МИКРОЯДЕРНЫЙ ТЕСТ: ХАРАКТЕРИСТИКА СПОНТАННОГО УРОВНЯ И МЕТОД СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛА

В.С. Журков; Е.Г. Фельдт

В. С. Журков, Е. Г. Фельдт

МИКРОЯДЕРНЫЙ ТЕСТ: ХАРАКТЕРИСТИКА СПОНТАННОГО УРОВНЯ И МЕТОД СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛА

% НИИ общей н коммунальной гигиены им. А. Н. Сыснна АМН СССР, Москва

Микроядерный тест в острых опытах на млекопитающих служит современным приемом непрямой оценки ци-тогенетнческой активности факторов окружающей среды и применяется для выявления мутагенов на I этапе их скрининга. Для этого теста характерны небольшая трудоемкость, простота учета и анализа результатов, высокая чувствительность [6, 9]. Как и любой тест на млекопитающих, он позволяет использовать адекватные пути поступления вещества, а также сопоставить параметры мутагенного действия вещества с параметрами острой токсичности.

В токсикологических исследованиях в нашей стране в качестве основных лабораторных животных используют неинбредных мышей и крыс. Для корректного планирования экспериментов, учета и обработки результатов необходимы оценка частоты полнхроматофильных эритроцитов ф (ПХЭ) с мнкроядрамн у интактных животных, а также разработка методов статистической обработки результатов. Целью настоящей работы явилось изучение характеристик спонтанного урозня ПХЭ с микроядрами у наиболее распространенных в токсикологических исследованиях лабораторных животных, создание метода статистической обработки данных.

Эксперименты проведены на самцах неинбредных мышей БНК массой 18—24 г и нелинейных крыс массой 250—350 г. Приготовление и окраску препаратов костного мозга животных производили по стандартной методике [5]. При анализе подсчитывали количество ПХЭ с микроядрами на 1000 ПХЭ на каждое животное.

В 29 экспериментах обследовано 150 интактных мышей (от 3 до 8 в группе). Средняя частота ПХЭ с микроядрами варьировала от 0,08 до 0,4 % Доля ПХЭ с мнкроядрамн у отдельных мышей колебалась от 0 до 0,7%. Средняя величина составила 0,208±0,011 %, дисперсия — 0,018, коэффициент вариации — 64,6 %. Распределение . мышей по показателю «процент ПХЭ с микроядрами» существенно отличалось от нормального и не отличалось от биномиального (х2=8,84; р>0,05).

В экспериментах на крысах обследовано 14 групп животных (всего 60 особей). Средняя доля ПХЭ с мнкроядрамн в группах колебалась от 0,05 до 0,35 %. Колебания показателя у отдельных животных составлены от 0 до 0,7 % при средней величине 0,180±0,021 %, дисперсии 0,027 и коэффициенте вариации 91,7 %. Распределение крыс по показателю «процент ПХЭ с микроядрами» отклонялось от нормального и не отличалось от биномиального (х2=6,96; р >0,05).

Полученные на большом фактическом материале данные показывают, что у самцов неинбредных мышей БНК и нелинейных крыс спонтанный уровень ПХЭ с мнкроядрамн составляет приблизительно 0,2 %, а распределение животных по этому показателю не отличается от биномиального.

Для сравнения частот ПХЭ с микроядрами в опытных и контрольных группах в настоящее время используют разные статистические методы: /-критерий Стыодента, дисперсионный анализ, критерий х2> Р"Д непараметрических критериев. Применение параметрических методов требует нормальности распределения показателя в группах и од-^ породности дисперсии. Наши данные показывают, что рас-" иределение контрольных животных по показателю «процент ПХЭ с мнкроядрамн» отличается от нормального.

