Оценка индуцированного мутагенеза при воздействии хрома, бора и его коррекция Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

2.46.2015 х.

ЭКСПЕРИМЕНТТ1К Ж9НЕ КЛИНИКАЛЫ^ ЗЕРТТЕУЛЕР

УДК: 612.6.052.4:614.878:546.27.76

М.К. ИЗТЛЕУОВ, Т.С. АБИЛОВ, Е.М. ИЗТЛЕУОВ

ОЦЕНКА ИНДУЦИРОВАННОГО МУТАГЕНЕЗА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ХРОМА,

БОРА И ЕГО КОРРЕКЦИЯ

Западно-Казахстанский государственный медицинский университет имени Марата Оспанова, Актобе, Казахстан

Изтлеуов М.К. - д.м.н., профессор, руководитель кафедры естесственно-научных дисциплин;

Абилов Т.С. - к.м.н, декан факультета ОМ;

Изтлеуов Е.М. - к.м.н., и.о. доцента кафедры акушерства и гинекологии, декан факультета Интернатуры.

Аннотация. Установлено, что у интактных крыс-самок, спаренных с самцами, подвергнутых комбинированному воздействию бихромата калия (1 мг/кг массы) и борной кислоты (10 мг/кг массы), в течение 30 дней возрастают эмбриональные потери, т.е. увеличиваются доминантные летальные мутации. Введение фитопрепаратов «Крапивы масло» (2,5 мл/кг) и «Лопуха корня масло» (2,5 мл/кг) на фоне комбинированного воздействия экотоксикантов в течение 10 дней (с 21 по 30 дни эксперимента) снижает доминантные летальные мутации, т.е. проявляют антимутагенную активность.

Ключевые слова: бихромат калия, борная кислота, антимутагенная активность, фитопрепараты, доминантные летальные мутации.

ш

Актуальность. Экопатогенный риск в Западном Казахстане связан с геохимическими особенностями, в данном случае, хромо-борный биогеохимический регион,

нефтегазоперерабатывающий комплекс на фоне йододефицита [1,2].

Вредное воздействие

экотоксикантов (Сг+6, В, N и др.) хромо-борного биогеохимического региона может проявляться в возникновении бесплодия (бесплодных браков), самопроизвольных абортов и выкидышей, осложнениями беременности и родов, увеличением частоты врожденных пороков развития, рождением маловесного ребенка и угрозой внутриутробной асфиксии плода [3,4,5,6].

Одним из механизмов возникновения и развития этих патологий репродуктивной системы могут быть изменение генетической информации соматических и половых клеток - индуцированный мутагенез. Следовательно, при комплексной оценке влияния вредных агентов на живые организмы особое место занимают повреждения генетических структур.

Установлено, что комплексное и длительное поступление химических репродуктивных веществ в организм усиливает их тератогенную и эмбриотоксическую активность даже на пороговых и подпороговых уровнях

воздействиях [7]. В этих условиях допустимые уровни химических веществ при комплексном или комбинированном поступлении в организм могут оказаться вредными для них. При этом, комбинированный эффект, сохраняя черты специфического влияния составляющих, приобретает новую количественную и качественную окраску.

Вышеизложенное обусловило проведение исследования

генотоксичности комбинированного воздействия бихромата калия и борной кислоты. С одной стороны, мутаген, канцероген, тератоген, гонадотоксичный, иммунотоксичный шестивалентный хром [8,9], с другой -гонадотоксичный, иммунотоксичный бор [10], не обладающий мутагенностью, канцерогенностью [11]. При этом необходимо отметить, что работ, посвященных изучению длительного комбинированного

воздействия соединениями хрома и бора на структуру генома отсутствуют. Мы не встретили в доступной литературе работ, посвященных изучению фармакологической

защиты генома в этих условиях. В связи с вышеизложенным, определенный научно-практический интерес представляет модификация индуцированного мутагенеза,

которая может осуществляться путем антимутагенеза и комутагенеза.

