CC BY
9
сена и санитария 5/2011
С А. Т. ВОЛКОВА. Т. В. ВИКТОРОВА, 2011 УДК 616 Л -018.73-02:614.71-076.5:575.0*6
А. Т. Волкова', Т. В. Викторова2
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ КЛЕТОК БУККАЛЬНОГО ЭПИТЕЛИЯ У ГОРОДСКИХ И СЕЛЬСКИХ ЖИТЕЛЕЙ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
'Башкирский государственный медицинский университет; Институт биохимии и генетики УНЦ РАН, Уфа
Проведено изучение встречаемости цитогенетической нестабильности клеток буккального эпителия у городских и сельских жителей Республики Башкортостан. Проанализированы 26 256 клеток, полученных от
24 студентов — коренных жителей Уфы, и 26 951 клетка от 25 студентов, проживавших до поступления в вуз в сельской местности. Возраст студентов 17—19 лет. Результаты исследования показали, что патогенетическая нестабильность и другие виды кариологических аномалий клеток буккального эпителия сельских и городских жителей зависят от половой принадлежности индивидов и факторов окружающей среды.
Ключевые слова: буккальный эпителий, микроядра, патогенетический показатель, пролиферация, ранняя и поздняя деструкция ядра, апоптозные тела
А. Т. Volkova, Т. V. Vikiorova. — COMPARATIVE ANALYSIS OF CYTOGENETIC INSTABILITY IN BUCCAL EPITHELIAL CELLS IN THE URBAN AND RURAL DWELLERS OF THE REPUBLIC OF BASHKORTOSTAN
The frequency of cytogenetic instability in buccal epithelial cells was studied in the urban and rural dwellers of the Republic of Bashkortostan. A total of 26256 cells from 24 students who had been born in Ufa and 26951 cells from
25 students who had lived in a rural area before entering the Institute were analyzed. The students' age was 17 to 19 years. The study has indicated that cytogenetic instability and other types of karyological anomalies in the buccal epithelial cells of rural and urban dwellers depend on gender and environmental factors.
Key words: buccal epithelium, micronuclei, cytogenetic indicator, proliferation, early and late nuclear destruction, apoptotic bodies
Цитологический статус слизистой оболочки полости рта отражает состояние организма человека, меняющееся в зависимости от загрязнения окружающей среды [I, 5, 8]. В клетках буккального эпителия могут образовываться микроядра, что служит показателем нестабильности генома, отражением протекающих в клетках мутаций [2,6, 7]. В настоящее время для определения степени стабильности генома и оценки генотоксичности среды, помимо микроядер, используют и другие виды клеточных аномалий, такие как индуцированный апоптоз, двуядер-ность и различные типы протрузии ядра [6].
Целью нашего исследования было изучение уровня встречаемости аномальных ядер клеток буккального эпителия у городских и сельских жителей Республики Башкортостан.
Материалы и методы
Объектом нашего исследования служили образцы буккального эпителия студентов I курса БГМУ. Были проанализированы 26 256 клеток, полученных от 24 студентов — коренных жителей Уфы (9 мужчин, средний возраст 18,2 ± 0,37 года; 15 женщин, средний возраст 18,3 ± 0,25 года), и 26 951 клетка от 25 студентов, проживавших до поступления в вуз в сельской местности (12 мужчин, средний возраст 18,3 ± 0,31 года; 13 женщин, средний возраст 18 ± 0,14 года). Образцы эпителия сельских жителей отобраны в первые дни пребывания в городе. От каждого индивида было проанализировано не менее 1000 нормальных эпителиоцитов.