Однородность дисперсии была оценена по данным экс-

перимента с бензолом на самцах мышей БНК. Вещество вводили двукратно внутрижелудочно за 30 и 6 ч до забоя в дозах от 5 до 960 мг/кг. В этом эксперименте бензол в наивысших дозах вызвал выраженный мутагенный эффект. Среднее значение ПХЭ с мнкроядрамн в группах колебалось от 0,083 до 1,017% (табл. 1). Проверку однородности дисперсии проводили по критерию Бартлета [2]. Полученные данные показали возрастание дисперсии с увеличением средней величины и высокозначимую неоднородность дисперсии (х2=32,89; р<0,001). Аналогичные результаты получены в работах [9, 10].

Для стабилизации дисперсии величин, представляющих доли, рекомендуют проводить преобразование агсвт Ур, где р — доля ПХЭ с мнкроядрамн у мыши. Однако при малых р, что характерно для микроядерного теста, дисперсия показателя остается нестабильной [3]. В подобных случаях Е. В. Бобринев и Ю. А. Ревазова [1] рекомендуют использовать преобразование:

у = 1/2(агсз1п "|/_^_ + агс51п (1)

где т — число ПХЭ с мнкроядрамн; п—число проанализированных ПХЭ у мыши. Применение этого пресбразо-ння стабилизировало дисперсию, сделав ее независимой от средней величины (х2=7,50; р=0,28).

Как отмечает Г. Шеффе [8], все параметрические критерии, требующие нормального распределения и стабильной дисперсии тестируемых показателей, устойчивы к отклонениям распределения от нормального, если соблюдается стабильность дисперсии. Проведя преобразование данных по каждому животному по формуле (1), можно использовать критерий Стьюдента для сравнения частот

Таблица 1

Средняя доля ПХЭ с микроядрами в костном мозге и дисперсия этого показателя в группах самцов мышей 8НК, получавших двукратно перорально разные дозы бензола

« б 3 Доля ПХЭ с микроядрами

<*> 1 = £• 3 в % с преобразованием

СО * « ° 10 о Ч и я средняя дисперсия средняя дисперсия

ч? У

0 6 0,200 0,012 0,0486 1,30-ю-4

о 6 0,083 0,014 0,0305 3.17- Ю-4

20 6 0,100 0,008 0,0346 2,38- Ю-4

40 6 0,133 0,007 0,0402 1,75-10-*

80 6 0,283 0,030 0,0560 2,04-Ю-4

320 6 0,717 0,254 0,0831 9,20- Ю-4

960 6 1,017 0,222 0,1017 6,25-Ю-4

Средняя дисперсия 0,078 3,73-10-"

Значение х2 однород-

ности дисперсии 32,89 7,50

Р <0,001 0,28

Таблица 2

Величина репрезентативной выборки для теста по учету ПХЭ с микроядрами в костном мозге мышей БНК

Предполагаемый уровень показателя в опыте, % Число анализируемых эритроцитов V мыши Число м ß = 0,2 >|шен в группах при а=0,05 (5 = 0,1 1 ß = 0,05

0,3 500 38 53 67

1000 23 32 40

2000 15 21 27

0,4 500 12 16 20

1000 7 10 12

2000 5 6 8

0,5 500 6 8 10

1000 4 5 6

2000 3 4 4

Примечание. Частота полихроматофильных эр ит-роцитов с микроядрами у контрольных мышей составляет 0,2%.

ПХЭ с микроярдами в исследуемых группах, а также осуществить дисперсионный анализ.

Для расчета оптимального объема выборки нау.н была использована стандартная формула [1]:

(5+fg)2 .

«=--(2)

V-t— Но

где n — число животных в группе; а и ß — ошибки I и II рода; р.» и цо — значения сравниваемых величин в опытной и контрольной группах; а2 —дисперсия неоднородности животных данного вида (или линии); V< N — случайная дисперсия выборки в N клеток после преобразования долей [7].