1

1

С этой точкой зрения перспективным источником

антимутагенов являются растительные средства, у которых наряду со специфической фармакологической активностью выражены антимутагенный и антиоксидантный компоненты [12].

В настоящее время широкое применение в медицине находят масляные экстракты из лекарственного растительного сырья, имеющие ряд преимуществ по сравнению с водными и спиртовыми извлечениями [13]. Одними из таковых являются фитопрепараты - «Крапивы масло» (РК-ЛК-5-№010970), и «Лопуха корня масло» (РК-ЛК-5-№014181). Экспериментальными исследованиями установлены, что масляные экстракты крапивы, препарат «Масло корня лопуха» проявляют антиоксидантные и антимутагенные свойства в условиях избыточногопоступления ворганизм Сг+6 [12, с. 32], а полифитовое масло «Шукур май», «Крапивы масло» и «Лопуха корня масло» при профилактическом двухнедельном применении в условиях комбинированного

воздействия соединениями хрома и бора в остром опыте [14]. В связи с изложенным, целью работы явилось исследование влияния длительного комбинированного воздействия

бихромата калия и борной кислоты на цитогенетические показатели половых клеток организма и способность масляных экстрактов крапивы и лопуха устранять их негативные последствия.

Материалы и методы. Работа выполнена на беспородных крысах обоих полов массой 180-220 г. Животные содержались в виварии при естественной освещенности и максимальной стандартизации пищевого и температурного режимов со свободным доступом к еде и воде. Исследования проводились в первой половине дня (9-12 часов). Все манипуляции были проведены в соответствии с Европейской конвенцией

по охране позвоночных животных, активности исследуемых

, ,, веществ летальных мутаций составила 0,64.

используемых в эксперименте [15]. в половых клетках в тесте ДЛМ. Введение животным, подвергающимся

Программа эксперимента обсуждена К каждому самцу подсаживали комбинированному воздействию

и одобрена региональным этическим интактных самок в отношении 1:2. экотоксикантов, «Крапивы масло»

комитетом университета.

По

наличию

сперматозоидов во и «Лопуха корня масло» в суточных

Для оценки мутагенной и влагалищном мазке судили о наличии дозах с 21 по 30 день эксперимента,

Беременных самок сопровождалось достоверным

веществ

использовали метод

антимутагенной активности изучаемых беременности. Беременных самок сопровождалось

в зародышевых клетках - отсаживали в отдельную клетку и на снижением эмбриональных потерь

определения 17-й день беременности выводили из (таблица 1).

мутаций эксперимента под легким эфирным

доминантных летальных

I

При введении «Крапивы масло»

(ДЛМ) в половых клетках самцов при наркозом, вскрывали брюшную полость, общая эмбриональная гибель

воздействии мутагенов, проявляющихся матку, анализировали эмбриональный уменьшается на 62%, ДИГ - на 58%, ПИГ

в первом поколении [16]. Частоту материал: определяли

число

мест

на 73,4%, а препарата «Лопуха корня

ДЛМ учитывали по повышению имплантации, количество живых и масло» - соответственно на 72%, 85% и эмбриональной смертности у интактных мертвых эмбрионов, мест резорбции. 66%. Частота ДЛМ равняется 0,16 и 0,10 беременных самок, спаренных с В яичниках подсчитывали желтые тела соответственно, т.е. снижается на 75

подопытными самцами.

I

беременности. Определяли до - и и 84,4%. АМЭ по доимплантационной

Эксперимент проведен в два постимплантационную смертность, смертности составляет 58 и 84,7%, по

этапа. На первом этапе исследования общую эмбриональную смертность постимплантационной - 73,4 и 66%, т.е. использованы крысы-самцы, (ОЭС), частоту доминантных летальных изучаемые фитопрепараты проявляют

которые разделены на 4 группы (по мутаций; антимутагенный эффект антигенотоксические эффекты в 6 крыс в каждой группе): первая исследуемых масляных фитоэкстрактов условиях данного эксперимента.

