Научная статья на тему 'Цитогенетическое воздействие фузариотоксина зеараленон'

Цитогенетическое воздействие фузариотоксина зеараленон Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
217
26
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЗЕАРАЛЕНОН / ZEARALENONE / КЛЕТКИ ЭПИТЕЛИЯ ЛЕГКОГО / FETAL CALF LUNG EPITHELIUM CELLS / МОРФОЛОГИЯ / MORPHOLOGY / ЦИТОМЕТРИЯ / CYTOMETRY / ВЫЖИВАЕМОСТЬ / SURVIVAL / ПРОЛИФЕРАЦИЯ / PROLIFERATION / МИТОТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ / MITOTIC ACTIVITY / ЦИТОТОКСИЧНОСТЬ / CYTOTOXICITY / МАКСИМАЛЬНО ПЕРЕНОСИМАЯ ДОЗА / MAXIMUM TOLERATED DOSE

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Идиятов И. И., Валиуллин Л. Р., Бирюля В. В., Галлямова С. Р., Папуниди К. Х.

В статье приведены результаты исследования цитотоксического действия зеараленона на перевиваемые клетки эпителия легкого эмбриона крупного рогатого скота в течение 24 ч в среде DMEM. Токсин добавляли в среду для культивирования клеток в дозах 2000, 1000, 500, 100 и 50 нг/мл. Морфологические и культуральные параметры клеток после воздействия токсина оценивали по их морфологии (клеточный монослой по покрытию поверхности лунки, форме клеток, наличию погибших клеток и клеточных агрегатов), пролиферативной(отношению числа выросших клеток к числу засеянных) и митотической активности(отношению числа митотически делящихся клеток к общей сумме подсчитанных клеток), выживаемости клеток (отношению числа живых клеток к общему их количеству), определению цитотоксичности (высчитыванием индексов цитотоксичности по методикам Дьяконова Л.П. и Червонской Г.П.). Выявлен зависимый от концентрации характер воздействия зеараленонана испытуемые клетки. Токсин в высоких дозах приводил к отсутствию монослоя клеток, изменению их формы, фрагментации, подавлению процесса деления и высокому уровню гибели. Концентрации токсина в среде культивирования клеток в 500 нг/мл и ниже не оказывали воздействия на образование клетками монослоя и не изменяли их морфологию. Количество живых клеток при культивировании в среде, содержащей зеараленон в дозе 2000 нг/мл, было меньше в сравнении с контролем на 26,39%, 1000 нг/мл на 9,72%, в дозах 500 и 100 нг/мл на 5,56 и 4,17%. Выживаемость клеток была ниже контроля соответственно на13,95; 9,54; 4,23 и 4,00%. На пролиферацию клеток зеараленон оказывал пагубное воздействие в дозах превышающих 1000 нг/мл, на митотическую активность выше 2000 нг/мл. Вычисленный по методу Червонской Г.П. индекс цитотоксичности зеараленона при концентрации 100; 500; 1000 и 2000 нг/мл в сравнении с контролем понизился на 25; 27; 58 и 85%, по методу Дьяконова Л.П. индекс цитотоксичности превысил контрольное значение на 2,38; 4,76; 9,52 и 35,71%, соответственно. Индексы цитотоксичности зеараленона в дозе 50 нг/мл не имели отличий с контролем. По результатам исследования максимально переносимая доза зеараленона для перевиваемых эпителиальных клеток легкого эмбриона крупного рогатого скота составила 50 нг/мл.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Идиятов И. И., Валиуллин Л. Р., Бирюля В. В., Галлямова С. Р., Папуниди К. Х.

