CC BY
175. Asquith B, Zhang Y., Mosley A.J. et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2007. - V. 104. - № 19. - P. 8035-8040.
6. Becker R.L., Nylen E.S., White J.C. et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab, 2004. - V. 89. - № 4. - P. 1512-1525.
7. Chen J.Y., Yu W., Liu W.W. et al. // Zhonghua Lao Doyg Wei Sheng Zhi Ye Bing Za Zhi, 2007. - P. 279-281.
8. Corsini E, Kimber I. // Toxicol. Lett., 2007. -V. 168. - № 3. - P. 255-299.
9. Georgiev V.St., Albright J.E. // Immunomodulation drugs / Ann. of the N.-Y. Acad. Sci., 1993. - V. 685. - P. 284-602.
10. Hefaxi M, Maleki M.L., Mahmoudi M. et al. //Int. J. Dermatol., 2006. - V 45. - № 9. - P. 10251031.
11. Hsu H.Y., Lin B.F., Lin J.Y. et al. // J. Ag-ric. Food. Chem, 2003. - V. 51. - № 13. - P. 37633769.
12. Kim H.S. Eom J.H., Cho H.Y. et al. // J. Toxicol. Environ. Health, 2007. - V. 70. - № 15-16. - P. 1278-1287.
13. Romagnani S. // Immunol. Today, 1997. - V. 18. - № 6. - P. 263-266.
14. Strid J., Hourihane J., Kimber I. et al. // Eur. J. Immunol., 2004. - V. 34. - № 8. - P. 2100-2109.
Материал поступил в редакцию 21.02.08.
P.F.Zabrodskiy, V.G.Mandych, Ye.P.Zabrodskaya, A.V.Smurov, I.Kh.Yafarova FEATURES OF THE CYTOKINE PROFILE AT SUB-ACUTE POISONING BY TOXIFEROUS CHEMICALS
Saratov Military Institute of Chemical and Biological Safety
It was established in experiments on non-inbred rats that sub-acute poisoning by toxic agents (Russian VX, sulfur mustard and lewisite) induces changes distinctive for each toxic agent in the cytokine profile. Intoxication by R-VX causes a greater lesion of Th-1 cells as compared to Th-2 lymphocytes. Vesicants bring forth reduction of Th1- and Th2-lymphocytes functions in an equal way
УДК 612.222.014.46:546.74
М.Г.Домшлак, Е.Н.Макарова-Землянская
ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ООЦИТОВ МЫШЕЙ WR К ДЕЙСТВИЮ СУЛЬФАТА НИКЕЛЯ
ГУ Научно-исследовательский институт медицины труда РАМН, Москва
Однократное введение сульфата никеля в интервале доз 0,5—5,0 мг/кг (= 1/20 — 1/2 Limac) самкам мышей WR не индуцировало увеличения частоты доминантных летальных мутаций ни по одному из изучаемых показателей (гибели эмбрионов до имплантации, постимплантационной и общей) в ооцитах на разных стадиях созревания.
Ключевые слова: генетическая чувствительность, сульфат никеля, антральный ооцит, доминантные летальные мутации.
Введение. Генотоксический эффект никеля и его соединений установлен на молекулярном [18, 20, 23] и клеточном уровнях [7, 8, 27]. В то же время, практически отсутствуют данные о влиянии этих веществ на половые клетки. В частности, установлено, что однократное действие растворимых солей никеля (хлорида и нитрата) не вызывает увеличения частоты доминантных летальных мутаций (ДЛМ) в половых клетках мышей [12, 19], тогда как однократное введение сульфата никеля увеличивает как частоту ДЛМ в половых клетках на разных стадиях сперматоге-
неза, так и фрагментацию ДНК на стадии поздних сперматоцитов (0,5 мг/кг) [2, 3].
В доступной литературе не найдены экспериментальные данные относительно действия никеля и его соединений на ооциты лабораторных животных. В то же время, установлено влияние никеля и его соединений на репродуктивность женщин. Так, результаты эпидемиологического исследования работниц электролизных цехов гидрометаллургического производства, воздушная среда которых загрязнена никельсодер-жащим аэрозолем, показали увеличение часто-
ты спонтанных абортов в зависимости от уровня суммарной нагрузки никелем на производстве [6].
Необходимо отметить, что объём проведенных экспериментальных исследований по влиянию химических и физических факторов на ооциты лабораторных животных невелик. В основном, генетический эффект агентов изучен на клеточном уровне с использованием таких методов, как ДЛМ, рецессивные мутации в определённых локусах, цитогенетический анализ хромосом.