Расчет величин выборок мы проводили для мышей SHK. Частота ПХЭ с мнкроядрамн у контрольных животных составила 0,2 %, или 0,0447 после преобразования долей (aresin 1/ р). Дисперсия неоднородности животных была оценена по данным эксперимента с бензолом по формуле:

а2 - l/tN. (3)

Общая дисперсия преобразованных данных составила 3,7-10_<, случайная дисперсия при анализе 1000 ПХЭ на мышь (Ча N) — 2,5-10—Следовательно, дисперсия неоднородности животных (а2) равна 1,2-10~4. В табл. 2 приведены рассчитанные по формуле (2) необходимые количества животных для различного уровня превышений ча-

стоты ПХЭ с мнкроядрамн в опытной группе над таковым в контрольной (¡л,—цо) и разного числа анализируемых клеток от одного животного (N) и ошибки I рода (а) 0,05 и ошибки II рода (ß) 0,05, 0,1 и 0,2.

Поскольку основные параметры распределения показателя «процент ПХЭ с микроядрами», а также общая дисперсия однородности показателя после преобразования по формуле (1) и нелинейных крыс сходны с таковыми у мышей SHK, результаты, представленные в табл. 2, могут быть использованы для определения необходимого объему выборки в опытах на крысах. ™

На практике при испытании ряда доз химического вещества мы рекомендуем планировать эксперимент, исходя из двукратного повышения частоты ПХЭ с мнкроядрамн в опыте по сравнению с контролем, анализа 1000 эритроцитов на животное и ошибках а=0,05 и ß=0,2. При таких условиях минимальное количество животных в каждой группе должно быть 7.

Таким образом, результаты изучения распределения учитываемого показателя у интактных животных, а также разработанный метод статистической обработки результатов позволяют широко применять микроядерныи тест в токсикологических исследованиях для выявления мутагенов. Подробная схема постановки мнкроядерного теста с описанием пути и уровнем воздействия опубликована ранее [4].

Литература

1. Бобринев Е. В., Ревазова 10. А. // Генетика.— 1985.— Щ № 1, —С. 54—59.

2. Закс JI. Статистическое оценивание: Пер. с англ. — М„ 1976.

3. Кендалл Ai., Стыоарт А. Статистические выводы и связи: Пер. с англ. — М., 1973.

4. Меркурьева Р. В., Судаков К. В., Вонашевекая Т. И.. Журков В. С. Медико-биологические исследования в гигиене. — М., 1986.

5. Методические указания по изучению мутагенной активности химических веществ при обосновании их ПДК в воде. — М„ 1986.

6. Оценка мутагенной активности химических веществ микроядерным методом: Метод, рекомендации. — М., 1984.

7. Поллард Дж. Справочник по вычислительным методам статистики: Пер. с англ. — M., 1982.

8. Шеффе Г. Дисперсионный анализ: Пер. с англ. — М„ 1963.

9. Юрченко В. В. Микроядерный тест в системе этапноГ^ оценки мутагенных свойств антимикробных и репел-лентных препаратов (Экспериментальные исследования): Автореф. дис.... канд. мед. наук. — М.. 1983.

10. Mac Key В. £.. Mac Gregor /.//Mutai. Res. — 1979. — Vol. 64, —P. 195-204.

Поступила 20.09.88

Ж. Г. Сидоренко

Л1ЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПСИХИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ШУМА

Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А Н. Марзеева

Изучение влияния шума на работоспособность человека представляет большой практический интерес |2, 4), однако зависимость продуктивности деятельности от шумовой нагрузки изучена недостаточно [2, 4]. Для оценки влияния шума на продуктивность деятельности в условиях производства и экспериментальных исследованиях используют различные психофизиологические показатели

(латентные периоды сенсомоторных реакций, критическая частота слияния мельканий и др.) и психологические тесты (корректурные пробы и числовые таблицы, оценка кратковременной и долговременной памяти и т. д.). Вместе А с тем сравнительная информативность указанных методов часто является предметом споров [1], что в значительной мере связано с различными параметрами воздей-

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — В.С. Журков, Е.Г. Фельдт

Текст научной работы на тему «МИКРОЯДЕРНЫЙ ТЕСТ: ХАРАКТЕРИСТИКА СПОНТАННОГО УРОВНЯ И МЕТОД СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛА»