CC BY
18
УДК 575+57.04
В. В. Пожарская, Д. А. Петрашова
ЧАСТОТА ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ В ЛИМФОЦИТАХ ДЕТЕЙ, ПРОЖИВАЮЩИХ В МУРМАНСКОЙ И МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТЯХ
Аннотация
В данной статье приводятся результаты цитогенетических исследований на лимфоцитах детей, проживающих в Мурманской и Московской областях. Значимого влияния фактора проживания в высоких широтах относительно средней полосы России на процесс пролиферации лимфоцитов выявлено не было. Однако меньшее число 3- и 4-ядерных лимфоцитов в пуле культивированных лимфоцитов у подростков, проживающих в Мурманской обл., на фоне большего общего числа многоядерных лимфоцитов позволяет предположить, что влияние региональных условий проживания проявляется в различной скорости деления клеток.
Ключевые слова:
лимфоциты, дети, скорость деления клеток, высокие широты.
V. V. Pozharskaja, D. A. Petrashova
CYTOGENETIC DISTURBANCES FREQUENCY IN LYMPHOCYTES OF THE CHILDREN LIVING IN MURMAN AND MOSCOW REGIONS
Abstract
The results of cytogenetic studies on lymphocytes of children living in the Murmansk and Moscow regions are given in this article. The significant influence of the residence factor in high latitudes relative to the central Russian band on the lymphocytes proliferation was not revealed.
Keywords:
lymphocytes, children, cell division rate, high latitudes. Введение
Проведенные ранее исследования показали, что население Севера по ряду показателей отличается более высокой заболеваемостью, чем в среднем по России [1]. При этом определенный вклад в заболеваемость жителей арктического региона вносят высокоширотные космо- и гелиофизические агенты, ассоциированные с солнечной активностью [2]. Проживание на Севере повышает чувствительность к воздействию высокоширотных факторов среды и сужает адаптационный диапазон.
Микроядра в лимфоцитах являются маркером различных типов хромосомных нарушений [3], поскольку известно, что микроядра являются небольшими структурами, образующимися в результате отставания хромосом и их фрагментов в процессе митотического деления [4]. Вероятно,
высокоширотные факторы среды могут оказывать влияние на процесс деления клеток, в результате чего может меняться частота цитогенетических нарушений в клетках лимфоцитов относительно аналогичных клеток у проживающих в средних широтах людей.
Материалы и методы исследований
Микроядерный тест проводили на ФГА-стимулированных лимфоцитах цельной периферической крови человека в соответствии со стандартной методикой [5-7]. Долю двуядерных клеток с микроядрами оценивали относительно 1000 двуядерных клеток, цитокинез которых был остановлен цитохалазином В (ЦХВ), т. е. в клетках, проходивших первый митоз между 48 и 72 ч после стимуляции ФГА [8]. Оценка частоты встречаемости клеток с генетическими и цитологическими нарушениями [9] проводили на основе анализа не менее 1000 клеток на каждом препарате. На препаратах идентифицировали: одноядерные клетки, все многоядерные клетки без нарушений (2-, 3- и 4-ядерные клетки), все полиядерные клетки с микроядром или несколькими микроядрами, а также ядра с насечкой, вакуолизацию ядра, нарушения типа ядерных почек и протрузий. Микроядра идентифицировали как хроматиновые округлые тела с гладким непрерывным краем, размером не более 1/3 ядра, лежащие отдельно от основного ядра, не преломляющие свет, с интенсивностью окрашивания и рисунком хроматина, как у основного ядра, и находящиеся в одной плоскости с ядром [9].
Анализ препаратов проводили с помощью микроскопа AXIOSTAR PLUS (Karl Zeiss, Германия) (об. 15х ок. 40, 100), оснащенного камерой CoolSNAPes (Photometries) с цифровой системой регистрации и обработки изображения на базе ПЗС (Media Cebernetics, Inc.). Все полученные данные вносились в реляционную многопользовательскую базу данных [10].
Статистическая обработка материала проводилась в соответствии с рекомендациями, подготовленными на основе руководящих принципов для проведения исследований с использованием микроядерного теста, разработанных на втором заседании «Международной рабочей группы по оценке генотоксичности» (Вашингтон, США, 25-26.03.1999). Согласно данным рекомендациям, выбор статистических методов анализа должен определяться характером распределения. Особо отмечается, что статистическая значимость не должна быть единственным фактором для определения положительных результатов, руководствоваться необходимо биологическим смыслом обнаруженного явления [3].