Препараты мазков буккального эпителия готовили и анализировали в соответствии с методическими рекомендациями "Оценка цитологического и цитогенетического статуса слизистых оболочек полости носа и рта у человека" [5] и классификацией кариологических показателей Л. П. Сычевой [6]. Мазки буккального эпителия фиксировали эта-
Волкова А. Т. — ассист. каф. биологии (уо1коуаи-fa@mail.ru); Викторова Т. В. — зав. каф. биологии, зав. лаб. экологической генетики, проф., д-р мед. наук (t_vict@mail.ru)
налом и уксусной кислотой в соотношении 3:1, препараты помещали на 1 ч в 2,5% раствор ацетоорсеина (orcein, "Merck") при 37°С для окраски хроматина, затем докрашивали цитоплазму 1% раствором светлого зеленого (light green, "ICN Biomedicals Inc.") при комнатной температуре в течение 3 мин. На шифрованных препаратах учитывали цито-генетические показатели (частота клеток с микроядрами, протрузиями, ядерными мостами и ядром атипичной формы); показатели пролиферации (клетки с двумя, тремя и сдвоенными ядрами); показатели ранней деструкции ядра (клетки с перинуклеарной вакуолью, конденсацией хроматина, вакуолизацией ядра); показатели поздней деструкции ядра (клетки с кариорексисом, кариопикнозом, полным ка-риолизисом); апоптозные тела. Рассчитывали интегральные показатели, такие как общее количество цитогенетических нарушений, общий показатель пролиферации (сумма всех клеток с двумя ядрами и более и сдвоенными ядрами), апоптический индекс или общий показатель поздней деструкции ядра (сумма клеток в стадии поздней деструкции ядра).
Статистическую обработку данных проводили на ПЭВМ с помощью пакета статистических программ Excel ("Biostat"). Сравнительный анализ частоты клеток с различными типами аномалий ядра выполняли по критерию х2-
Результаты и обсуждение
Результаты исследования показали значительные тендерные различия у жителей сельской местности. У девушек достоверно чаще встречались микроядра (р = 0,015), были выше показатели завершения деструкции ядра (кариопикноз, кариолизис и суммарный показатель поздней деструкции ядра) (р < 0,001). Вместе с тем у юношей статистически значимо были повышены показатели вакуолизации ядра, конденсации хроматина и показатель ранней деструкции ядра {р < 0,001).
У девушек, проживающих в городе, выявлено достоверное повышение общего количества цитогенетических нарушений, доли клеток с межъядерными мостами, ядер атипичной формы и вакуолизации ядра (р < 0,05). У городских юношей был достоверно ниже уровень конден-
Таблица 1
Цитогенетические и кариологияеские показатели буккальных эпителиоцитов у мужчин (на 1000 клеток) (М ± т)
Показатель Городские жители Сельские жители
Обшее количество цитогенетических нарушений 3,89 ± 1,111** 1,67 ± 0,541
доля клеток с микроядрами 1,89 ± 0,484*** 0,08 ± 0,083
протрузия 1-го типа ("ядерная почка") 0,78 ± 0,401* 0,09 ± 0,91
протрузия 2-го типа ("разбитое яйцо") 0,11 ±0,111 0,08 ± 0,083
протрузия 3-го типа ("язык") 0,22 ±0,147 0,17 ± 0,167
протрузия 4-го типа ("хвостатое ядро") 0,11 ±0,111 0,08 ± 0,083
мост 0,22 ±0,147 0,75 ± 0,351
ядро атипичной формы 0,11 ± 0,111 0,50 ± 0,195
Общий показатель пролиферации 3,44 ± 0,648 1,83 ± 0,490
двуядерная клетка 2.44 ± 0,689 1,75 ± 0,509
сдвоенные ядра 0,78 ± 0,278* 0,08 ± 0,083
трехядерная клетка 0,22 ± 0,147 0,00
Общий показатель ранней деструкции ядра 130,33 ± 43,173*** 162,83 ± 31,774
перинуклеарная вакуоль 10,89 ± 7,454 9,08 ± 2,221
вакуолизация ядра 31,44 ± 11,321*** 41,83 ± 10,650
конденсация хроматина 87,33 ± 31,961*** 111,92 ± 26,888
Общий показатель поздней деструкции ядра 30,33 ± 13,729*** 20,25 ± 4,040
кариорексис 1,56 ± 0,412 2,25 ± 0,880
кариопикноз 15,33 ± 5,645*** 7,83 ±2,128
кариолизис 13,44 ± 9,400 10,17 ± 2,458
Апоптозные тела 7,33 ± 3,096*** 0,67 ± 0,355
Общее число проанализированных клеток 10 332 12 775
Примечание. Здесь и в табл. 2: * — р < 0,05, ** — р < 0,01, *** — р < 0,001 — значимые отличия от условно контрольной группы при сравнении данных по критерию х2-
сации хроматина, показателя поздней деструкции ядра, и достоверно выше — уровень кариопикноза, показателя ранней деструкции ядра, апоптозных тел (р < 0,001).
