Научная статья на тему 'Скрининговый цитогенетический метод учета микроядер в крови прудовых лягушек как индикатор состояния водных биологических ресурсов'

Скрининговый цитогенетический метод учета микроядер в крови прудовых лягушек как индикатор состояния водных биологических ресурсов Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
233
73
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПРУДОВЫЕ ЛЯГУШКИ / БИОИНДИКАЦИЯ / ПРИКРЕПЛЕННЫЕ МИКРОЯДРА / РАЗРЫХЛЕННЫЕ МИКРОЯДРА / МИКРОЯДЕРНЫЙ ТЕСТ / PELOPHYLAX LESSONAE / BIOINDICATION / ATTACHED MICRONUCLEI / DISINTEGRATED MICRONUCLEI / MICRONUCLEUS TEST

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Романова Е.Б., Рябинина Е.С.

Для оценки качества среды в скрининге и мониторинге генотоксического загрязнения территорий использовали микроядерный тест, при котором происходит учет микроядер в клетках пролиферирующих тканей зооиндикаторов прудовых лягушек. Целью работы являлась оценка динамики гематологических и цитогенетических показателей (методом учета микроядер в эритроцитах крови) прудовых лягушек двух водных объектов Нижегородской области в течение трехлетнего мониторинга (2016-2018 гг). Исследованные водоемы характеризовались разными гидрохимическими условиями, согласно удельному комбинаторному индексу загрязненности воды (УКИЗВ) состояние водных объектов в 2018 г., по сравнению с 2017, г. ухудшилось. Установлено, что в периферической крови прудовых лягушек преимущественно встречались эритроциты с микроядрами прикрепленного и разрыхленного вида. В обеих выборках прудовых лягушек, длительно обитающих в грязных и экстремально грязных условиях среды, выявлено возрастание суммарного количества микроядер и прикрепленных микроядер (‰); снижение в крови общего числа эритроцитов и лейкоцитов. Наиболее крупными микроядрами в эритроцитах прудовых лягушек были разрыхленные микроядра (7,27 ± 0,85 мкм2), превосходящие по площади мелкие прикрепленные микроядра (1,31 ± 0,11 мкм2) в 5,5 раза. Проведенный дифференцированный подсчет микроядер показывает необходимость комплексных исследований с использованием цитогенетических характеристик живых организмов для получения информации об эколого-генетическом состоянии популяций организмов и среды их обитания.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Романова Е.Б., Рябинина Е.С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SCREENING CYTOGENETIC METHOD FOR RECORDING MICRONUCLEI IN THE BLOOD OF PELOPHYLAX LESSONAE AS A STATE INDICATOR OF AQUATIC BIOLOGICAL RESOURCES

To assess the quality of the environment in the screening and monitoring of territories genotoxic pollution micronucleus test was used by which an account of micronuclei in cells of proliferating tissues of zooindicators pond frogs is fulfilled. The aim was to assess the dynamics of hematological and cytogenetic parameters (by taking into account micronuclei in red blood cells) of pond frogs in two water bodies of Nizhny Novgorod region during the three-year monitoring (2016-2018). The studied reservoirs were characterized by different hydrochemical conditions. According to specific combinatorial index of water pollution (WCISW) the status of water bodies in 2018 deteriorated in comparison with that in 2017. It was established that peripheral blood of pond frogs mainly contained erythrocytes with attached and disintegrated micronuclei. In both samples of pond frogs living in dirty and extremely dirty environments for a long time, an increase in the total number of micronuclei and attached micronuclei (‰); decrease in the total number of red blood cells and leukocytes were revealed. The largest micronuclei in pond frog erythrocytes were disintegrated micronuclei (7,27 ± 0,85 µm2), exceeding the area of small attached micronuclei (1,31 ± 0,11 µm2) by 5,5 times. The differentiated calculation of micronuclei shows the need for comprehensive studies using the cytogenetic characteristics of living organisms to obtain information about the ecological and genetic state of organism populations and their habitat.