Материалом для исследования служили образцы периферической крови 33 детей в возрасте от 14 до 18 лет, проживающих на территории Мурманской обл., забор которой был произведен в 2014-2017 гг. Группа детей была представлена 23 подростками Ловозерского (с. Ловозеро, n = 13; с. Краснощелье, n = 10) и 13 школьниками из Апатито-Кировского района. Полученная выборка детей, проживающих в селах Ловозеро и Краснощелье, охватывает практически все детское население данной возрастной группы [11].
Группа сравнения была представлена школьниками старших классов (20 человек, возраст 14-18 лет), проживающими в Серпуховском районе Московской обл., забор венозной крови был произведен в 2016 г.
Результаты и их обсуждение
В ходе проведенных исследований установлено, что число бинуклеарных лимфоцитов с микроядром в культуре лимфоцитов, полученных из периферической крови подростков, проживающих в различных населенных пунктах Мурманской обл., варьировало незначительно (от 16,8 ± 1,5 до 21,3 ± 2,4). При сравнении полученных данных не было выявлено значимых различий в частоте встречаемости двуядерных лимфоцитов с микроядром среди подростков сельских поселений и города. Также не выявлено достоверных отличий у детей, проживающих в высоких широтах, (18,5 ± 1,2) относительно проживающих в Московской обл. (18,2 ± 1,2) (табл. 1). Это свидетельствует о не значительном влиянии высокоширотного фактора на частоту встречаемости бинуклеарных лимфоцитов с микроядром у подростков.
Таблица 1
Встречаемость двуядерных лимфоцитов с микроядром у подростков (14-18 лет), проживающих в Мурманской и Московской областях (на 1000 клеток)
Регион Число бинуклеарных лимфоцитов
без микроядра с микроядром
Мурманская обл. (п = 33) Московская обл. (п = 20) 981,5 ± 1,2 981,8 ± 1,2 18,5 ± 1,2 18,2 ± 1,2
Анализ пула культивированных лимфоцитов, содержащего клетки с различным числом ядер (1,2,3,4) и полученного из венозной крови подростков, проживающих в разных населенных пунктах Мурманской обл., показал, что нет достоверных различий в частоте встречаемости как бинуклеарных лимфоцитов с микроядром, так и содержащих иное число ядер в клетках, имеющих микроядро. Но у проживающих в городе школьников старших классов имеется тенденция к увеличению числа бинуклеарных лимфоцитов без микроядра (957,6 ± 7,0), относительно сельской местности (от 921,8 ± 8,2 до 923,6 ± 8,4 в различных селах Мурманской обл.). В целом в городе частота также меньше встречаемости в крови подростков лимфоцитов с микроядрами (25,2±3,9 против 30,4 ± 2,8 и 31,8 ± 3,6 в сельской местности). При сравнении встречаемости лимфоцитов с микроядром у подростков (14-18 лет), проживающих в различных регионах, значимых различий ни по одному из параметров встречаемости клеток с микроядрами не выявлено (табл. 2).
При оценке частоты встречаемости полиядерных лимфоцитов у подростков, проживающих в разных регионах, установлено, что в средних широтах число полиядерных клеток без микроядер ниже, чем в высоких широтах (948,5 ± 3,6 против 957,2 ± 3,3). Это связано с более высокой частотой встречаемости в культуре лимфоцитов клеток, содержащих 3 или 4 ядра (табл. 3). Что может свидетельствовать о незначительной разнице в скорости пролиферации клеток у подростков, проживающих в разных регионах.