группа

контрольная - интактные - общеизвестными методами

№

Обсуждение

полученных

дней в суточной дозе 2,5 мл/кг массы Существенность средних

животные, получавшие перорально с.100-120]. Результаты выражены в данных. Анализ полученных данных

(внутрижелудочно через зонд) виде среднего значения ± стандартная показал, что при комбинированном

подсолнечное масло в течение 10 ошибка в расчетах на одну самку. воздействии соединениями хрома

бора наблюдается увеличение

тела; II группа - позитивный контроль - оценивали по критериям Стьюдента и эмбриональных потерь за счет до- и

животные, которым в течение 30 дней Вилкоксона-Манни-Уитни. Результаты постимплантационной гибели, это

перорально вводили бихромат калия считали статистическими значимыми указывает на нарушения, возникающие

величин и

в генетическом аппарате зародышевых

в дозе 1 мг/кг массы тела и борную при р<0,05.

кислоту в дозе 10 мг/кг массы тела Приисследованииэмбрионального клеток [16, с. 110-120]. Следовательно,

(модель хром-бор индуцированного материала у интактных беременных бихромат калия и борная кислота

мутагенеза), и с 21 по 30 день в самок оплодотворенных самцами, при совместном пероральном

течение 10 дней - подсолнечное масло подвергнутых

комбинированному введении

(ежесуточно 2,5 мл/кг массы), III и IV - воздействию бихромата калия в дозе индуцируют доминантные летальные

в течение 30 дней

группы - животные, у которых также 1 мг/кг массы тела и борной кислоты в мутации. Причинами

возрастания

как у крыс второй группы, вызывали дозе 10 мг/кг массы тела перорально эмбриональных потерь может быть

(per os) в течение 30 дней установили

хром-бор индуцированный мутагенез, (per os) в течение 30 дней установили повреждение генома половых клеток

и с 21 по 30 день перорально вводили достоверное увеличение

общей крыс-самцов свободными радикалами

«Крапивы масло» (2,5 мл/кг масса) и эмбриональной смертности в 8,4 раз и другими мутагенными продуктами «Лопуха корня масло» (2,5 мл/кг массы) (80,4±4,2 напротив контроля 9,6±0,61); метаболизма химических веществ,

окисления липидов в

доимплантационной гибели (ДИГ) в перекисного

I

соответственно.

На втором этапе исследования 8,3 раза, постимплантационной гибели результате прямого и опосредованного крыс-самцов в конце экспозиционного (ПИГ) - в 10,2 раза по сравнению с действия Сг, а так же в процессе

периода использовали для изучения данными животных контрольной восстановления Сг (VI) в Сг (III),

мутагенной и —---------------" ----------------"------ ~~------—......

антимутагенной группы

Частота доминантных истощение антиоксидантной системы,

Таблица 1. Доминантные летальные мутации, индуцированные комбинированным влиянием соединениями хрома и бора, антимутагенная активность «Крапивы масло» и «Лопуха корня масло»

' Показатель Группы " ДИГ ПИГ ОЭГ F АМЭ , % пис

Контрольная 2,6±1,3 6,8±2,4 9,6±0,6

Модель (К2Сг207 + Н3В03) 21,6±2,3х 69,9±3,3х 80,4±4,2х 0,64

Модель + «Крапивы масло» 9,08±1,5х о 18,5±3,7 х о 30,55±1,88 х о 0,16 73,4

Модель «Лопуха корня масло» 3,3±1,3 о 23,5±4,6 х о 22,54±3,33 х о 0,10 66,2

2.46.2015 œ.

ЭКСПЕРИМЕНТТ1К Ж9НЕ КЛИНИКАЛЫ^ ЗЕРТТЕУЛЕР

развитие оксидативного стресса и Е.Ж. Бекмухамбетов, М.К. Изтлеуов, Patierno S.R. Complexities of chromium

гипоксии [17]. Одновременно при Т.А. Джаркенов, Б. Тусупкалиев // carcinogenesis: role of cellular response,

гипоксии любого генеза в организме «Экология. Радиация. Денсаулыц» IX - repair and recovery mechanism. Mufat.

