CC BY
130
крови в дефект трубчатой кости обеспечило ность, отсутствие этических и законодатель-
формирование органоспецифичного костного ных проблем подтверждают перспективность
регенерата и восстановление анатомически дальнейшего изучения клеток пуповинной
полноценной структуры поврежденной кос- крови и использования их в клинической
ти. Простота и безопасность получения, высо- практике.
кая пролиферативная и секреторная актив-
Принята к печати 18.01.2008
ЛИТЕРАТУРА
1. Лаврищева Г.И., Оноприенко Г. А. Морфологические и клинические аспекты репаративной регенерации опорных органов и тканей.- М., 1996. - 220 с.
2. Омельяненко Н.П. Современные возможности оптимизации репаративной регенерации костной ткани. / Н.П. Омельяненко, С.П. Миронов, [и др.] // Вестник травматологии и ортопедии им. И.И. Приорова. - 2002. - №4. - С. 85 - 88.
3. Фриденштейн А.Я. Возрастные изменения содержания стромальных клоногенных стволовых клеток в кроветворных и лимфоидных органах / А.Я. Фриденштейн, Ю.Ф. Горская, Н.В. Лацинник, Е.Ю. Щеклина, В.Г. Нестеренко //Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 1999. - Т. 27 - №5 - С. 550-553.
4. Русакова Н.В. Функциональная морфология клеток в остеогенезе. - Киев: Наукова думка, 1989. - 186 с.
5. Bieback К. Critical parameters for the isolation of mesenchymal stem cells from umbilical cord blood. /Bieback K., Kern S., Kluter H., Eichler H. //Stem Cells. - 2004. - V. 22. - P. 625-634.
6. Erices A. Mesenchymal progenitor cells in human umbilical cord blood./ Erices, A., Conget P., Minguell J.J. //Br. J. Hematol. - 2000. - Apr. - V.109 (1). - Р. 235-42.
7. Goodwin H.S. Multilineage differentiation activity by cells isolated from umbilical cord blood: expression of bone, fat, and neural markers./ Goodwin, H.S., A.R. Bicknese, Chien S.N., Bogucki B.D. //Biol Blood Marrow Transplant. - 2001. - V. 7. - N. 11. - P. 581-588.
8. Kogler G. A new human somatic stem cell from placental cord blood with intrinsic pluripotent differentiation potential./ Kogler G., Sensken S., Airey J.A., Trapp T. et al.//JEM. 2004. - V. 200. - N.
2. - P. 123-135.
9. Lee O.K. Isolation of multipotent mesenchymal stem cells from umbilical cord blood./ Lee O.K., Kuo T.K., Chen W., Lee K. et al.//Blood. - 2004. - N. 10. - P.1669-1675.
10. Tondreau T. Mesenchymal Stem Cells Derived from CD133-Positive Cells in Mobilized Peripheral Blood and Cord Blood: Proliferation, Oct4 Expression, and Plasticity. /Tondreau T., Meuleman N., Delforge A., Dejeneffe M. et al. //Stem Cells. -2005. - Vol. 23. - N. 8 September. - P. 1105-1112.
УДК 576.591.111
© Д.А. Еникеев, Э.Н. Хисамов, Р. А. Кашапова, С.И. Рахматуллин, 2008
Д.А. Еникеев, Э.Н. Хисамов, Р.А. Кашапова, С.И. Рахматуллин МУТАГЕННЫЙ ЭФФЕКТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет Росздрава», г. Уфа Башкирский государственный педагогический университет, Уфа
Проводилась гематологическая биоиндикация млекопитающих в различных районах Республики Башкортостан. Наиболее выраженные мутагенные сдвиги установлены в п. «Цех керамики» Благовещенского района. Они отражают развитие патологической дезадаптации при мутагенном действии химических факторов малой интенсивности.
Ключевые слова: система крови, мутагенный эффект, химическое загрязнение, окружающая среда.
D.A. Enikeyev, E.N. Khisamov, R.A. Kashapova, S.I. Rakhmatullin MUTAGENIC EFFECT OF THE CONTAMINATION OF THE ENVIRONMENT
Hematology bioindication of mammalis, has been conducted in the regions of Repablic Bashkortostan. The most noticeable mutagenic changes in the system of blood have been registered in the village of Tsekh Ceramic in the Blagoveschinsky region. They demonstrate the development pathological daeadaptacion in conditions of mutagenic operation of chemical factories lovintencity. Key words: blood system, mutagenic effect, chemical contamination, the enviropment.
Основные источники загрязнения атмосферы в г. Уфе - гиганты нефтепереработки ОЛУНПЗ, НУНПЗ, АП «Уфанефтехим», ПО «Химпром». В г. Уфе индекс загрязнения ИЗА5 по 3,4 бензпирену, фармальдегиду, пыли, окиси углерода, диоксиду азота равен 13,4. Сравнение ИЗА5 по постам показывает, что уровень загрязнения атмосферы по комплексному показателю по районам города изменяется от 2,3 до 17,0. Наиболее загрязненным является северная часть города - район размещения нефтеперерабатывающих заводов и ПО «Химпром», где и ИЗА5 достигает 17. Максимальные разовые концентрации по городу достигали по аммиаку и формальдегиду до 2 ПДК, ксилолу и диоксиду азота и сероводороду - до 4, фенолу, толуолу, ртути, этил-бензолу и хлориду водорода - до 6, оксиду углерода и пыли - до 13 и бензпирену - до 11 ПДК. Выявлено опасное диоксиновое загрязнение атмосферного воздуха г. Уфы и его окрестностей через водоемы и почву, основным источником которого является печь сжигания кубовых остатков УПО «Химпром», постоянно работающая с нарушением технологического режима. Большую долю среди загрязнителей окружающей среды занимают выхлопы автотранспорта (около 30 и более процентов).
Материалы и методы
Материалом исследования служили здоровые взрослые кролики /самцы/ породы шиншилла. Были поставлены натурные опыты в населенных пунктах в окружности г. Уфы.
В целях установления реакции млекопитающих на химическое загрязнение окружающей среды в соответствии с задачами биологического мониторинга был проведен сравнительный анализ генетической мутации в эритроцитах кроликов, содержащихся в разных зонах окраины г. Уфы:
I зона. Группа животных содержалась в поселке «Цех керамики» Благовещенского района, расположенном в северной окраине г. Уфы (в 7 км от города). Данная местность, согласно государственному докладу о состоянии окружающей среды Республики Башкортостан (2003 г.), оценивается как зона наиболее загрязненная химическими выбросами.
II зона. Группа животных содержались в д. Кабаково Кармаскалинского района, расположенной в южной окраине г. Уфы (около 20 км от города).
III зона. Группа животных содержались в п. Горный Чишминского района, расположенном на западной окраине г. Уфы в отдалении около 60 км от города. По особенностям
воздушного переноса, данный жилой массив экологически оценивается как относительно благоприятный. Поэтому для проведения исследования использовались кролики, выращенные в питомнике данного поселка.
Окружающей среда во всех трех местностях в настоящих условиях развития промышленности и автотранспорта экологически не может быть чистой и отличие изучаемых трех зон заключается в уровне загрязнения химическими факторами малой интенсивности. Поэтому в наших исследованиях отсутствует контрольная группа животных.
Исследуемые нами кролики были максимально приближены к естественным условиям существования. Животные были помещены в деревянные клетки в неотапливаемых сараях. В рационе кормления - сено из местных трав, пшеничные отруби, овес и овощи из местной посадки, а в качестве питья - снег. Исследования проводились в зимние месяцы (декабрь 2003 года, январь, февраль 2004 года). В каждой местности были исследованы не менее 10 кроликов.
Исследования проводились в исходном состоянии и через 15, 30, 60, 90 суток пребывания животных в изучаемых зонах.
В целом данное исследование представляет собой мониторинговое наблюдение за конкретными материалами агробиоценозов -кроликами - на предмет реакции их на загрязнение окружающей среды, в частности химическими факторами малой интенсивности на окраине г. Уфы.
Для определения процесса генетической мутации был использован микроядерный анализ в эритроцитах периферической крови по аналогии Н.Н. Ильинских с соавт.(1993). При этом определялось относительное количество эритроцитов с микроядрами в мазках крови из расчета на 1000 форменных элементов. Одновременно выявлялось состояние микронук-леограммы. Для этого производился подсчет процентного содержания эритроцитов с различными видами микроядер - пылинок Вай-денрайха, штриховатости Негелли, колец Кабота, телец Говел-Жоли. Индекс сдвига мик-ронуклеограммы определялся по формуле: ИС = (А+Б+В)/Г, где
А - пылинки Вайденрайха (%);
Б - штриховатость Негелли (%);
В - кольца Кабота (%);
Г - тельца Говелл-Жоли (%).
Включение в состав микроядер, кроме телец Говел- Жоли и других форм - пылинок Вайденрайха, штриховатости Негелли, колец Кабота предпринималось в соответствии с
литературными данными (В.Н.Никитин,
1956).
Статистическая обработка полученных данных проводилась путем составления вариационных рядов. Сравнение показателей проводили по критерию Стьюдента. Различия считались достоверными при Р<0,05. Вариационный ряд включал не менее 10 экспериментальных животных. Математический анализ осуществлялся с использованием прикладной программы Microsoft Excel. Сравнение параметров в условиях динамического наблюдения проводилось с данными исходного состояния животных.
Результаты и обсуждение
Количество эритроцитов в периферической крови с микроядрами по мере продолжения пребывания животных в I и II зонах прогрессивно повышалось. В исходном состоянии число эритроцитов с микроядрами у жи-
вотных, содержащихся в I зоне с интенсивным химическим загрязнением, находилось в среднем на уровне 4,8%о , через 15, 30, 60, 90 суток соответственно в среднем составляло 4,9; 5,7; 6,1; 5,9%. Аналогичные, но несколько меньшие в цифровом выражении результаты, были получены при исследовании животных, находившихся во II зоне с умеренным загрязнением окружающей среды. Так, исходный уровень количества эритроцитов периферической крови с микроядрами в среднем равнялся 4,8 %о , через 15, 30, 60, 90 суток опыта этот показатель соответственно составлял 4,7; 5,1; 5,6; 5,4%о. Наблюдаемые сдвиги содержания в циркулирующей крови эритроцитов с микроядрами указывали на мутагенный эффект химических факторов, загрязняющих окружающую среду, как в I, так и во II зоне (табл. 1, 2).
Таблица 1
Сроки исследования
Исходный уровень Через 15 суток Через 1 месяц Через 2 месяца Через 3 месяца
Пылинки Вайденраха, % 4,7±0,11 4,1±0,14 3,8±0,12 3,3±0,13 3,4±0,09
Штриховатость Негенлли, % 7,6±0,14 7,2±0,12 6,9±0,13 6,8±0,12 6,7±0,11
Кольца Кабота, % 11,1±0,21 10,8±0,19 8,2±0,18 9,1±0,17 9,5±0,19
Тельца Говелл-Жоли, % 76,6±1,5 77,9±1,6 81,1±1,7 80,8±1,8 80,4±1,6*
Индекс сдвига микронуклеограммы, % 0,305±0,01 0,283±0,02* 0,233±0,03* 0,237±0,03* 0,243±0,03*
Эритроциты с микроядрами, % 4,8±0,11 4,9±0,12 5,7±0,13* 6,1±0,14* 5,9±0,13*
*— Достоверность различий в сравнении с исходным уровнем.
Таблица 2
Сводная микронуклеограмма эритроцитов крови кроликов д. Кабаково Кармаскалинского района (М±т)______________
Сроки исследования
Исходный уровень Через 15 суток Через 1 месяц Через 2 месяца Через 3 месяца
Пылинки Вайденраха, % 4,7±0,11 4,5±0,14 4,2±0,12 3,8±0,13 3,9±0,09
Штриховатость Негелли, % 7,6±0,14 6,8±0,13 7,1±0,14 6,9±0,15 6,8±0,16
Кольца Кабота, % 11,1±0,21 10,3±0,23 9,2±0,19 9,4±0,20 9,7±0,19
Тельца Говелл-Жоли, % 76,6±1,4 78,4±1,2 79,5±1,3 79,9±1,6 79,6±1,6
Индекс сдвига микронуклеограммы, % 0,30±0,01 0,27±0,02* 0,25±0,03* 0,25±0,03* 0,25±0,03*
Эритроциты с микроядрами, % 4,8±0,11 4,7±0,12 5,1±0,13* 5,6±0,14* 5,4±0,13*
* - Достоверность различий в сравнении с исходным уровнем.
Анализ микронуклеограмм эритроцитов крови кроликов, содержащихся в I и во II зонах, также указывает на усиление процесса мутации в хромосомном аппарате красной крови при техногенном воздействии. Так, индекс сдвига микронуклеограммы у животных I зоны в исходном состоянии в среднем равнялся 0,305, а через 15, 30, 60, 90 суток опыта соответственно составлял 0,283; 0,233; 0,237; 0,243. Снижение цифрового значения индекса сдвига происходило за счет увеличения относительного содержания эритроцитов с тельцами Говелла-Жоли и соответственного уменьшения эритроцитов с пылинками Вай-денрайха (с 4,7%±0,1 исходного уровня до 3,4%±0,09 в конце эксперимента), штрихова-тостей Негелли (с 7,6±0,14% исходного уров-
ня до 6,7±0,11%) и кольцами Кабота (с
11,1±0,21 исходного уровня до 9,5±0,19% на 90-е сутки эксперимента).
