CC BY
246
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 577.4 578.088 0 В ТУРЧЕНЮК
О. л. ТОМШИНА А. П. КАЛЬКОВ
Институт ветеринарной медицины Омского государственного аграрного университета
МИКРОЯДЕРНЫЙ ТЕСТ
ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ
ОБСТАНОВКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
В связи с активной хозяйственной деятельностью человека в окружающей среде появилось много веществ и факторов, являющихся генетически активными. Увеличилось количество факторов, вызывающих мутации. Микроядерный тест является достаточно новым, но уже общепринятым цитогенетическим методом оценки мутагенного действия агентов различной природы.
В настоящее время происходит всевозрастающее загрязнение биосферы самыми разнообразными соединениями, с которыми в своем историческом развитии не сталкивались ни человек, ни животные. Ксенобиотики, поступающие в организм, могут привести к нарушениям генетических структур клеток, вызывая мутации, ведущие к злокачественным процессам или наследственным заболеваниям. Продолжается радиоактивное загрязнение различных регионов нашей страны [1,2,3,4]. Антропогенное загрязнение окружающей среды способствует росту мутационного груза и, как следствие, приводит к изменению некоторых генетических параметров в популяции человека и животных.
По данным Государственного доклада «О состоянии окружающей среды в Российской Федерации» городОмск входит в число 20 городов России с наибольшим объемом сброса загрязненных сточных вод и выбросов, загрязняющих атмосферный воздух. Уровень загрязнения атмосферного воздуха г. Омска по таким потенциальным канцерогенам как формальдегид, бензапирен и этилбензол очень высок. Загрязненность вод в реках на территории области превышает ПДК по многим показателям.
К категории радиационно опасных Омская область не относится. Однако, на территории г. Омска и области существуют участки с аномально высоким содержанием в почве радиоактивных
веществ, с повышенным радиационным гамма-фоном и относительно высокой концентрацией радона в воздухе жилых зданий, построенных из материалов со значительным содержанием природных радионуклидов.
Канцерогенный эффект воздействия факторов окружающей среды проявляется в росте онкологической заболеваемости и смертности населения.
Поданным центра Госсанэпиднадзора в Омской области, так же как и в РФ, за последнее десятилетие отмечен умеренный рост заболеваемости злокачественными новообразованиями. Среднемного-летнийтемп прироста составил 0,6%. На территории Омской области выделено 4 района с высоким уровнем заболеваемости злокачественными новообразованиями, 10 районов с уровнем выше среднего, 14 районов со средним и 4 района с низким уровнем заболеваемости.
Среди болезней сельскохозяйственных животных, характеризующихся злокачественным ростом, первое место по частоте возникновения и тяжести течения занимают лейкозы. По мнению И.М.Донник [5] и М.И.Гулюкина [6], распространение лейкоза зависит от характера и степени неблагополучия экологической ситуации на определенных территориях.
Воздействие факторов окружающей среды зависит от их величины и продолжительности. При постепенном увеличении антропогенных нагрузок у животных, как правило, происходит постепенная адаптация к изменяющимся условиям среды [7]. Приспособления органов и систем организма к разным условиям существования проявляются, прежде всего, морфологически и охватывают все системы, включая систему крови.
В связи с этим применение универсальных для всех территорий нормативных показателей крови, иммунной и других систем просто не логично, в том числе и при диагностике лейкоза КРС. Возникает необходимость выведения хотя бы усредненных физиологических показателей.
Опираясь на основной биологический закон о единстве организма и условий его существования, прежде чем определять параметры относительной нормы и патологии крови, иммунной и других систем организма животных, необходимо дать оценку окружающей среды.
Среди многочисленных методов оценки воздействия негативных факторов среды одним из простых и доступных является микроядерный тест (микроядерный анализ).