увеличивается уровень стимуляторов шы халыцаралыц Fылыми-тэжiрибелiк Res. - 2003. - 533: 3 - 36.

эритропоэза - эритропоэтина и конференция. Тамыз 29, 2013. - Семей, 10. Скальный, А.В. Биоэлементы в

андрогенов, что уменьшает время 2013. - С.11. медицине / А.В. Скальный, И.А. Рудaков.

репарации первичных повреждений 2. Изтлеуов, М.К. Экология и - М.: Издательский дом «ОНИК 21 век»,

ДНК. Эти предположения находят здоровье / М.К. Изтлеуов, Е.М. Изтлеуов Мир, 2004. - 272 с.

подтверждение в результатах нашего // Медицинский журнал Западного 11. Ornat S.T., Konur M. Cytogenetic

эксперимента в условиях применения Казахстана. - 2006. - №2 (10). - С.8-16. Evaluations of Peripheral Blood Samples

препаратов «Крапивы масло» и 3. Мамбеталин, Е.С. Действие of Boron Workers. In the proceeding of 2

«Лопуха корня масло», когда после соединений хрома на мочеполовую International Boron Symposium Eshisehir,

десятидневного введения их на фоне систему / Е.С. Мамбеталин, А.М. Turkey, 2004 - P. 559 - 562.

комбинированного воздействия Дощанова, О.М. Курмангалиев, С.Е. 12. Изтлеуов, Е.М.

наблюдаем антимутагенную Мамбеталин. - Алматы: Санат, 2000. - Гонадопротекторная активность

активность, сопровождающиеся 240 с. фитомасел при воздействии соединении

уменьшением количества и 4. Изтлеуов, М.К. Окислительный хрома // Фармация Казахстана. - № 6.-

уровня эмбриональных потерь. метаболизм у беременных - работниц с. 31 - 33.

Последнее, по-видимому, связано с хромового производства и его 13. Кузденбаева, Р.С. Перспектива

антиоксидантными, антимутагенными, коррекция // Вестник РУДН. - Серия применения фитопрепаратов на основе

ме мб р а н о ста б и л и з и ру ю щи м и, Медицина. - 2003. - №1. - С.128-138. местного растительного сырья / Р.С.

иммуномодулирующими свойствами 5. Укыбасова, Т.М. Структура Кузденбаева // Медицинский журнал

масляных фитоэкстрактов крапивы и заболеваемости и осложнений родов Западного Казахстана. - 2004. - № 1. - с.

лопуха [14, с. 149]. у женщин при хронической борной 22 - 24.

Выводы. интоксикации / Т.М. Укыбасова, С.Ю. 14. Изтлеуов, М.К. Оценка

1. При комбинированном Шиканова, Т.К. Аронов // Астана антимутагенной активности масляных действии бихромата калия и Медициналыц Журналы. - 2003. - № 3. фитопрепаратов при комбинированном борной кислоты возрастают - С.146-148. воздействии хрома и бора / М.К. эмбриональные потери - повышается 6. Тусупкалиев, Б. Хром бойынша Изтлеуов, Т.С. Абилов, Е.М. Изтлеуов, общая эмбриональная, до- и биогеохимиялыц аймацта туратын Г.М. Изтлеуова // Вестник КазНМУ. -постимплантационная гибель, частота аналардан туылFан нэрестелердщ 2014. - 3(3). - С.146 - 150. доминантных летальных мутаций. бе^мделу жаедайы / Б. Тусупкалиев, 15. European Convention for the

2. «Крапивы масло» и «Лопуха K..I1I. Тусупкалиева, Н.Н. Джунусова // Protection of Vertebrate Animals Used корня масло» при применении на «Экология. Радиация. Денсаулыц» VII - for Experimental and Other Scientific фоне комбинированного воздействия шл халыцаралыц Fылыми - тэжiрибелiк Purposes // Strasburg: Council of Europe, соединений хрома и бора снижают коныференция. Тамыз 27, 2011. - 1986. - 48 p.