Текст научной работы на тему «Скрининговый цитогенетический метод учета микроядер в крови прудовых лягушек как индикатор состояния водных биологических ресурсов»

УДК 502.51:597.851

Е.Б. Романова, Е.С. Рябинина

СКРИНИНГОВЫЙ ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД УЧЕТА МИКРОЯДЕР В КРОВИ ПРУДОВЫХ ЛЯГУШЕК КАК ИНДИКАТОР СОСТОЯНИЯ ВОДНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ

Для оценки качества среды в скрининге и мониторинге генотоксического загрязнения территорий использовали микроядерный тест, при котором происходит учет микроядер в клетках пролиферирующих тканей зооиндикаторов - прудовых лягушек. Целью работы являлась оценка динамики гематологических и цитогенетических показателей (методом учета микроядер в эритроцитах крови) прудовых лягушек двух водных объектов Нижегородской области в течение трехлетнего мониторинга (2016-2018 гг). Исследованные водоемы характеризовались разными гидрохимическими условиями, согласно удельному комбинаторному индексу загрязненности воды (УКИЗВ) состояние водных объектов в 2018 г., по сравнению с 2017, г. ухудшилось. Установлено, что в периферической крови прудовых лягушек преимущественно встречались эритроциты с микроядрами прикрепленного и разрыхленного вида. В обеих выборках прудовых лягушек, длительно обитающих в грязных и экстремально грязных условиях среды, выявлено возрастание суммарного количества микроядер и прикрепленных микроядер (%о); снижение в крови общего числа эритроцитов и лейкоцитов. Наиболее крупными микроядрами в эритроцитах прудовых лягушек были разрыхленные микроядра (7,27 ± 0,85 мкм2), превосходящие по площади мелкие прикрепленные микроядра (1,31 ± 0,11 мкм2) в 5,5 раза. Проведенный дифференцированный подсчет микроядер показывает необходимость комплексных исследований с использованием цитогенетических характеристик живых организмов для получения информации об эколого-генетическом состоянии популяций организмов и среды их обитания.

Ключевые слова: прудовые лягушки, биоиндикация, прикрепленные микроядра, разрыхленные микроядра, микроядерный тест.

E.B. Romanova, E.S. Ryabinina

SCREENING CYTOGENETIC METHOD FOR RECORDING MICRONUCLEI IN THE BLOOD OF PELOPHYLAX LESSONAE AS A STATE INDICATOR OF AQUATIC BIOLOGICAL RESOURCES

To assess the quality of the environment in the screening and monitoring of territories genotoxic pollution micronucleus test was used by which an account of micronuclei in cells of proliferating tissues of zooindicators -pond frogs is fulfilled. The aim was to assess the dynamics of hematological and cytogenetic parameters (by taking into account micronuclei in red blood cells) of pond frogs in two water bodies of Nizhny Novgorod region during the three-year monitoring (2016-2018). The studied reservoirs were characterized by different hydrochemical conditions. According to specific combinatorial index of water pollution (WCISW) the status of water bodies in 2018 deteriorated in comparison with that in 2017. It was established that peripheral blood of pond frogs mainly contained erythrocytes with attached and disintegrated micronuclei. In both samples of pond frogs living in dirty and extremely dirty environments for a long time, an increase in the total number of micronuclei and attached micronuclei (%o); decrease in the total number of red blood cells and leukocytes were revealed. The largest micronuclei in pond frog erythrocytes were disintegrated micronuclei (7,27 ± 0,85 цт2), exceeding the area of small attached micronuclei (1,31 ± 0,11 цт2) by 5,5 times. The differentiated calculation of micronuclei shows the need for comprehensive studies using the cytogenetic characteristics of living organisms to obtain information about the ecological and genetic state of organism populations and their habitat.

Key words: Pelophylax lessonae, bioindication, attached micronuclei, disintegrated micronuclei, micronucleus test.