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

CYTOGENETIC AFFECT OF ZEARALENON FUSARIUM TOXIN

The article provides the results of the study of zearalenon cytotoxic effect on calf fetal lung epithelium cells at 24 hours in DMEM culture medium. The toxin was added to the cell culture medium at doses of 2000, 1000, 500, 100 and 50 ng/ml. Morphological and cultural parameters of cells after toxin exposure was assessed by their morphology (cell monolayer by coating the surface of wells, cell shape, presence of dead cells and cell aggregates), proliferative (the ratio of the grown cells number per total number of cells) and mitotic activity (ratio of the number mitotically divided cells per total number of cells), survival rate of cells (ratio of the number of alive cells per total number of cells), the level of cytotoxicity (cytotoxicity was calculated according to the methods proposed by Dyakonov L.P. and Chervonskaya G.P.). The correlation of the concentration of zearalenon and its effect on cells was determined. High doses of the toxin led to the lack of cell monolayer, changing their shape, fragmentation, suppression of cellular division process and a higher death rate of cells. The toxin concentrations lower than 500 ng/ml did not affect the formation of a monolayer and did not change their morphology. The dosage of 2000 ng/ml culture medium resulted in a lower number of live cells in comparison with the controls for 26.39%, 1000 ng / ml for 9.72%, and doses of 500 and 100 ng/ml for 5.56 and 4.17% accordingly. Cell viability was lower than that of the controls for 13.95; 9.54; 4.23 and 4.00% accordingly. Zearalenon affected the cell proliferation at doses higher than 1000 ng/ml and mitotic activity at dosages higher than 2.000 ng/ml. The calculated by the Chervonskaya G.P. method zearalenone cytotoxicity index at doses of 100; 500; 1000 and 2000 ng / ml reduced by 25; 27; 58 and 85% in comparison with the controls, according to the method Dyakonov L.P. cytotoxicity index exceeded the reference value for 2.38; 4.76; 9.52 and 35.71%, respectively. The cytotoxicity indexes of zearalenone at 50 ng/ml did not differ from the control. According to the studies the maximum tolerated dose for zearalenone in fetal calf lung epithelium cells was 50 ng/ml.

Текст научной работы на тему «Цитогенетическое воздействие фузариотоксина зеараленон»

УДК 576.3+619:615.9

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ФУЗАРИОТОКСИНА ЗЕАРАЛЕНОН

1И.И.Идиятов - кандидат биологических наук, с.н.с.; 1Л.Р.Валиуллин - кандидат биологических наук, зав.сектором; 1В.В.Бирюля - кандидат биологических наук, вед.н.с.; 2С.Р.Галлямова - магистр;

1К.Х.Папуниди - доктор ветеринарных наук, профессор, замдиректора;

1А.И.Никитин - кандидат ветеринарных наук, директор.

1ФГБНУ «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности», г.Казань (420075, г.Казань, Научныйгородок-2, тел.: +7(843)239-53-20, e-mail: [email protected]).

2Казанский Федеральный (Приволжский) университет, г.Казань (420008, г.Казань, Кремлевская, 18, тел.: +7(843)292-69-77, e-mail:[email protected]).

В статье приведены результаты исследования цитотоксического действия зеараленона на перевиваемые клетки эпителия легкого эмбриона крупного рогатого скота в течение 24 ч в среде DMEM. Токсин добавляли в среду для культивирования клеток в дозах 2000, 1000, 500, 100 и 50 нг/мл. Морфологические и культуральные параметры клеток после воздействия токсина оценивали по их морфологии (клеточный монослой - по покрытию поверхности лунки, форме клеток, наличию погибших клеток и клеточных агрегатов), пролиферативной(отно-шению числа выросших клеток к числу засеянных) и митотической активности(отношению числа митотически делящихся клеток к общей сумме подсчитанных клеток), выживаемости клеток (отношению числа живых клеток к общему их количеству), определению цитотоксичности (высчитыванием индексов цитотоксичности по методикам Дьяконова Л.П. и Червонской Г.П.). Выявлен зависимый от концентрации характер воздействия зеара-ленонана испытуемые клетки. Токсин в высоких дозах приводил к отсутствию монослоя клеток, изменению их формы, фрагментации, подавлению процесса деления и высокому уровню гибели. Концентрации токсина в среде культивирования клеток в 500 нг/мл и ниже не оказывали воздействия на образование клетками монослоя и не изменяли их морфологию. Количество живых клеток при культивировании в среде, содержащей зеарале-нон в дозе 2000 нг/мл, было меньше в сравнении с контролем на 26,39%, 1000 нг/мл - на 9,72%, в дозах 500 и 100 нг/мл - на 5,56 и 4,17%. Выживаемость клеток была ниже контроля соответственно на13,95; 9,54; 4,23 и 4,00%. На пролиферацию клеток зеараленон оказывал пагубное воздействие в дозах превышающих 1000 нг/мл, на митотическую активность - выше 2000 нг/мл. Вычисленный по методу Червонской Г.П. индекс цитотоксичности зеараленона при концентрации 100; 500; 1000 и 2000 нг/мл в сравнении с контролем понизился на 25; 27; 58 и 85%, по методу Дьяконова Л.П. - индекс цитотоксичности превысил контрольное значение на 2,38; 4,76; 9,52 и 35,71%, соответственно. Индексы цитотоксичности зеараленона в дозе 50 нг/мл не имели отличий с контролем. По результатам исследования максимально переносимая доза зеараленона для перевиваемых эпителиальных клеток легкого эмбриона крупного рогатого скота составила 50 нг/мл.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: зеараленон, клетки эпителия легкого, морфология, цитометрия, выживаемость, пролиферация, митотическая активность, цитотоксичность, максимально переносимая доза.

Контаминация микроскопическими грибами продовольственного и кормового сырья с момента его заготовки до переработки, хранения и реализации представляет существенную проблему в обеспечении продовольственной безопасности. На любых этапах производства грибы, при возникновении благоприятных условий, синтезируют высокотоксичные для людей и животных метаболиты [1, 2, 3]. Наибольшее санитарное значение имеют фузариотоксины - Т-2 токсин, дезоксиниваленол, зеараленон. Последний обладает эстрогенным действием и наиболее часто обнаруживается в кормах. Токсическое действие зе-араленона наступает уже при низких концентрациях [4,5]. Зеараленон является устойчивым соединением, как во время хранения и переработки зернового сырья, так и при приготовлении пищи.

Зеараленон частично проходит через желудочно-кишечный тракт без изменений. Часть токсина

всасывается в желудке и тонком кишечнике. Ассимилированный зеараленон с кровью поступает во все органы и ткани, большие количества его обнаруживают в легких[2].

При воздействии микотоксинов происходит ин-гибирование синтеза протеина и нуклеиновых кислот, угнетение транспортной системы митохондрий, синтеза митохондриальных белков, отмечают пагубное влияние на процессы деления клеток и структуру клеточной мембраны [6, 7, 8], инициирование окислительных процессов, запуск запрограммированной клеточной гибели (апоптоза) в различных тканях и моделях клеточных культур [9, 10].

На сегодняшний день проблемы этичного использования животных при проведении исследований вполне решаемы за счет использования альтернативных биологических моделей, в том числе культур клеток [11]. Область их применения расширяется, совершен-

L ^ ЕТЕРИНАРНЫЙ

Врач

ствуется техника культивирования, они занимают все более заметное и важное место в токсикологических исследованиях. Культуры клеток чувствительны к воздействию малых количеств веществ, действие которых на организменном уровне возможно оценить лишь при больших дозах и длительном воздействии [12].

С учетом изложенного целью работы было изучение характера действия зеараленона на морфологические и культуральные параметры перевиваемых культур клеток как альтернативы традиционным методикам исследования.

Материалы и методы. Работа выполнена на культуре клеток эпителия легкого эмбриона крупного рогатого скота (Л ЭК), предоставленной Специализированной коллекцией перевиваемых соматических клеточных культур сельскохозяйственных и промысловых животных РККК (ВИЭВ, РФ). Клетки культивировали в питательной среде DMEM (ПанЭко, РФ) с добавлением 10% фетальной телячьей сыворотки (Gibco, США), 0,5% цэфтриаксона (ОАО «Синтез», РФ) и 0,5% L-глутами-на 200 мМ (Gibco, США) в СО2-инкубаторе MCO-19AIC (Sanyo, Япония) при 5% СО2, температуре 370С.

Для экспериментальной контаминации клеток использовали кристаллический зеараленон, синтезированный в лаборатории микотоксинов ФГБНУ «ФЦТРБ-ВНИВИ».

Токсический эффект зеараленона на культуры клеток определяли по пролиферативной активности. Клеточную суспензию в концентрации 2,5*105 кл./мл питательной среды разливали по 200 мкл в лунки стерильного 96-луночного культурального планшета (Eppendorf AG, Германия). Зеараленон, растворенный в 96% этиловом спирте, вносили в количестве 4 мкл в дозах 2000; 1000; 500; 100 и 50 нг/мл, контроль 1 - 4 мкл 96% этилового спирта, контроль 2 - питательная среда без этилового спирта. Количество повторностей в каждой «группе» составляло 12. Клетки выдерживали в СО2 - инкубаторе (5% СО2, 370С) в течение 24 часов.

Оценка морфологии клеток. Содержимое лунок просматривали под инвертированным микроскопом Nikon Eclipse TS 100, использовали камеру DCM 500 и программное обеспечение Scope Photo 3.0. Клеточ-

ный монослои оценивали по покрытию поверхности лунки, форме клеток, наличию погибших клеток и клеточных агрегатов.