эмбриональные потери у интактных Семей, 2011. - 165 б. 16. Хабриев, Р.У. Руководство по

крыс, подвергнутых совместному и его соединении: Монография / А.А. изучению новых фармакологических

оплодотворенных самцами 7. Мамырбаев, А.А. Токсикология экспериментальному (доклиническому)

и его соединении: Монография / А.А.

воздействию бихромата калия и борной Мамырбаев. - Актобе, 2012. - 284 с. веществ / под общ. ред. член - корр.

кислоты, т.е. проявляют антимутагенную 8. Kawanish S., Hiraku Y., Murata РАМН, профессора Р.У. Хабриева. -

активность. M., Oikawa S. The role of metals in site - Москва, 2005 - 832 с.

Список литературы: specific DNA damage with reference to 17. Изтлеуов, М.К. Гомеостаз и

1. Бекмухамбетов, Е.Ж. carcinogenesis. Free Radical Biol. Med. - хромовая патология. - Актобе, 2003. -

Экологическая система и здоровье 2002. - 32. - P.822 - 832. 212 с.

населения Западного Казахстана / || 9. O'Brien T.J., Geryak S.,

ТУЙ1Н

М.К. ИЗТЛЕУОВ, Т.С. АБИЛОВ, Е.М. ИЗТЛЕУОВ

ХРОМ МЕН БОР ЭСЕР ЕТКЕН КЕЗ1НДЕГ1 ИНДУКЦИЯЛАНГАН МУТАГЕНЕЗД1 БАГАЛАУ ЖЭНЕ ОНЫ ТУЗЕТУ

Марат Оспанов атындаFы Батыс Казахстан мемлекетпк медицина университетi, Ацтебе, Казахстан

Жумысымыздын, мацсаты - еркек егеуцуйрыцтардын жыныстыц жасушаларынын цитогенетикалыц

керсеткiштерiне калий бихроматы (1 мг/кг массасына) мен бор цышцылын (10 мг/кг салмаFына) 30 ^н бойына ауыз арцылы бiрлестiре енгiзгендегi эсерiн жэне «Калацай майы» мен «ОшаFан тамырынын майы» препараттарынын калий бихроматынын жэне бор цышцылынын жаFымсыз зиянды эрекеттерiн тежеу цабтеттерш зерттеу. Доминантты елiм-жiтiмдiлiктi мутацияларды индукциялау тестшде зерттелген экотоксиканттардын жыныстыц жасушаларынын генетикалыц аппаратынын бузылыстарын кебейтетiндiгi айцындалды. Тэжiрибенiн 21-30 KYHдерi он ^н бойы, хром мен бор цосылыстары индукциялаFан мутагенездi жануарларFа, «Калацай майы» жэне «Ош^ан тамырынын майы» фитопрепараттарын тэулiгiне 2,5 мл/кг массасына келемшде енгiзгенде, еркек егеуцуйрыцтардын жыныстыц жасушаларындаFы мутациялар денгейi темендедi, яFHи фитопрепараттар айцын антимутагендiк белсендiлiк керсеттi. Демек, зерттелген фитопрепараттар еркек егеуцуйрыцтардын жыныстыц жасушаларында генотоксикалыц

зацымданулардын дамуын тежейд деген цорытындыFа келемiз.

Негiзгi свздер: калий бихроматы, бор к,ышк,ылы, антимутагенд'1 белсендМк, фитопрепараттар, доминантты влiм мутациялары.

I

I

SUMMARY

M.K. IZTLEUOV, T.S. ABILOV, Ye.M. IZTLEUOV

EVALUATION OF INDUCED MUTAGENESIS UNDER THE INFLUENCE OF CHROMIUM, BORON AND ITS CORRECTION

West Kazakhstan Marat Ospanov State Medical University, Aktobe, Kazakhstan

The purpose of the research was to study the influence of oral administration of potassium dichromate (1 mg/kg) during 30 days and boric acid (10 mg/kg) on cytogenetic parameters of germ cells of male rats and the efficiency of correction phytopreparations "Nettle oil" and "Burdock root oil" to eliminate their negative consequences.