DOI: 10.17217/2079-0333-2019-49-43-49

Введение

Снижение качества водных биологических ресурсов, в связи с возрастанием антропогенной деятельности, оказывает отрицательное действие на здоровье людей и негативно влияет на биологическую продуктивность водоемов. Наиболее адекватным, комплексным методом оценки

состояния водных объектов является биоиндикация - обнаружение и определение экологически значимых природных и антропогенных нагрузок по реакции на них живых организмов [1]. Несмотря на разнообразие биоиндикационных подходов, не вызывает сомнения высокоинформативный цитогенетический подход, основанный на определении клеток с микроядрами у видов-зооиндикаторов, позволяющий выявлять структурно-функциональные изменения и соматические мутации в тканях животных, возникающие в неблагоприятных условиях обитания [2-4]. Актуальность работы обусловлена необходимостью проведения скрининговых исследований по выявлению мутагенных факторов окружающей среды в условиях промышленного загрязнения в сочетании с прогрессирующей урбанизацией и дальнейшим развитием методов проведения мониторинга на цитогенетическом уровне.

Цель работы: динамика гематологических и цитогенетических показателей прудовых лягушек водных объектов Нижегородской области в течение трехлетнего мониторинга.

Материалы и методы

Объектом исследования являлись прудовые лягушки (Pelophylax lessonae, Camerano 1882), собранные в течение полевых сезонов 2016-2018 гг. на территории двух водных объектов Нижегородской области. Озеро Вторчермет (56.311944 с. ш., 43.848889 в. д.) - искусственный водоем, созданный на месте добычи грунта в черте Нижнего Новгорода. Рядом с озером проходит автомобильная дорога, расположены многоэтажные дома; берега и прибрежная часть водоема захламлены бытовым мусором. В озере собрано 55 особей: 2016 г. - 15; в 2017 г. - 20; 2018 г. - 20. Низинное болото пос. Белкино (56.286208 с. ш., 44.548075 в. д.) - расположено в Нижегородской области (Борский р-н), рядом с частными огородами и садами. В 2017 г. и 2018 г. здесь было собрано по 20 особей прудовых лягушек.

Одновременно со сбором лягушек в водоемах были взяты пробы воды для гидрохимического анализа. С помощью спектрофотометра Hach DR-2800 определяли основные химические загрязнители: железо общее, марганец, медь, хром, нитрат-ионы (NO3), нитрит-ионы (NO2), свинец, никель, кобальт, цинк, хлориды, сульфаты, сульфиды, нефтепродукты и водородный показатель (рН). По результатам анализа был произведен расчет удельного комбинаторного индекса загрязненности воды (УКИЗВ) [5].

У каждой лягушки была отобрана кровь для приготовления мазков [6] и определения общего содержания эритроцитов и лейкоцитов [7].

Подсчет микроядер [2] осуществляли на микроскопе Meiji Techno с использованием иммерсионного объектива при общем увеличении ><1500 (100 10 1,5), просматривая для каждой особи по 2 000 эритроцитов (30 000 клеток на выборку).

В связи с отсутствием в литературе четких количественных и качественных классификационных характеристик шести видов микроядер, нами предложено выделять в эритроцитах амфибий четыре вида: а) - хорошо оформленные, обособленные; б) - прикрепленные; в) - палочковидные; г) - разрыхленные, с учетом формы микроядра и его расположения относительно основного клеточного ядра [8]. Окуляр-микрометром проводили измерение большой (2a) и малой (2b) оси каждого микроядра и рассчитывали его площадь (мкм2) по формуле эллипса: S = nab, где а - большая полуось эллипса, b - малая полуось эллипса, п = 3,14.

Для статистического анализа использовали непараметрические методы. Рассчитывали критерии: Краскела - Уоллиса (H); Данна (D); Уилкоксона (W) [9]. Критический уровень значимости (a) принимали равным 0,05.

Результаты и обсуждение

Результаты микроядерного анализа выявили количественные и качественные изменения в клетках крови вида-зооиндикатора. В течение наблюдаемого периода установлено статистически значимое повышение суммы микроядер в эритроцитах прудовых лягушек обеих популяций (рис. 1).