Оценка жизнеспособности клеток и цитотоксич-ности. Клетки диспергировали смесью растворов вер-сена (0,02%) (Пан Эко, РФ) и трипсина (0,025%) (Пан Эко, РФ) в соотношении 1:9 и выдерживали в термостате 10-15 мин при 370С. Для прекращения действия трипсина и версена клетки осаждали центрифугированием в течение 2 мин при 1500 об./мин, надосадоч-ную жидкость сливали, осадок перемешивали с 200 мкл питательной среды. Подсчет выросших клеток осуществляли в камере Горяева, для определения их жизнеспособности к клеточной суспензии добавляли 200 мкл 0,5% водного раствора трипанового синего (живые клетки оставались бесцветными, мертвые окрашивались в синий цвет). Воздействие токсина на клетки определяли с учетом: коэффициента жизнеспособности - отношение числа живых клеток к общему их количеству, %; индекса пролиферации - отношение числа выросших клеток к числу засеянных; митотиче-ского индекса - отношение числа митотически делящихся клеток к общей сумме подсчитанных клеток, %о [13]; индекса цитотоксичности [13] - отношение числа изначально засеянных к числу живых клеток; цитоток-сического индекса [14] - отношение разницы процента гибели клеток в контроле с процентом гибели в опыте к проценту гибели клеток в контроле.

Статистическую обработку полученного цифрового материала осуществляли методом вариационной статистики с применением критерия достоверности по Стьюденту программы Microsoft Excel.

Результаты исследований. При культивировании клеток в среде, содержащей зеараленон в дозе 2000 нг/мл (рис. 1), выраженный монослой клеток отсутствовал, отмечались участки с отсутствием межклеточных контактов, клетки с измененными формой и размером, набухшей цитоплазматической мембраной, агрегацией хроматина около ядерной мембраны, имели место фрагментация клеток, наличие мелких зерен (дебрис) и апоптозных тел, что свидетельствовало о подавлении процесса деления и начавшемся апоптозе.

Рис. 1. Микрофотография клеток линии ЛЭК при культивировании в течение 24 ч в среде ЭМЕМ, содержащей зеараленон в дозе 2000 нг/мл, (*400).

В лунках, содержащих зеараленон в дозе контактами, дебрисом, клеточными агрегатами, фи-1000нг/мл (рис. 2) монослой клеток был хорошо вы- бробластоподобными клетками. ражен, встречались участки со слабыми клеточными

Рис. 2. Микрофотография клеток линии ЛЭК при культивировании в течение 24 ч в среде ЭМЕМ, содержащей зеараленон в дозе 1000 нг/мл, (х400).

Клетки в среде с токсином в дозах 500; 100и 50 нг/ ной культуре, большинство имело четко очерченную мл, спиртом и без него (рис. 3, 4, 5, 6, 7) образовывали цитоплазматической мембраной (ЦПМ) цитоплазму, выраженный монослой, форма клеток была свойствен- ядро с ядрышком и вакуолизацию ЦПМ.

Рис. 3. Микрофотография клеток линии ЛЭК при культивировании в течение 24 ч в среде DMEM, содержащей зеараленон в дозе 500 нг/мл, (х400).

Рис. 4. Микрофотография клеток линии ЛЭК при культивировании в течение 24 ч в среде ЭМЕМ, содержащей зеараленон в дозе 100 нг/мл, (х400).

ЕТЕРИНАРНЬЕЙ

Врач

Рис. 5. Микрофотография клеток линии ЛЭК при культивировании в течение 24 ч в среде ЭМЕМ, содержащей зеараленон в дозе 50 нг/мл, (*400).

Рис. 6. Микрофотография клеток линии ЛЭК при культивировании в течение 24 ч в среде ЭМЕМ, содержащей 2% этилового спирта, (*400).

Рис. 7. Микрофотография клеток линии ЛЭК при культивировании в течение 24 ч в среде ЭМЕМ, (х400).

Таким образом, зеараленон оказывает зависимое от дозы патогенное действие на клетки эпителия легкого in vitro, их адаптацию и дальнейшее развитие, при этом концентрации токсина в среде культивирования в 500 нг/мл и ниже не оказывают воздействия на образование клетками монослоя и не изменяют их морфологию.

Эксперименты на цитотоксичность позволяют выявить индуцированные токсинами изменения в метаболизме и структурной целостности клеток. Жизнеспособность клеток отражает результат протекающих

в них метаболических процессов. Достоверным показателем выживаемости клеток является способность их к дальнейшему размножению [26].