Микроядерный анализ является достаточно новым, но уже общепринятым цитогенетическим методом оценки мутагенного действия агентов различной природы. Первые сообщения о микроядерном тесте появились в 1970 г. в работах БсИгтс!. К 1990г. количество исследований, выполненных с использованием микроядерного анализа, достигло порядка 7 тыс. В настоящее время тест включен как обязательный при токсикологических исследованиях в странах Европейского экономического сообщества и Японии [1]
Микроядерный тест широко используется для скрининга и мониторинга мутагенов самой различной природы, включая и мутагенное воздействие окружающей среды. Анализ микроядер используется для выявления цитогенетических аномалий в соматических клетках лиц, подвергающихся по роду работы воздействию различных агентов или ионизирующей радиации, а также подвергнутых меди-
каментозному лечению, вакцинации или больных инфекционными заболеваниями. На лабораторных животных он стал одним из наиболее практичных и кратковременных цитогенетических тестов в токси-когенетике. С помощью этого метода проведено тестирование на мутагенную активность большого числа химических, физических и биологических агентов, способных вызвать поражение генетического аппарата у человека и животных. Во многих экспериментальных работах выявлена зависимость частоты клеток с микроядрами от концентрации мутагенов [ 1,3,8,9]. Кроме того, анализ микроядер представляет большой интерес, так как он сравнительно прост, быстр и достаточно дешев. Выявленная корреляция между результатами микроядерного теста и анализом хромосомных аберраций позволяет считать микроядерный тест хорошим индикатором воздействия различных химических агентов.
Микроядерный тест основан на определении в цитоплазме клетки так называемых «микроядер» -фрагментов хроматина, не включенного в основное ядро. Микроядра в делящихся клетках возникают из-за структурных хромосомных аберраций или нарушений функции митотического веретена деления [1]. В основном они образуются из хромосомного материала, лишенного центромеры в процессе образования аберраций хромосом и потому отставшего на стадии анафазы от общего числа расходящихся хромосом. В ходе митоза этот материал попадает лишь в одну из дочерних клеток и формирует одно или несколько мелких ядер, так называемых микроядер. Они состоят главным образом из ацентрических фрагментов, что было доказано с помощью измерения содержания ДНК, а также могут быть образованы и целой хромосомой в результате нерасхождения, вызванного дефектом веретена деления. Микроядра можно наблюдать в клетках любой пролифирирующей ткани. В эритроцитах крови млекопитающих этот процесс происходит на стадии эритробласта, в дальнейшем основное ядро утрачивается, а микроядро, в силу определенных причин, сохраняется [1,2).
В гуманитарной медицине микроядерный тест применяется для:
— определения степени загрязнения мутагенами окружающей среды;
— скрининга уровня цитогенетически измененных клеток в организме людей вызванных радиацией, некоторыми химическими веществами, вирусами;
— как метод биологической дозиметрии позволяет оценить дозы облучения, полученные как в недавнее время, так и достаточно отдаленные периоды времени;
— как краткосрочный метод выявления потенциально канцерогенных веществ;
— установления мутагенного влияния различных инвазий.
Цель наших исследований — определение уровня цитогенетически измененных клеток (микроядерный тест) в крови сизых голубей для экологической оценки состояния окружающей среды.
Биоиндикаторами качества среды обитания выступали сизые голуби. Всего было обследовано 15 особей. Кровь бралась из вены, расположенной под крылом птицы, непосредственно после отлова птицы, медицинской инъекционной иглой со следами гепарина. После получения капли крови голубей сразу же отпускали на волю.