Количество микроядер у прудовых лягушек популяции оз. Вторчермет превышало аналогичный показатель особей популяции болота пос. Белкино и в 2017 г. (D = 9,1, р < 0,001), и в 2018 г. (D = 2,85, р = 0,04). В обеих выборках в эритроцитах прудовых лягушек в 2016-2017 г. превалировали прикрепленные и разрыхленные микроядра, в 2018 г. - преобладали микроядра прикрепленного вида (табл. 1).

Рис.

1. Изменение среднего числа микроядер в эритроцитах прудовых лягушек в динамике трехлетнего мониторинга (2016-2018)

Таблица 1

Содержание микроядер в эритроцитах периферической крови прудовых лягушек

Водный объект Год Оформленные Прикрепленные Палочковидные Разрыхленные Сумма микроядер/ М ± т

Болото пос. Белкино 2017 7/0,18* 38/0,95 1/0,03 62/1,55 108 / 2,7 ± 0,39

2018 4/0,1 299/7,47 - 30/0,75 333/ 8,32 ± 0,72

Статистические критерии: критерий Уилкоксона (Ш) 0,50 5,18 - 1,88 4,57

р - уровень значимости 0,61 <0,001 - 0,05 0,001

Озеро Вторчермет 2016 29/0,97 24/0,80 6/0,20 32/1,07 91/ 3,03 ± 0,53

2017 3/0,07 213/5,32 3/0,07 68/1,7 287/ 7,17 ± 0,85

2018 5/0,12 536/13,74 1/0,02 21/0,53 577/ 14,79 ± 1,65

Статистические критерии: критерий Краскела - Уолли-са (Н); критерий Данна (В) Н = 23,09, р < 0,001; Я1-2 = 3,19, р = 0,004; Ям = 2,81, р = 0,001; В2-3 = 0,38, р = 1,00 Н = 53,94, р < 0,001; Я1_2 = 3,54, р = 0,001; Я1_з = 7,25, р < 0,001; Я_3 = 4,02, р < 0,001 Н = 3,01, Р = 0,22; В1-2 = 0,44, р = 1,00; В1-3 = 0,78, Р = 1,00; В2-3 = 0,37, р = 1,00 Н = 11,26, р = 0,003; В1-2 = 1,44, р = 0,44; В1-3 = 1,48, р = 0,40; Я2_3 = 3,16, р = 0,004 Н = 39,31, р < 0,001; Я1_2 = 2,94, р = 0,009; Я1_з = 6,21, р < 0,001; Я 2_з = 3,54, р = 0,001

Примечание: M ± m - среднее арифметическое с ошибкой. * - в числителе: число эритроцитов с микроядрами в выборке, шт.; в знаменателе: доля клеток с микроядрами, %о. Во всех таблицах жирным выделены статистически значимые различия (а = 0,05).

С помощью окуляр-микрометра были получены размерные характеристики каждого микроядра и рассчитаны показатели площади разных видов микроядер для каждой выборки. Анализ площади микроядер внутри выборок показал существенные различия в площади микроядер разных видов, а именно, площадь разрыхленных микроядер в несколько раз превосходила таковую у прикрепленных микроядер. При этом в популяции прудовых лягушек болота пос. Белкино не выявлено изменение размеров микроядер в течение всего периода наблюдений. Другая ситуация наблюдалась в популяции оз. Вторчермет. Там отмечено статистически значимое сокращение площади прикрепленных (W = 6,94, p < 0,001) и увеличение площади разрыхленных микроядер (Ш = 3,91, p < 0,001) (табл. 2). Отметим, что в 2018 г. по сравнению с 2017 г. сократилась доля палочковидных микроядер в выборке из популяции оз. Вторчермет; в эритроцитах крови прудовых лягушек низинного болота пос. Белкино этот вид микроядер отсутствовал.