Анализ приведенных в литературе работ по влиянию химических и физических факторов на ооциты мышей, крыс, морских свинок, обезьян и др. показывает различную генетическую чувствительность ооцитов к действию агентов. Действие алкилирующих соединений на мышей до овуляции вызывает наиболее выраженный эффект. Так, однократное введение цито-статика — циклофосфамида (Ц) в дозе 75 мг/кг индуцирует наиболее высокую частоту абортов (до 56%) на этой стадии по сравнению с уровнем (19—31%) на ранних стадиях созревания ооци-тов. В то же время, значительное увеличение частоты уродств у плодов (до 33%) выявлено при действии Ц на ранние стадии созревания ооцитов [22]. Воздействие блеомицина (Б) и хлорам-буцила (ХБ) индуцирует выраженный мутагенный эффект: увеличение частоты локусных мутаций и ДЛМ только в зрелых ооцитах первого порядка. Кроме того, действие ХБ и Б вызывает значительное нарушение ДНК зрелых ооцитов (35%) [26]. Как видно из приведенных данных, проявление генетической чувствительности в половых клетках на разных стадиях оогенеза зависит от типа индуцированных мутаций. Рентгеновское облучение в дозах 100—400 рад увеличивало частоту ДЛМ в зрелых ооцитах и ооцитах первого порядка у морских свинок и золотистого хомячка. Заключено, что зрелые ооциты чувствительнее к облучению, чем ооциты на более ранних стадиях развития [11].
Внутривенное введение 239Ри в дозе 10 мкС1/кг массы тела самкам мышей первого поколения (С3Нх101^ не индуцировало увеличения частоты ДЛМ в ооцитах на всех стадиях оогене-за. При воздействии в дозе 20 мкС1/кг массы тела самкам мышей (С3Нх101^ через 3, 6 и 12 нд вызывало увеличение частоты ДЛМ (гибель эмбрионов до имплантации и незначительное до 12% постимплантационной гибели только через 12 нд после введения). В этот период выявлено значительное снижение фертильности самок и числа жёлтых тел по сравнению с этими показателями в контроле. Это доказывает, что действие изотопа вызывает гибель ооцитов. Результаты
гистологического и авторадиографического исследований показали, что действие 239Р индуцирует выраженное снижение массы яичников и увеличивает количество повреждённых фолликулов (токсический эффект). Авторы заключили, что гибель эмбрионов до имплантации может происходить вследствие морфологических нарушений ооцитов. Следовательно, только такой показатель, как «постимплантационная гибель эмбрионов» отражает истинно генетический механизм возникновения ДЛМ. Таким образом, действие 239Р на ооциты вызывает слабо выраженный генетический эффект [28].
Рентгеновское, у-излучение, нейтроны вызывают увеличение частоты ДЛМ и хромосомных аберраций (ХА) в зрелых ооцитах мышей. При хроническом воздействии изотопов, в частности трития, происходит их инкорпорирование в ДНК ооцитов мышей, вследствие чего изотоп вызывает генетический эффект. Выявлено, что тритий — 3H-Tdr в 100 раз менее эффективен по сравнению с тритием — 3НОН при воздействии на зрелые ооциты [29].
Хроническое введение трипафлавина (Т) в дозе 50х2 мг/кг/дн самкам мышей С3Н увеличивало частоту ДЛМ (гибель эмбрионов до имплантации и число погибших имплантаций на самку). При введении Т в дозе 50х2 мг/кг/дн самкам мышей NMRI возрастала частота ХА: анеуплоидия, гепы, сателитные ассоциации, поломки, делеции и др. в ооцитах на стадии мета-фазы II во все сроки исследования. Следовательно, при поступлении Т в организм мышей двух линий в ооцитах увеличивается частота ДЛМ и ХА как при однократном, так и хроническом воздействиях [9].
Таким образом, действие физических и химических факторов меняет генетическую чувствительность ооцитов на разных стадиях оогенеза в зависимости от структуры — активности соединения [29], тропности вещества, величины дозы [28], вида лабораторных животных [11] и типа индуцированных мутаций. Кроме того, мей-отические ооциты чувствительны к неблагоприятным воздействиям эндогенных и экзогенных факторов, нарушающих последовательность биохимических реакций во время созревания ооцитов [21].
Подобная закономерность установлена и на разных стадиях сперматогенеза [15, 16].
Исходя из сказанного, цель представленной работы — определение генетической чувствительности ооцитов мышей WR к действию сульфата никеля.
Материалы и методы исследования. Исследование проведено на однолокусной линии мышей WR. В качестве показателя использовали метод
Таблица
Частота ДЛМ в ооцитах мышей WR, индуцированная однократным введением сульфата никеля
Доза, мг/кг 0,5 1,0 5,0 Контроль
Самки 45 45 45 45
Беременные самки 32 28 25 30
Самцы 15 15 15 15
Фертильность, % 71 642 55 67
Жёлтые тела 286 258 241 263
Места имплантации 263 224 216 225
Живые эмбрионы 245 211 199 209
Погибшие эмбрионы 18 13 17 16
Гибель эмбрионов, % М±т до имплантации 8,0+1,1 13,2+2,2 10,4+2,0 14,5+2,2
общая 14,3±2,1 18,2+2,4 17,4+2,5 20,5+2,5
постимплантационная 7,0+1,6 5,8+1,6 8,0+1,8 7,2+1,7
«Доминантные летальные мутации» в половых клетках самок мышей.
Животным в желудок однократно вводили сульфат никеля в интервале доз 0,5—5,0 мг/кг (~ 1/2 — 1/20 Limac). Сразу после воздействия самок спаривали с интактными самцами (3^:1сО в течение 1, 2, 3 и 4 недели для определения частоты ДМЛ на различных стадия созревания фолликула: 1 нд — поздняя антральная стадия развития фолликула, 2 нд — стадия роста фолликула, 3 и 4 нд — ооциты, обработанные на стадии примордиальных фолликулов [24]. Частоту ДЛМ определяли на 18 день беременности согласно методическим рекомендациям [17]. Рассчитывали гибель эмбрионов до имплантации (отношение числа мест имплантаций к числу желтых тел), общую гибель (отношение числа погибших эмбрионов к числу желтых тел) и постим-плантационную гибель (отношение числа погибших эмбрионов к числу мест имплантаций).
Число мышей, использованных в опыте: самок — 180, самцов — 60.
Статистический анализ полученных данных проводили по критерию значения которых удовлетворяют условию Р = Р (|1 < для распределения Стьюдента.
Результаты и обсуждение. Действие сульфата никеля в дозах 1,0 и 5,0 мг/кг вызывало тенденцию снижения фертильности самок мышей, не снижая числа жёлтых тел, мест имплантаций и увеличения гибели эмбрионов (табл.). Как видно из приведенных результатов, однократное введение соли никеля в изучаемом интервале доз 0,5— 5,0 мг/кг не вызывало увеличения частоты ДЛМ в гетерогенной популяции ооцитах (от преову-ляторной стадии до зрелого ооцита) мышей ни по одному из изучаемых показателей.
Полученные результаты согласуются с данными литературы об отсутствии нарушении ре-продуктивности у мышей и крыс при однократном и хроническом воздействиях солей никеля [14].
Необходимо отметить, что мыши WR характеризуются высокой частотой мозаицизма, вызванной мутацией Dominant spotting viable (Wy) в W локусе 5-ой хромосомы [1, 4]. Эта мутация вызывает изменение онкогена c-kit рецепторной тирозинкиназы [10]. Высокая мутабильность ло-куса позволяет регистрировать увеличение частоты мутаций, индуцированное агентами на низких уровнях воздействия. Так, раннее было установлено, что однократное введение сульфата никеля на тех же уровнях 1,0 и 5,0 мг/кг индуцировало генетический эффект — увеличение частоты ДЛМ в половых клетках на разных стадиях сперматогенеза мышей WR. Воздействие соли никеля в дозе 0,5 мг/кг (~ 1/20 Limac) не увеличивало частоту ДЛМ в половых клетках ни на одной стадии сперматогенеза по сравнению с контрольным уровнем. Действие же этого гено-токсического соединения на уровне ~ 1/20 Limac индуцировало наиболее выраженный эффект — фрагментацию ДНК на молекулярном уровне [3].
Полученные результаты согласуются с данными литературы, свидетельствующими о большей генетической чувствительности мужских половых клеток по сравнению с ооцитами. Например, при действии ХБ и Б половые клетки самцов генетически чувствительнее зрелых ооцитов мышей по таким показателям, как локусные мутации, ДЛМ и нарушения ДНК [26].
Различие в генетической чувствительности половых клеток объясняется тем, что у самцов
сперматогенез протекает практически на протяжении всей жизни. В то время как самки рождаются с определенным числом ооцитов, созревание которых происходит при наступлении половой зрелости. Кроме того, число мутаций зависит от количества делений в половых клетках. Например, у человека сравнительно высокая частота мутаций может быть следствием различных факторов, но главный из них обусловлен большим различием в числе делений половых клеток. У женщин число делений клеток — величина постоянная, т. к. все ооциты формируются к пятому месяцу эмбрионального развития и только два последующих деления клеток происходят во время формирования яйцеклетки. Число делений половых клеток у женщины равно 24. У мужчин число делений половых клеток для формирующих стволовые сперматогонии во время онтогенеза до наступления половой зрелости составляет 30—31. Пять последующих делений происходит во время сперматогенеза; в течение года — 23 цикла сперматогенеза. Общее число клеточных делений у мужчин на протяжении жизни составляет приблизительно 310 делений. В большинстве случаев ошибка во время репликации ДНК приводит к возникновению крупных мутаций. На основании этого можно предположить, что частота мутаций у мужчин будет существенно выше, чем у женщин [13].
Рассчитано, что частота мутаций у самцов в 2—10 раз выше установленной у самок. Число новых мутаций у мужчин в 4 раза превышает число мутаций у женщин. Это увеличение обусловлено, в основном, мутациями, происходящими во время митоза половых клеток, которые делятся на протяжении всего репродуктивного периода жизни, как мужчин, так и самцов млекопитающих [25].
Таким образом, из приведенных данных литературы следует, что действие физических и химических факторов увеличивает частоту ДЛМ, повреждений хромосом, локусных мутаций, врожденных уродств [11, 26, 28] не только у экспериментальных животных, но нарушает и женскую репродуктивность [5, 7].
Для более объективной оценки генетической чувствительности ооцитов к действию химических и физических факторов необходимо продолжение исследований и разработка молекулярных методов.
Заключение. Полученные данные показывают, что однократное действие сульфата никеля не вызывает ни токсического (гибель эмбрионов до имплантации), ни генетического (пост-имплантационная гибель эмбрионов) эффектов в ооцитах мышей WR в установленных условиях проведения эксперимента.
Список литературы
1. Бландова З.К., Душкин В.А., Малашенко А.М. и др. // В кн. «Лабораторные животные для медико-биологических исследований». - М.: Наука, 1983. - С. 199.
2. Домшлак М.Г., Потапенко А.А., Макарова-Землянская Е.Н. // Бюллетень научного совета «Медико-биологические проблемы работающих», 2004. - № 4. - С. 36-40.
3. Домшлак М.Г., Елаков А.Л., Осипов А.Н. // Генетика, 2005. - Т. 41. - № 7. - С. 894-901.
4. Малашенко А.М., Суркова Н.И. // Цитология и генетика, 1979. - С. 387-391.
5. Реутова Н.В., Елканова З.З., Воробьева Т.И. и др. Оценка генетического влияния вольфрамо-мо-либденового комбината // Мат. V съезда Российского общества мед. генетиков. Часть III. Медицинская генетика, 2005. - Т. 4. - № 6. - С. 258.
6. Чащин В.П., Сидорин Г.И., Луковникова Л.В. и др. // Медицина труда и промышленная экология, 2003. - № 8. - С. 11.
7. Andersen O. // Environ Health Perspect., 1983. - V. 47. - P. 239-253.
8. Arrouijal F.Z., Marsin D., Hildebrand H.F. et al. // Mutagenesis, 1992. - V. 7 (3). - P. 183-187.
9. Basler A, Brucklacher M, Nobis F. et al. // Human Reproduction, 2001. - V. 16. - № 4. - Р. 632-637.
10. Chabot B., Stephenson D.A. et al. // Letters to Nature, 1988. - V 335. - P. 88.
11. Cox B.D., Lyon M.F. // Mutat. Res., 1975. -V. 28. - № 3. - P. 421-36.
12. Deknudt G.H., Leonard A. // Toxicology, 1982. - V. 25. - P. 289-292.
13. Dubrava Y.U. Instability of the human genome: mutation and DNA repair. //P. 2 -9.
14. Dunnic JK., Benson JM. et al. // Toxicology, 1989. - № 12. - P. 584-594.
15. Ehling J.M., Neuhauser-Klaus. Induction of specific-locus and dominant lethal mutations in male mice by in n - propyl and isoprpil metanesulfonate // Mut. Res., 1995. - V 328. - P. 73-82.
16. FomenkoV.N, DomchlakM.G., KatosovaL.D. et al. // Proceeding of the sixth Finish - Soviet Joint Symposium on Occupational Health. - Rovaniemi, 1987. - P. 26-31.
17. Generoso W.M., Piegosch W.W. //In Male Reproductive Toxicology - Methods in Toxicology, 1993. - P. 124-141.
18. Hartwig A., Mullenders L.H.F., Schlepegrell R. et al. // Cancer. Res., 1994. - V. 54. - P. 4045-4051.
19. Jacquet P., Mayence A. // Toxicol. Letter, 1982. - V. 11. - P. 193-197.
20. Lei Y.X., Chen J.K., Wu Z.L. // Teratog. Can-cirog. Mutagen., 2001. - V. 21 (6). - P. 463-471.
21. Mailhes J.B., Young D, Caldito G. et al. // Molecular Human Reproduction, 2000. - V. 6. - № 3. - P. 232-237.
22. Meirow D., Epstein M., Lewis H. et al. //Human production, 2001. - V. 16. - № 4. - P. 632-637.
23. Patierno S.R., Sugiyama M., Basilion J.P. // Cancer. Res., 1985. - V 45. - P. 5787-94.
24. Pedersen T. // Repr. Fertil, 1970. - V. 21. -P. 81-93.
25. Redfiell R.J. // Nature, 1994. - V. 369 (6476). - P. 145-147.
26. Russell L.B., Hunsicker P.R., Shelby M.D. // Mutat. Res., 1996. - V. 358. - P. 25-35.
27. Saxholm H.J.K., Reith A., Brogger A. // Cancer. Res., 1981. - V. 41. - Р. 4136-4139.
28. Searle A.G., Beechey C.V., Green D. et al. // International Journal of Radiation Biology, 1982. - V. 42. - № 3. - P. 235-244.
29. Tore S., Chinnie K.T., Lawrence G.S. et al. // IPPJ-REV, 1989 (0300). - V. 3 - P. 264-273.
Материал поступил в редакцию 29.04.08.
M.G.Domshlak, Ye.N.Makarova-Zemlyanskaya RESEARCH ON GENETIC SENSITIVENESS OF OOCYTES TO NICKEL SULFATE IN WR MICE
Institute of Occupational Health, Russian Academy of Medical Sciences, Moscow
A single administration of nickel sulfate in the dose range of 0.5 to 5.0 mg/kg (~1/20 — 1/2 Limac) to WR female mice did not induce greater incidence of dominant lethal mutations in respect to any indicators under investigation (death of embryos before implantation, after implantation and general one) in oocytes on different stages of maturation.
УДК 615.917:547.281.2
Н.Я.Головенко, В.Б.Ларионов, Н.В.Овчаренко, Ж.Н.Цапенко ТОКСИКОКИНЕТИКА АЦЕТАЛЬДЕГИДА В ОРГАНИЗМЕ БЕЛЫХ МЫШЕЙ
Физико-химический институт им. А.В.Богатского НАНУкраины, Одесса
Изучена токсикокинетика 114С-ацетальдегида в организме белых мышей при его внутривенном и интрагаст-ральном введениях. Установлено, что независимо от способа введения ацетальдегид быстро распределяется в организме, а также быстро элиминирует при интрагастральном способе введения, что выражается в увеличении общего клиренса. Соотношение концентраций радиоактивных продуктов в головном мозге и плазме крови свидетельствует о нелинейном процессе поступления ацетальдегида в мозг в интервале доз 10—20 мМоль/кг и о большей степени его проникновения в мозг по сравнению с этанолом.
Ключевые слова: ацетальдегид, токсикокинетика.
Введение. Ацетальдегид является одним из метаболитов этилового спирта, в значительной степени определяющим его токсичность даже при наличии специфических биохимических систем, обеспечивающих его дальнейшую биотрансформацию [1]. Острая токсичность ацетальдегида, вводимого в желудок, на порядок ниже его токсичности при введении внутривенно или внутрибрюшинно и практически не отличается от таковой для этилового спирта (так, для крыс при внутрижелудочном введении DL50 составляет 5,3 г/кг, тогда как для мышей при внут-рибрюшинном — 0,65 г/кг). Несмотря на общепризнанность ведущей роли ацетальдегида в токсикогенезе алкогольных интоксикаций [2, 3], в литературе не имеется сведений относительно
его токсикокинетики, которые могли бы быть использованы для построения описательных моделей его распределения в организме и прогнозирования исхода ацетальдегидзависимых интоксикаций. В связи с этим целью данной работы было изучение токсикокинетики ацетальде-гида в организме белых мышей при разных способах и дозах его введения.
Материалы и методы исследования. 114С-ацет-альдегид (1,47 Кю/моль, 54,4 ГБк/моль) получали окислением 114С-этанола. Для этого к 10 см3 114С-этанола добавляли по каплям раствор 25 г К2Сг2О7 и 22 см3 Н28О4 в 90 см3 Н2О, а образующийся ацетальдегид отводили с током углекислого газа через обратный (для удаления следов этанола и уксусной кислоты) и нисходящий хо-