In the use of a test of dominant lethal mutations was found that the combined action of the studied ecotoxicants increased abnormalities in the genetic apparatus of the germ cells of male rats. It was determined that in intact female rats fertilized by male rats subjected to 30 days combined effects of potassium dichromate and boric acid the embryonic losses have increased.

Use of phytopreparations within 10 days (21 to 30 day of experiment) in a dose of 2.5 ml/kg body weight, against the combined effects of ecotoxicant reduces embryonic losses in intact female rats, i.e. the preparations show antimutagenic activity and thereby inhibit the development of genotoxic effects.

Key words: potassium dichromate, boric acid, antimutagenic activity, phytopreparations, dominant lethal mutations.

ЭОЖ: 614.878:612.6.052.4

М.К. ИЗТЛЕУОВ, Т.А. ДЖАРКЕНОВ, А.А. МАМЫРБАЕВ, А.М. БАСПАКОВА, Е.М. ИЗТЛЕУОВ, Т.С. АБИЛОВ

ХРОМ МЕН БОР КОСЫЛЫСТАРЫНЬЩ Б1РЛЕСКЕН ЭСЕР1НЕН АГЗАНЫЦ СОМАТИКАЛЫК ЖАСУШАЛАРЫНДА ИНДУКЦИЯЛАНГАН МУТАГЕНЕЗ ЖЭНЕ ОНЫ ТYЗЕТУ

Марат Оспанов aTbiHAaFbi Батыс Казахстан мемлекетпк медицина университету Ацтебе, Казахстан

Изтлеуов М.К. - м.г.д., профессор, табити-тылыми пэндер кафедрасынын Мацыздылыгы. Хром мен бор

жетекш1а; цосылыстары - айцын экотоксиканттар Джаркенов Т.А. - M.F.d., доцент, Марат Оспанов атындагы БЦММУ гылыми жэне жэне олар жэндЫтерге де, жануарлар

клиникалык жумыстар жвн1ндег1 проректоры; организмше де кен, ауцымды уыттыц

Мамырбаев А.А. - м.г.д., профессор, руководитель кафедры коммунальная эсер етедк Экотоксиканттардын

гигиена и гигиена труда с профессиональными болезнями, зацымдаушы эрекет бедеулттщ,

e-mail: [email protected]; TYсiктердiн ездтнен тусушщ жэне Баспакрва А.М. - м.г.к., гылыми жэне инновациялык iстер менеджментi бвл1м1н1н, TYсiктердiн, ЖYKтiлiк пен босану

жетекшю, асцынуларынын пайда болуымен,

e-mail: [email protected]: дамудын туа бЬкен ацауларынын

Изтлеуов Е.М.-м.г.к., акушерия жэне гинекология кафедрасынын, доцент'1 м.а., жишЖшн ecyiMeH, салмаFы жетклмей Интернатура факультетiнiнl деканы: TyFaH балалармен жэне нэрестелердщ

Абилов Т.С. - м.г.к., ЖМ факультет'1н'1н, деканы. цурсацшт асфикциясы цаутмен KepiHyi

MYMкiн [1, 2, 3]. Бул патологиялардын

Аннотация. ЕreyцуйрыцтарFа жасалFан тэжiрибеде калий бихроматы

пайда болу мен даму механизмдершщ 6ipi соматикалыц жэне жыныстыц жасушаларынын генетикалыц

(1 мг/кг массасына) мен бор цышцылын (10 мг/кг салмаFына) отыз ^н бойына асцазан шше бiрiктiре енпзгенде, жануарлардын перифериялыц цанында микроядролы эритроциттер санынын кебейетшдЖ аныцталды. Осы