Таблица 2

Показатели площади микроядер (мкм2) в эритроцитах прудовых лягушек исследованных популяций

Водный объект Год Оформленные (1) Прикрепленные (2) Палочковидные (3) Разрыхленные (4) Критерий Данна Ф)

Болото пос. Белкино 2017 3,58 ± 1,1 1,19 ± 0,34 1,17 7,17 ± 0,73 Бм = 7,81, р < 0,001

2018 2,94 ± 0,44 1,14 ± 0,03 не встречались 6,77 ± 1,05 Б1-2 = 2,96, р = 0,008 Б2-4 = 8,61, р < 0,001

Статистические критерии: критерий Уилкоксона (№) 1,60 0,53 - 0,56

Р 0,10 0,59 - 0,57

Озеро Вторчермет 2017 2,42 ± 0,39 1,57 ± 0,05 4,97 ± 1,59 7,44 ± 0,68 Бы = 11,81, р < 0,001

2018 2,49 ± 0,87 1,34 ± 0,04 3,14 7,71 ± 0,95 Б 2-4 = 7,72, р < 0,001

Статистические критерии: критерий Уилкоксона (^ 0,0001 6,94 - 3,91

р 1, 00 <0, 001 - <0, 001

Таким образом, наиболее крупными микроядрами в эритроцитах обеих выборок были разрыхленные микроядра (7,27 ± 0,41 мкм2), превосходящие по площади мелкие прикрепленные микроядра (1,32 ± 0,02 мкм2) в 5,5 раза (табл. 3).

Таблица 3

Усредненные показатели площади микроядер (мкм2) в эритроцитах прудовых лягушек

Статистические показатели Оформленные (1) Прикрепленные (2) Палочковидные (3) Разрыхленные (4)

M 2,98 1,32 3,84 7,27

m 0,46 0,02 1,15 0,41

Д p H = 475, 51; Р <0, 001

D, p Б1-2 = 4,42, р < 0,001; D1.з = 0,39, р = 1,00; Б1-4 = 2,68, р = 0,04; Б2-3 = 2,72, р = 0,03; Бы = 20,75, р < 0,001; Dз.4 = 0,98, р = 1,00

Из данных литературы известно, что микроядра образуются в процессе деления клеток из хромосомного материала, потерявшего контакт с веретеном деления, и включают в себя либо ацентрические фрагменты хроматина, либо целые хромосомы. Выделяют два основных механизма образования микроядер: кластогенный и анеугенный [10]. Микроядро в ядерной клетке может быть образовано фрагментом хромосомы в результате повреждения ДНК, не содержит ее центромерного участка и характеризует так называемый кластогенный эффект. Повышение частоты клеток с микроядрами такого типа свидетельствует об индукции хромосомных и в результате, возможно, и генных мутаций при нарушении последовательности считывания нуклеотидов.

Второй механизм образования микроядер связан с повреждением веретена деления (нарушениями белкового синтеза в клетке). В результате происходит образование более крупных микроядер, представленных одной или более целыми хромосомами, отставшими в анафазе митоза и не вошедшими в основное ядро. В этом случае микроядро содержит несколько центромер, соответствующих числу вошедших в него хромосом. Появление таких микроядер характеризует анеугенный эффект (изменение числа хромосом в основном ядре) и указывает на геномные мутации [11].

Определение относительного диаметра (соотношения диаметра микроядра и ядра) и площади микроядер может указывать на механизм их образования. Микроядра, образованные в результате разрыва ДНК, имеют значительно меньший размер по сравнению с микроядрами, образованными одной или несколькими целыми хромосомами. В настоящее время используют более точный метод определения типа микроядер с помощью нанесения метки на центромерный участок хромосом [12]. Применение этого подхода позволило выделить истинные анеугены (колхицин, винкристин), экспериментальное введение которых формирует крупные микроядра с меткой на центромере и истинные кластогены (циклофосфамид, митомицин С) - без нее. Кластогенный и анеугенный эффект являются двумя сторонами цитогенетического (мутагенного) действия исследуемых факторов, и во многих случаях они взаимосвязаны [11].