Индекс сдвига микронуклеограмм в I зоне через 15 суток опыта мало отличался от исходного уровня (0,305±0,01 и 0,283±0,02) и не носил статистически достоверного характера. Однако в последующие сроки наблюдалось значительное снижение этого показателя, которое свидетельствовало так же, как и повышение числа эритроцитов с микроядрами об усилении мутагенного эффекта со стороны факторов окружающей среды.
Данные микроядерного теста у животных II зоны также указывали на повышение мутагенного эффекта. Однако степень этого воздействия носила менее выраженный харак-
тер. Так же, как и у животных I зоны, у животных, находящихся во II зоне с умеренным загрязнением окружающей среды, через 15 суток опыта отмечаемые сдвиги в нуклео-грамме были статистически недостоверными, а в последующие сутки - более значительные и достоверные. Так, исходный уровень сдвига микронуклеограммы равнялся 0,30; через 15. 30. 60. 90 суток соответственно составлял
0,27; 0,25; 0,25; 0,25. Также отмечалось увеличение относительного количества эритроцитов с тельцами Говелла - Жоли с исходного уровня 76,6% через 15, 30, 60, 90 суток соответственно до 78,4; 79,5; 79,9; 79,6%. Уменьшение эритроцитов с микронуклеолами типа пылинок Вайденрайха с исходного уровня 4,7% до 4,5; 4,2; 3,8; 3,9% через 15, 30, 60, 90 суток соответственно. Уменьшение эритроци-
тов со штриховатостью Негелли с исходного уровня 7,6% до 6,8; 7,1; 6,9; 6,8 через 15, 30, 60, 90 суток соответственно. Эритроциты с кольцами Кабота, имевшими исходный уровень 11,1%, уменьшились через 15, 30, 60, 90суток до 10,3; 9,2; 9,4; 9,7 соответственно.
В III зоне изучаемые параметры характеризовались незначительными количественными колебаниями в пределах физиологически возможных значений. Цифровая разница при этом имела статистически недостоверный характер.
Таким образом, установлено, что наиболее выраженные мутагенные сдвиги выявлены в п. «Цех керамики» Благовещенского района. Они отражают развитие патологической дезадаптации при мутагенном действии химических факторов малой интенсивности.
Принята к печати 24.01.2008
ЛИТЕРАТУРА
1. Барков Л.В., Казанцева В.Г., Тимощук Г.И., Цирик Г.Н., Михеева Л.Н. Состояние эритро-цитарного и лейкоцитарного ростка системы крови в условиях химического загрязнения воздуха // Гигиена и санитария. - 1982. - №8. - С. 10 - 12.
2. Гольдберг Д.И. Базофильная субстанция эритроцитов. - Томск, 1948. -167 с.
3. Горизонтов П. Д. Система крови как основа резистентности и адаптации организма // Физиологический журнал. - 1981. Т. - З -№27, - С. 317-321
4. Ильинских Н.Н., Ильинских И.Н., Некрасов В.Н. Использование микроядерного теста в скрининге и мониторинге мутагенов // Цитология и генетика. - 1988. - Т.20, №1. - С. 67 - 72.
5. Карамова Л.М. Гигиеническая характеристика состояния окружающей среды и здоровья населения на территориях с развитой нефтехимией / Л.М. Карамова, Р.А. Сулейманов, М.А. Галиев // Гигиена и санитария -1996.-№1.-С. 37-39.
6. Кашапов Р.Ш. и др. Экология и безопасность жизнедеятельности башкирского Зауралья. Уфа: Изд-во: Экология, 1999. - 95 с.
7. Ковалев И.Е., Жарков Г.Ф., Шикулина Н.В., Ковалева О.И., Мисицина В.Б. Новые механизмы адаптации организма к ксенобиотикам. // Первый Российский конгресс. - М., 1996. - С. 241.
8. Колюбаева С.Н., Щедрина Л.В., Степанов Р.П., Комар В.Е. К механизму образования микроядер в ФТА - стимулированных лимфоцитов периферической крови человека // Цитология. -1996. - Т. 28. №2. - С. 227-251.
9. Меерсон Ф.З. Адаптационная медицина: Концепция долговременной адаптации. - М.: «Дело», 1993. - 138 с.
10. Титенко Н.В., Евсиков В.И. Микроядра и цитологические нарушения в эмбрионах мышей до имплантации // Цитология и генетика. - 1977. Т. 11, №1. - С. 17-21.