Таблица
Число клеток с микроядрами в периферической крови голубей
№ особи Количество проанализированных клеток Количество клеток с микроядрами Микроядра,% ~| J
1 1000 4 0,4
2 1000 6 0.6
3 1000 2 I
4 1000 5 ... 0,5
5 1000 4 0.4
6 1000 4 0,4
7 1000 3 0.3
8 юое 2 0,2
9 1000 0 0
10 1000 : 0,1
11 1000 2 0,2
12 1000 5 0,5
13 1000 3 0,3
14 1000 6 0,6
15 1000 4 0,4
Всего: 15000 51 0,34
Для микроядерного анализа использовались эритроциты крови, поскольку это, прежде всего, наиболее доступная ткань и, кроме того, исходя из предистории вопроса, именно в гематологии были впервые обнаружены тельца Жолли, называемые в настоящее время микроядрами [1,8]. Препаратами микроядернного теста являлись стандартные гематологические мазки. Для окраски микроядер использовали метод Паппенгейма. Анализ препаратов проводили на микроскопе Micros Austria с CCD камерой при увеличении 90x10, просматривая не менее 1000 клеток эритроцитарного ряда. К микроядрам относили округлые образования с ровными краями,размером 1/20 — 1/5диаметра ядра эритроцита и окраской соответствующей окраске основного ядра. Микроядра находились на расстоянии около двух диаметров от ядра. При подсчете микроядер учитывалось отношение их количества к общему числу просмотренных эритроцитов.
В результате проведенного эксперимента установлено, что в среднем каждая особь имела по 3 эритроцита, содержащих микроядра или 0,3%. Этот показатель оценивается как средний уровень содержания эритроцитов с микроядрами в крови голубей, что свидетельствует о неблагоприятном воздействии на организм химических и физических факторов [1|. Одной из возможных причин повышения уровня микроядер у голубей является загрязнение среды их обитания различными мутагенами. Данные по каждой особи представлены в таблице.
На основании проведенных исследований можно говорить о неблагоприятных экологических условиях территории, где был произведен отлов птиц. Предлагается использовать микроядерный тест на эритроцитах голубей для определения качества окружающей среды, в частности степени ее загрязнения различными мутагенами, способными вызвать снижение адаптационных возможностей организма и, как следствие, возникновение инфекционных и онкологических заболеваний. Он относительно прост в проведении, не требует больших
экономических затрат. Позволяет достаточно быстро оценить уровень соматических мутаций клеток периферической крови и установить степень влияния на организм вредных факторов окружающей среды. Сизые голуби — постоянные спутники животноводческих помещений, выгульных дворов, зернохранилищ и других открытых пространств, являются удобным биоиндикатором антропогенных изменений среды. В любое время годау птиц высокий уровень обмена веществ, эритроциты голубей имеют ядро и крупную цитоплазму, что позволяет четко дифференцировать микроядра.
Библиографический список
1. Ильинских H.H. Микроядерный анализ и цитоге-нетическая нестабильность / Новицкий В.В, Ванчугова H.H., Ильинских И.Н.- Томск: Иэд-во Томского ун-тета, 1992. — 270 с.
2. Ильинских Н.Н Радиационная экогенетика России / М.А. Адам, В В. Новицкий. - Новосибирск: изд-во Крокус, 1998 -290 с.
3. Жулева Л.Ю. Использование микроядерного теста для оценки экологической обстановки в районах Астраханской области / Н.П. Дубинин//Генетика. -1994. ■ Т. 30. - №7. -С. 999-1004.
4. Муштакова В. И Токсическое действие тяжелых металлов на нейтрофилы крови человека / В.А. Фомина, В.В. Роговин // Известия РАН. Сер. Биологическая, 2005. -№3. - С. 336-338.
5. Донник И.М. Показатели иммунной системы животных, инфицированных вирусом лейкоза/ И.М. Донник // Актуальные вопросы диагностики, профилактики и борьбы с лейкозами сельскохозяйственных животных и птиц. - Маг. Всесоюзной конференции к 65-летию Свердловской НИВС. — Екатеринбург, 2000. - С.73-75.
6. Гулюкин М.И. Разработка эффективных мер против лейкоза крупного рогатого скота/ М.И. Гулюкин, В.В.Храмцов, A.C. Донченко // Ветеринария. - 2002.-№12. - С. 3-7.
7. Шилова И.А. Экология в России на рубеже XXI века (наземные экосистемы)/И.А.Шилова.-М.: Научный мир, 1999. -428 с.
8. Буторина А.К. Цитогенетические эффекты антропогенного загрязнения у детей, проживающих в различных
районах г.Воронежа / А.К. Буторина, В Н. Каляев, С.С. Карпова//Вестник ВГУ. 2000. - С.91 -93.
9. Милошевич-Джорджье[шч О., Груйичич Д., Арсеньевич С., Маринкович Д.
10. Частота микроядер у новорожденных из Крлгуеваца в центральной Сербии после бомбардировок НАТО весной 1999г. /О. Милошевич-Джорджьевич, Д. Груйичич, С. Арсеньевич, Д. Маринкович// Экология. — 2004. - Кеб. - С.473-476.
ТУРЧЕНЮК Ольга Владимировна, аспирант кафедры эпизоотологии и инфекционных болезней. ТОМШИНАОльга Леонидовна, аспирант-соискатель кафедры эпизоотологии и инфекционных болезней. КАЛЬКОВ Артем Петрович, аспирант-соискатель кафедры эпизоотологии и инфекционных болезней.
Дата поступления статьи в редакцию: 19.06.06 г. © Турченюк О.В., Томшина О.Д., Кальков А.П.
УДК 58.03 (571.13):581.5(571.13)
H.A. ЯРОСЛАВЦЕВ
Омский государственный педагогический университет
ФИТОИНДИКАЦИЯ СЛАБЫХ МАЛОРАЗМЕРНЫХ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ АНОМАЛИЙ ЛОКАЛЬНОГО ХАРАКТЕРА ПРИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
В статье представлен обзор результатов некоторых экспериментальных работ ряда авторов по проявлению биоэффектов тест-систем растительного и животного происхождения в искусственно созданных слабых комбинированных магнитных полях с крайне слабой переменной составляющей. Предложены возможные теоретические и методологические подходы по оценке возникновения диссимметрии растительных объектов в биосфере, а также показана роль слабых и сверхслабых воздействий на биоту. Впервые определена возможность и предложены рекомендации использования таких биоэффектов, как метод фитоиндикации, в естественных условиях слабых малоразмерных геофизических аномалий локального характера, как возможных зон биологического комфорта или дискомфорта, по величине гравитропического ответа растений на такое воздействие, при экологической оценке состояния окружающей среды по этому признаку.
Целью данной работы является обоснование возможности применения фитоиндикации травянистыми и древесными растениями слабых малоразмерных геофизических аномалий локального характера, присутствие которых может приводит!, к проявлению биоэффектов у растений в виде их гравитропической реакции, следствием которой являются морфологические изменения растений-индикаторов, которые можно оценивать в качественной и количественной категориях.
Фитоиндикация, как метод мониторинга состояния окружающей среды на различных территориях, достаточно широко применяется в практической работе, например, в оценке степени химических загрязнений территорий — по оценке состояния растительного покрова, климатических вариаций — по оценке изменений величины и расположения годичных колец деревьев (дендроиндикация) и др. При этом морфологические изменения растительных покровов и особей растений могут выступать
фитоиндикатором состояния различных экологических систем [1].
Однако в оценке присутствия на обследуемых территориях малоразмерных геофизических аномалий локального характера, как зон биологического комфорта или дискомфорта для организма человека, например, слабых магнитных аномалий, которые представляют собой комбинированные магнитные поля с локально повышенной или локально пониженной (слабой) величиной магнитной индукцией относительно естественного магнитного фона и обладающих биотропными свойствами ¡2,3], фитоиндикации развита не достаточно и часто ограничивается только качественной оценкой таких внешних воздействий. Например, по наличию морфозов и дихотомических форм древесных растительных покровов, а также присутствие аномальных (уродливых) форм морфологических изменений травянистых растений, можно оценивать, на предварительных этапах геологоразведки, при-