Хорошо известно, что индукция микроядер в клетках происходит под воздействием загрязнителей и мутагенов окружающей среды. Так, выявлена корреляционная взаимосвязь между числом микроядер в эритроцитах озерных лягушек и содержанием в водной среде нитратов, железа, марганца [13], хлорида кадмия [14], цинка и меди [15]. Показано, что совместное действие металлов кадмия, хрома и меди усиливает процесс образования микроядер [16].

В нашем исследовании при проведении гидрохимического анализа установлено превышение ПДКрыб_хоз в воде исследованных водных объектов по содержанию: железа, марганца, меди, хрома, сульфидов. При этом каждый водоем отличался особенностями гидрохимического состава. Так, воды болота характеризовались высоким содержанием железа, марганца и меди, превышающим аналогичный показатель оз. Вторчермет в 16,1; 18,5 и 3,8 раза соответственно. В 2018 г. загрязнители в двух водоемах расположились в порядке убывания концентраций (мг/л) в следующем порядке: медь - марганец - железо - хром - сульфиды.

Специфические гидрохимические условия водных объектов подтвердились при проведении кластерного анализа (рис. 2). Из рисунка видно, что каждый из водоемов формировал собственный кластер, внутри которого отмечались межгодовые различия гидрохимических условий.

о;. Втсрч2рм=т. 2016

о;. Втсрч2рм=т. 20!Р

о;. Втсрч2рм=т. 2013

Бэгкико. 2017 5оп. Бэгкико. 2013

г: ю во во км -г: 1+: 1&: -б: гм 223

Расстояние сбязи

Рис. 2. Дендрограмма сходства водных объектов по гидрохимическим показателям

Расчет удельного комбинаторного индекса загрязненности (УКИЗВ) показал стабильно экстремальное загрязнение в водах болота, обусловленное спецификой гидрохимических условий, и ухудшение качества водной среды оз. Вторчермет в динамике трехлетнего мониторинга.

В результате длительного существования в экстремально грязных условиях водной среды в крови прудовых лягушек выявлено изменение лейкоцитарного и эритроцитарного состава периферической крови. Так, в популяции болота пос. Белкино (УКИЗВ = 5 класс), установлено снижение количества лейкоцитов ^ = 3,83, p = 0,0001) и эритроцитов ^ = 3,91, p < 0,001) что указывало на угнетение иммунных процессов и снижение защитной реакции организма (табл. 4).

Таблица 4

Общее содержание лейкоцитов и эритроцитов в периферической крови прудовых лягушек

Водный объект Год Содержание лейкоцитов, тыс./мм3 Содержание эритроцитов, тыс./мм3

Болото пос. Белкино 2017 16,6 ± 0,8 157,3 ± 7,5

2018 9,45 ± 0,40 95,6 ± 2,64

Статистические критерии: W = 3,83, р = 0,0001 W = 3,91, р < 0,001

Озеро Вторчермет 2016 34,33 ± 2,51 191,80 ± 3,66

2017 14,35 ± 6,25 99,25 ± 2,81

2018 23,55 ± 0,99 292,2 ± 7,02

Статистические критерии: Я = 45,67,р < 0,001 Б1-2 = 6,70, р < 0,001; Б1-3 = 3,34, р = 0,0024; Б^-, = 3,62, р = 0,0008 Я = 47,76, р < 0,001 Б1-2 = 3,19, р = 0,004; Б1-3 = 3,19, р = 0,004; Б2-3 = 6,90, р < 0,001

Примечание: Критерий Краскела - Уоллиса (Я); критерий Данна (D), критерий Уилкоксона (Ж).

Выборка прудовых лягушек оз. Вторчермет, где при слабом загрязнении (2016 г. -4,51УКИЗВ) выявлено высокое содержание лейкоцитов (34,33 ± 2,51), при повышении загрязнения (2017 г. - 9,1 УКИЗВ) показано снижение их количества (14,35 ± 6,25), а при повторном снижении загрязнения (2018 г. - 6,6 УКИЗВ) - повторное возрастание числа лейкоцитов (23,55 ± 0,99) тыс ./мм 3 (рис. 3).

Установлено снижение количества эритроцитов в периферической крови лягушек болота п. Белкино с 2017 г. по 2018 г. (Ш= 3,91, р < 0,001). Исходя из полученных результатов и данных литературы, можно полагать, что длительное существование животных в условиях высокого содержания в водоеме токсикантов: железа - 6,3-21 ПДК, марганца - 240-185 ПДК, меди - 175-370 ПДК, вызывало нарушение синтеза клеток эритроидного ряда в костном мозге, что приводило к гипоксии тканей и анемии.

Количество эритроцитов прудовых лягушек оз. Вторчермет оказалось повышенным в 2016 г. (191,80 ± 3,66) и в 2018 г. (292,2 ± 7,02) при низком уровне загрязнения. При повышении загрязнения в 2017 г. наблюдалось уменьшение количества эритроцитов (99,25 ± 2,81) (рис. 4).

2017г. Оз. Вторчермет ЕШНЛейкоциты —СКУКИЗВ

Рис. 3. Зависимость количества лейкоцитов периферической крови прудовых лягушек оз. Вторчермет от УКИЗВ

Рис. 4. Зависимость количества эритроцитов в периферической крови прудовых лягушек оз. Вторчермет от УКИЗВ

Таким образом, проведенное нами исследование показало, что при высоком содержании в водном объекте токсичных веществ в организме прудовых лягушек происходит угнетение лейкоцитарного и эритроцитарного ростков гемопоэза. Это приводит к снижению общего содержания форменных элементов в периферической крови лягушек и ослаблению защитных гомеоста-тических систем организма.

Проведенный микроядерный анализ свидетельствует о трансформации водных объектов и нарушении цитогенетического гомеостаза прудовых лягушек, обитающих в условиях повышенного загрязнения среды и подтверждает необходимость проведения комплексных исследований состояния водоемов с использованием наряду с общепринятыми гидрохимическими и гидробиологическими методами методов биоиндикации, суммирующих биологически важные данные об окружающей среде и отражающих ее состояние в целом.

Заключение

1. Выявлено повышение доли эритроцитов с микроядрами в крови прудовых лягушек в динамике трехлетнего мониторинга, обусловленное специфическими гидрохимическими условиями исследованных водных объектов Нижегородской области.

2. Показано изменение соотношения видов микроядер в эритроцитах прудовых лягушек в динамике трехлетнего мониторинга: в 2016-2017 г. превалировали прикрепленные и разрыхленные микроядра, в 2018 г. - преобладали микроядра прикрепленного вида.

3. Впервые получены размерные характеристики микроядер (мкм2) в эритроцитах прудовых лягушек: наиболее крупными были разрыхленные (7,27 ± 0,41 мкм2), превосходящие по площади мелкие прикрепленные микроядра (1,32 ± 0,02 мкм2) в 5,5 раза.

4. Установлено снижение общего числа форменных элементов (эритроцитов и лейкоцитов) при высоком содержании токсичных веществ в водном объекте, определенном по показателю УКИЗВ, что свидетельствует об угнетении лейкоцитарного и эритроцитарного ростков гемопо-эза и ослаблении защитных гомеостатических систем организма прудовых лягушек.

Литература

1. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / О.П. Мелехова, Е.И. Егорова, Т.И. Евсеева, В.М. Гла-зер и др. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 288 с.

2. Жулева Л.Ю., Дубинин Н.П. Использование микроядерного теста для оценки экологической обстановки в районах Астраханской области // Генетика. - 1994. - Т. 30, № 7. - С. 999-1004.

