]. В качестве критериев оценки контаминации биосред использовали уровни содержания исследуемых компонентов в крови практически здоровых лиц, проживающих в условиях относительного санитарно-гигиенического благополучия. Фоновый уровень - для органических соединений, референтные значения - для металлов [1]. Всего выполнено 836 исследований, в том числе 760 элементоопределений, 76 кариограмм.

Анализ информации проводили в пакете статистического анализа Statistica 6.0 и специально разработанных программных продуктов, сопряженных с приложениями MS-Office. Сравнение групп проводили методами непараметрической статистики с использованием двухвыборочного критерия Стьюдента (t). Зависимости между качественными и количественными признаками оценивали методом однофакторного дисперсионного анализа. В качестве критерия для проверки статистических гипотез в рамках дисперсионного анализа использовался критерий Фишера (F). Различия считали статистически значимыми при р ≤ 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты кариотипирования взрослых показали, что у всех обследованных индивидуумов патологический кариотип отсутствует, у большинства зарегистрирован нормальный кариотип (доля в структуре составила 81 %). В 19 % случаев наблюдались различные варианты нормального полиморфизма хромосом. Идентифицированы кариотипы с полиморфными изменениями одной хромосомы, характеризующиеся увеличением размеров спутников у 13, 14, 15, 21, 22 хромосомы и увеличением гетерохроматинового сегмента 1 и 9 хромосомы.
А также установлен полиморфизм двух хромосом в кариотипе, проявляющийся увеличением гетерохроматинового сегмента 9 хромосомы и спутников 22 хромосомы (46,ХХ,9qh+,22ps+ [12]) и увеличением гетерохроматинового сегмента 16 хромосомы и спутничных нитей 22 хромосомы (46,ХY,16qh+,22pstk+ [12]).

Анализ результатов химико-аналитического обследования взрослого населения фертильного возраста позволил установить, что у лиц, имеющих кариотип с полиморфными изменениями хромосом, имеются достоверно повышенные концентрации в крови ряда исследуемых соединений. У 100 % обследованных индивидуумов зарегистрировано превышение фонового уровня по формальдегиду в 9,9 раза (р = 0,029). Кроме этого, у обследованных в крови обнаружены бензол и толуол в 89 и 96 % случаев соответственно, данные вещества являются абсолютно чужеродными соединениями для организма человека. В 32 % случаев обнаружен стирол в крови, но достоверных различий с фоновыми уровнями не установлено (р = 0,069).

В 82 % случаев обнаружены повышенные концентрации хрома в крови, кратность превышения референтного уровня составила 6,6 раза (р = 0,007). Содержание никеля в крови исследуемых достоверно выше референтных концентраций в 8,8 раза (р = 0,013), марганца - в 2,1 раза (р = 0,036), свинца - 1,4 раза (р = 0,027). Доля обследованных с повышенными концентрациями металлов составила 35-91 %. На этом фоне установлен дефицит цинка в крови обследованных. Содержание цинка в 100 % случаев было достоверно ниже референтных значений в 1,3 раза (р = 0,003).

В результате исследования установлено наличие значимых различий по уровню контаминации крови никелем, хромом, марганцем, свинцом, формальдегидом, бензолом между обследованными лицами, имеющими нормальный кариотип и кариотип с полиморфными изменениями хромосом. Доля вклада каждого химического вещества в формирование хромосомных полиморфных изменений у обследованных взрослых составила 10-28 %.

Таким образом, обобщение полученных результатов исследования позволило установить, что у обследованных взрослых фертильного возраста с полиморфными изменениями хромосом в кариотипе выявлена высокая ксенобиальная нагрузка крови химическими веществами, обладающими мутагенной активностью (марганцем, никелем, хромом, свинцом, формальдегидом, бензолом, толуолом), с кратностью превышения фоновых/референтных уровней в 1,4-9,9 раза. Установление доли вклада исследуемых соединений, составившей 10-28 %, в формирование хромосомного полиморфизма позволяет предположить, что повышенная контаминантная нагрузка является фактором риска рождения ребенка с множественными врожденными пороками развития или аутосомными болезнями, что требует принятия своевременных мер профилактики.

Список литературы

  1. Клиническое руководство по лабораторным тестам / под ред. Норберта У. Тица / пер. с англ. под ред. В.В. Меньшикова. - М.: ЮНИМЕД-пресс, 2003. - 960 с.
  2. Кулешов Н.П. Современные методы в клинической цитогенетике. Современные проблемы в клинической цитогенетике: учебно-методическое пособие / под ред. Н.П. Кулешова. - М.: Наука, 1991. - С. 91-146.
  3. Ядерно-химическое производство и генетическое здоровье / С.А. Назаренко, Н.А. Попова, Л.П. Назаренко, В.П. Пузырев. - Томск: Печатная мануфактура, 2004. - 272 с.
  4. Онищенко Г.Г. Итоги и перспективы обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения Российской Федерации // Здравоохранение Российской Федерации. - 2008. - № 1. - С. 3-6.
  5. Приказ от 30.12.1993 № 316 «О дальнейшем развитии медико-генетической службы министерства здравоохранения Российской Федерации» (в ред. Приказов Минздрава РФ от 20.04.2001 № 125, от 05.08.2003 № 333).
  6. Сборник методик по определению химических соединений в биологических средах / МУК МЗ РФ № 763-99-4.1.779-99 - М., 1999.
  7. Токсикологическая химия. Метаболизм и анализ токсикантов: учебное пособие / под ред. Н.И. Калетиной. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 1015 с.
  8. eucromic: quality Guidelines and standarts for Genetic laboratories clinics in prenatal diagnosis on fetal samles obtained by invasive procedures // Eur. J. Hum. Genet. - 1998. - Vol. 5, № 6. - P. 342-350.
  9. ISCN (2005): An international system for human cytogenetic nomenclature / L.G. Shaffer, N. Tommerup // S. Karger, Basel. - 2005. - 130 p.
  10. Muller R.F., Jong I.D. Emery´s Elements of Medical Genetics. - Churchill, Livengstone, 2001. - P. 225-237.

Рецензенты:

Шур П.З., д.м.н., профессор кафедры «Экология человека и безопасность жизнедеятельности» Пермского государственного университета, г. Пермь;

Шмагель К.В., д.м.н., зам. директора по научным вопросам Института экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения РАН г. Пермь.


Библиографическая ссылка

Землянова М.А., Щербина С.Г., Секирина Н.Н. ОЦЕНКА ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ У ВЗРОСЛЫХ ФЕРТИЛЬНОГО ВОЗРАСТА С ПОВЫШЕННОЙ КОНТАМИНАЦИЕЙ БИОСРЕД, ОБУСЛОВЛЕННОЙ ВОЗДЕЙСТВИЕМ ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ, ОБЛАДАЮШИХ МУТАГЕННОЙ АКТИВНОСТЬЮ // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 6. – С. 74-76;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=21333 (дата обращения: 12.12.2019).

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