Таблица 2
Встречаемость лимфоцитов с микроядром у подростков (14-18 лет), проживающих в различных регионах (на 1000 клеток)
Регион Число бинуклеарных лимфоцитов Число клеток содержащих микроядра, без учета двуядерных лимфоцитов Всего клеток с микроядром
без микроядра с микроядром
Мурманская обл. (п = 33) Московская обл. (п = 20) 933,5±5,3 921,1±5,5 17,2±1,1 17,0±1,1 11,9±1,2 12,5±1,3 29,2±2,0 29,5±2,2
Таблица 3
Частота встречаемости полиядерных лимфоцитов у подростков, проживающих в разных регионах (на 1000 клеток)
Регион Число полиядерных лимфоцитов Число полиядерных лимфоцитов, без учета бинуклеарных лимфоцитов
Мурманская обл. (п = 33) Московская обл. (п = 20) 957,2±3,3 948,5±3,6 23,7±4,2 27,4±3,9
Заключение
В ходе проведенных исследований не выявлено значимых различий в частоте встречаемости микроядер в лимфоцитах периферической крови подростков, проживающих в различных населенных пунктах одного района Мурманской области, а также разных районов в пределах области. Но имеющаяся тенденция к увеличению числа бинуклеарных лимфоцитов без аномалий деления (957,6 ± 7,0) и меньшая частота встречаемости лимфоцитов с микроядрами в крови проживающих в городе школьников, обучающихся в старших классах, относительно проживающих в сельской местности подростков (25,2 ± 3,9 против 30,4 ± 2,8 и 31,8 ± 3,6 в сельской местности), вероятно, может свидетельствовать о том, что значительное влияние на цитогенетический статус населения оказывают условия проживания, неотъемлемой частью которого является питание. Также не удалось выявить значимого влияния фактора проживания в высоких широтах относительно средней полосы России на процесс пролиферации лимфоцитов. Однако меньшее число 3- и 4-ядерных лимфоцитов в пуле культивированных лимфоцитов у подростков, проживающих в Мурманской
обл. (23,7 ± 4,2 против 27,4 ± 3,9 у подростков, проживающих в Московской обл.), на фоне большего общего числа многоядерных лимфоцитов (957,2 ± 3,3 против 948,5 ± 3,6) позволяет предположить, что влияние региональных условий проживания проявляется в различной скорости деления клеток.
Литература
1. Belisheva N. K., Petrov V. N. The Murmansk region's population health when implementing the strategy of the development of the Russian Federation's Arctic zone // Kola science centre transactions. 2013. T. 6 (19). C. 20.
2. Белишева Н. К., Талыкова Л. В., Мельник Н. А. Популяционные эффекты воздействия космических лучей в высоких широтах // Медико-биологические эффекты действия радиации: материалы междунар. конф. (10-11 апреля 2012 г.) / ФГУ ФМБЦ им. А. И. Бурназяна ФМБА России. М., 2012. C. 30.
3. Report from the In Vitro Micronucleus Assay Working Group / M. Kirsch-Volders et al. // Environmental and Molecular Mutagenesis. 2000. Vol. 35, No. 3. P.167-172.
4. , Wang X., Jarventaus H., Falck G. C. M., Norppa H., Fenech M. Origin of nuclear buds and micronuclei in normal and folate-deprived human lymphocytes / H. K. Lindberg et al. // Mutation Research-Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis. 2007. Vol. 617, No. 1-2. P. 33-45.
5. Fenech M., Morley A. Solutions to the kinetic problem in the micronucleus assay // Cytobios. 1985. Vol. 43, No. 172. P. 233-246.
6. Intra- and inter-laboratory variation in the scoring of micronuclei and nucleoplasmic bridges in binucleated human lymphocytes Results of an international slide-scoring exercise by the HUMN project / M. Fenech et al. // Mutation Research-Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 2003. Vol. 534, No. 1-2. P. 45-64.
7. 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. Vol. 89. P. 213-216.
8. Молекулярно-клеточные последствия аварии на ЧАЭС / И. И. Пелевина и др. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2011. T. 51, № 1. C. 154-161.
9. Tolbert P. E., Shy C. M., Allen J. W. Micronuclei and other nuclear anomalies in buccal smears-methods development // Mutation Research. 1992. Vol. 271, No. 1. C. 69-77.
10. Петрашова Д. А., Бурцев А. В. Разработка базы данных по микроядерному тесту на клетках человека // Вестник Кольского научного центра РАН. 2016. T. 2. C. 124-136.
11. Численность, размещение и возрастно-половой состав населения Мурманской области. Итоги Всероссийской переписи населения / Федеральная служба государственной статистики, Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Мурманской области. Мурманск, 2012. 75 с.
Сведения об авторах Пожарская Виктория Викторовна
к. б. н., н. с., НИЦ Медико-биологических проблем адаптации человека
в Арктике КНЦ РАН
E-mail: [email protected]
Петрашова Дина Александровна
к. б. н., ученый секретарь, НИЦ Медико-биологических проблем адаптации человека в Арктике КНЦ РАН E-mail: [email protected]