3. Ильин Д.А. Аспекты формирования микроядер // Естествознание и гуманизм: сб. науч. тр. - Новосибирск, 2006. - Т. 3, вып. 3. - С. 43-65.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. Ковалева О.А. Цитогенетические аномалии в соматических клетках млекопитающих // Цитология и генетика. - 2008. - № 1. - С. 58-72.

5. Принципы и методы экологической токсинологии / Д.Б. Гелашвили, В.С. Безель, Е.Б. Романова, М.Е. Безруков, А.А. Силкин, А.А. Нижегородцев; под ред. проф. Д.Б. Гелашвили. -Нижний Новгород: Изд-во ННГУ, 2016. - 702 с.

6. Гематология. Новейший справочник / под ред. К.М. Абдулкадырова. - СПб.: Сова, 2004. - 928 с.

7. Лабораторные методы исследования в клинике / В.В. Меньшиков, Л.Н. Делекторская, Р.П. Золотницкая и др. - М.: Медицина, 1987. - 368 с.

8. Лейкоцитарные индексы и микроядра в эритроцитах как популяционные маркеры иммунного статуса Pelophylax ridibundus, Pallas 1771 (Amphibia: Ranidae), обитающих в различных биотопических условиях / Е.Б. Романова, К.В. Шаповалова, Е.С. Рябинина, Д.Б. Гелашвили // Поволжский экологический журнал. - 2018. - № 1. - С. 60-75. DOI: 10.18500/1684-7318-2018-1-60-75.

9. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ StatisticaM. - МедиаСфера, 2006. - 312 с.

10. Руководство по краткосрочным тестам для выявления мутагенных и канцерогенных химических веществ. Совместное издание ООН, МОТ и ВОЗ. - Женева, 1989. - 212 с.

11. Сычева Л.П. Биологическое значение, критерии определения и пределы варьирования полного спектра кариологических показателей при оценке цитогенетического статуса человека // Медицинская генетика. - 2007. - Т. 6, № 11. - С. 3-11.

12. Migliore L., Barale R., Bulluomini D. Cytogenetic damage induced in human lymphocytes by adriamicin and vincristine a comasrison between micronucleus and chromosomal aberration assays // Toxicol. In vitro. - 1997. - Vol. 1. - P. 247-254.

13. Романова Е.Б., Рябинина Е.С. Анализ микроядер в эритроцитах амфибий, обитающих в водоемах урбанизированной территории // Индикация состояния окружающей среды: теория, практика, образование: V Межд. науч.-практ. конф. - 2017. - С. 344-349.

14. Kasuba V., Rozgaj R., Trusic I. Genotoxic effects of cadmium chloride in V79 cell culture // Toxicol. Lett. - 2003. - Vol. 144. - P. 136.

15. Хантурина Г.Р., Ибраева Л.К., Норцева М.А. Цитогенетические нарушения при интоксикации солями цинка и меди // Современные наукоемкие технологии. - 2011. - № 3. - С. 13-15.

16. Zhu Yi., Zhang Y. Formation of micronucleates in carp polychromatocytes under the influence of cadmium, chromium and copper: a synergistic effect // Univ. Nat. Sci. - 1999. - Vol. 22, № 3. -P.60-63.

Информация об авторах Information about the authors

Романова Елена Борисовна - Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (ННГУ); 603950, Россия, Нижний Новгород; доктор биологических наук, доцент; профессор кафедры экологии, romanova@ibbm.unn.ru;

Romanova Elena Borisovna - National Research State University of Nizhniy Novgorod named after N.I. Lobachevsky, 603950, Russia, Nizhniy Novgorod; Doctor of Biological Sciences (Ph.D. Biol.), Docent; Professor of the Ecology Chair, romanova@ibbm.unn.ru

Рябинина Елена Сергеевна - Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (ННГУ); 603950, Россия, Нижний Новгород; студент; ryabinina.E.S@yandex.ru

Ryabinina Elena Sergeevna - National Research State University of Nizhniy Novgorod named after N.I. Lobachevsky; 603950, Russia, Nizhniy Novgorod; Student; ryabinina.E.S@yandex.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.