Результаты анализа цитогенетической нестабильности в сравниваемых группах с учетом тендерной градации представлены в табл. 1 и 2.
При сравнении сельских и городских жителей мужского пола установлено, что у городских достоверно выше уровень клеток с микроядрами, "ядерной почкой", сдвоенными ядрами, кариопикнозом, показателем за-
вершения деструкции ядра и апоптозных тел, общее количество цитогенетических нарушений. Напротив, в выборке из сельской местности обнаружено повышение общего показателя ранней деструкции ядра, в том числе вакуолизации ядра и конденсации хроматина, по сравнению с городскими юношами.
При сравнении сельских и городских жителей женского пола показало, что у городских достоверно выше уровень клеток с микроядрами, общее количество цитогенетических нарушений растет за счет увеличения уров-
Таблица 2
Цитогенетические и кариологические показатели буккальных эпителиоцитов у женщин (на 1000 клеток) (Л/± т)
Показатель Городские жители Сельские жители
Общее количество цитогенетических 5,53 ± 1,175*** 1,77 ± 0,281
доля клеток с микроядрами 1,73 ± 0,473** 0,85 ± 0,154
протрузия 1-го типа ("ядерная почка") 0,47 ±0,165 0,15 ± 0,104
протрузия 2-го типа ("разбитое яйцо") 0,47 ±0,215 0,08 ± 0,077
протрузия 3-го типа ("язык") 0,53 ± 0,215* 0,00
протрузия 4-го типа ("хвостатое ядро") 0,07 ± 0,067 0,00
мост 1,20 ± 0,405 0,62 ± 0,213
ядро атипичной формы 0,80 ± 0,243* 0,08 ± 0,077
Общий показатель пролиферации 3,00 ± 0,787*** 1,00 ± 0,679
двуядерная клетка 2,40 ± 0,646** 0,85 ± 0,608
сдвоенные ядра 0,60 ± 0,214* 0,08 ± 0,077
трехядерная клетка 0,00 0,08 ± 0,077
Общий показатель ранней деструкции ядра 100,27 ± 18,472 113,69 ± 35,191
перинуклеарная вакуоль 6,07 ± 1,296*** 11,38 ± 4,234
вакуолизация ядра 37,60 ± 8,073 36,46 ± 11,983
конденсация хроматина 56,60 ± 13,999* 65,85 ± 22,234
Общий показатель поздней деструкции ядра 51,40 ± 18,751*** 37,62 ± 6,554
кариорексис 3,13 ± 1,037 3,15 ± 1,295
кариопикноз 14,60 ± 4,477 12,77 ± 1,878
кариолизис 33,73 ± 18,236*** 21,69 ± 6,028
Апоптозные тела 2,33 ± 0,803*** 0,69 ± 0,208
Обшее число проанализированных клеток 15 944 14 176
[гиена и санитария 5/2011
ня ядер атипичной формы и протрузии 3-го типа ("язык"). У городских девушек повышение показателя пролиферации связано с увеличением количества дву-ядерных клеток, клеток со сдвоенными ядрами и показателя завершения деструкции ядра в виде кариолизиса. У городских девушек также увеличено количество апоп-тозных тел в эпителиоцитах, а доля клеток с перинукле-арной вакуолью и конденсацией хроматина уменьшается.
Заключение
Наши исследования свидетельствуют, что цитогене-тическая нестабильность и другие виды кариологических аномалий клеток буккального эпителия сельских и городских жителей зависят от факторов окружающей среды и половой принадлежности индивидов. Достоверно более высокие уровни клеток с микроядрами у девушек по сравнению с юношами в сельской местности, возможно, обусловлены их гормональным фоном. Известно, что эстроген стимулирует процесс пролиферации клеток эпителия. В литературе описаны половые различия по уровню цитогенетических нарушений (3, 4, 7]. Полученные нами данные согласуются с указанными в литературе показателями и расширяют спектр тендерных различий.
Клетки с цитогенетическими нарушениями являются дефектными и, вероятно, удаляются из популяции путем интенсификации апоптоза у городских жителей, что мы наблюдаем в данном исследовании.
Выявленное в работе повышение показателей пролиферации свидетельствует о сдвиге клеточной кинетики и также характеризует неблагоприятное воздействие загрязнений среды на организм городских жителей.
Выражаем благодарность зав. лабораторией генетического мониторинга Института экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина д-ру биол. наук Л. П. Сычевой за консультативную помощь в анализе аномалий ядра в клетках буккального эпителия.
J1 итература
1. Арутинян Р. М., Туманян Э. Р., Ширинян Г. С. // Цитол. и генетика. - 1990. - Т. 24, № 2. - С. 57-60.
2. Ильинских Н. Н., Ильинских И. Н., Некрасов В. Н. // Цитол. и генетика. - 1988. - Т. 2, № 1. - С. 67-72.
3. Китаева Л. В., Михеева Е. А., Шеломова Л. Ф. и др. // Генетика. - 1996. - Т. 32, № 9. - С. 1287-1290.
4. Маймулов В. Г., Китаева Л. В.. Верещагина Т. В. // Цитология. - 1998. - Т. 40, № 7. - С. 686-689.
5. Оценка цитологического и цитогенетического статуса слизистых оболочек полости носа и рта у человека. — М., 2005.
6. Сычева Л. П. // Мед. генетика. - 2007. — Т. 6, № 11. -С. 3-11.
7. Юрченко В. В., Подольная М. А., Ингель Ф. И. и др. // Полиорганный микроядерный тест в эколого-гигиенических исследованиях / Под ред. Ю. А. Рахманина, Л. П. Сычевой. - М., 2007. С. 220-267.
8. Potito А. ]., Proud D. // J. Allergy Clin. Immunol. - 1998. — Vol. 102. - P. 714-718.
Поступила 03.03.11
С КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2011 УДК 613.632:616-018.1-076.5:575.086
Т. В. Харченко'-2, Л. Г. Аржавкина'2, М. Б. Иванов2, А. В. Язенок2, Ю. Б. Говердовский2, А. С. Крючкова2, Д. А. Синячкин2, А. Е. Сосюкин3
ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ РАБОТНИКОВ ПРЕДПРИЯТИЙ ПОВЫШЕННОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ И НАСЕЛЕНИЯ БЛИЗЛЕЖАЩИХ ТЕРРИТОРИЙ
'ГОУ ДПО Санкт-Петербургская медицинская академия последипломного образования: 2ФГОУ ВПО Военно-медицинская академия им. С. М. Кирова Министерства обороны Российской Федерации; 3НИИ промышленной и морской медицины ФМБА, Санкт- Петербург
Проведено цитогенетическое обследование 49 работников предприятий повышенной химической опасности и 26 жителей рабочих поселков, занятых на охране предприятий. При анализе хромосомных аберраций (ХА) в обследованных группах выявлено повышение в 1,8 раза общей частоты ХА у жителей рабочих поселков, охраняющих предприятия, по сравнению с контролем главным образом за счет увеличения частоты одиночных фрагментов. В то же время у работников предприятий общий уровень ХА в 2,36 раза превышал уровень ХА у населения рабочих поселков и в 4,1 раза — контрольные показатели, а также характеризовался широким спектром ХА с увеличением числа обменных аберраций как хроматидного, так и хромосомного типа. Ключевые слова: высокотоксичные химические вещества, хромосомные аберрации
Т. V. Kharchenko, L. G. Arzhavkina, М. В. Ivanov, А. V. Yazenok, Yu. В. Goverdovsky, A. S. Kryuchkova, D. A. Sinyachkin, А. Е. Sosyukin. - CYTOGENETIC EXAMINATION OF THE WORKERS OF HIGHER CHEMICAL HAZARD ENTERPRISES AND THE POPULATION OF THE NEIGHBORHOOD
Cytogenetical examination was made in 49 workers of higher chemical hazard enterprises and 26 dwellers from industrial communities, who were engaged in enterprise security. Analysis of chromosome aberrations (CA) in the examined groups revealed a 1.8-fold increase in total CA rates in the industrial community dwellers securing the enterprise as compared to the controls mainly due to the rise in the rate of single fragments. At the same time in the enterprise workers, the total level of CA was 2.36- and 4.1-fold greater than that in the population of industrial communities and in the controls, respectively; and it was also characterized by a broad spectrum of CA with the increased number of both chromatid and chromosomal exchange aberrations.
Key words: highly toxic chemical substances, chromosome aberrations