Количество живых клеток при культивировании в течение 24 ч в среде, содержащей зеараленон (табл. 1) в дозе 2000 нг/мл, было меньше в сравнении с контролем на 26,39%, 1000 нг/мл - на 9,72%, в дозах 500 и 100 нг/мл - на 5,56 и 4,17%, соответственно. Отличий по числу живых клеток в контрольных лунках с питательной средой, спиртом и 50 нг/мл зеараленона не было.

Таблица 1

Количество клеток линии ЛЭК при культивировании в течение 24 ч в среде (ПС), содержащей зеараленон

Группа Доза зеараленона, нг/мл Процент мертвых клеток, % Процент живых клеток в сравнении с контролем, %

ПС - 14,30±0,36

ПС+С2Н5ОН - 14,46±0,21 98,61

ПС+С2Н5ОН +зеараленон 2000 26,39±1,70* 73,81*

1000 22,62±1,46* 90,28*

500 18,08±0,27 94,44

100 17,86±0,00 95,83

50 14,29±0,00 100,00

Примечание: * - различия с контролем достоверны с точностью p<0,05.

Доля мертвых клеток в контроле составила 14,30%, в среде со спиртом и в лунках с зеараленоном в дозе 100 нг/мл на 0,16 и 3,56% выше. Апоптотическая активность микотоксина в дозе 2000 нг/мл была больше в сравнении с контролем на 12,09%, количество погибших клеток в среде с содержанием токсина 1000 и 500 нг/мл превышало контрольное значение на 8,33 и 3,78%, соответственно.

При культивировании клеток эпителия легкого в среде с зеараленономв дозе 2000 и 500 нг/мл отмечали снижение абсолютного количества клеток в сравнении с контролем (рис. 8) на 14,29%, при культивировании в среде с токсином в концентрации 1000 и 100 нг/мл, адекватным количеством этилового спирта отличия с контрольными показателями были не существенными.

110

100

90

•С

ft

ч а 70

о ? 60

и SJ 50

X Ч 40

о

а е> 30

ft 70

ю

О 10

0

Г1

■ ПС

ШПС+спирт

■ ПС+спщл+2000 нг/мл

■ ПС+спирт+1000 нг/мл

■ ПС+спирг+500 нг/мл □ ПС+спирт-+100 нг/мл

■ ПС+спирт+50 нг/мл

Рис. 8. Динамика общего количества клеток линии ЛЭК при культивировании в течение 24 ч в среде DMEM (ПС) в зависимости от дозы зеараленона; данные представлены в процентах от контроля (ПС).

Жизнеспособность клеток при действии на них зеараленона (рис. 9) имела зависимый от дозы характер. Коэффициент жизнеспособности клеток при культивировании их в среде, в лунках со спиртом и присутствии зеараленона в дозе 50 нг/мл составил 85,70; 85,54 и 85,71%. При 100 нг токсина на 1 мл среды выживаемость клеток была ниже контроля со спиртом на 4,00%, 500 нг - 4,23%, 1000 и 2000 нг - 9,54 и 13,95%, соответственно.

Таким образом, с возрастанием дозы зеараленона жизнеспособность эпителиоцитов легких in vitro снижается, доза в 50 нг/мл воздействия на выживаемость клеток не оказывает.

Пролиферативная активность клеток в контрольных лунках планшета со средой, лунках со спиртом и с токсином в дозах50; 100; 500 и 1000 нг/мл не имела

достоверных отличий, под воздействием зеараленона в концентрации 2000 нг/мл индекс пролиферации был ниже контроля со спиртом на 22,22%. Следовательно, пагубное воздействие на пролиферативную активность клеток эпителия легких in vitro зеараленон оказывает в дозах превышающих 1000 нг/мл.

Митотическая активность клеток в контрольных лунках, лунках со спиртом и с токсином в дозах 50; 100; 500 и 1000 нг/мл не имела достоверных отличий, снижение способности эпителиоцитов in vitro к митотиче-скому делению зеараленон оказывает в концентрации, превышающей 2000 нг/мл.

Результаты вычисления индексов цитотоксично-сти зеараленона для клеток линии ЛЭК приведены в таблице 2.

100 500

Доза, нг/мл

Рис. 9. Жизнеспособность клеток линии ЛЭК при культивировании в течение 24 ч в среде ОМЕМ в присутствии зеараленона в различных дозах; данные представлены в виде среднего ± стандартная ошибка среднего; 1 - критерий Стьюдента: * - различия с контролем достоверны с точностью р<0,05.

Таблица 2

Цитотоксичность зеараленона для клеток линии ЛЭК при культивировании в течение 24 ч в среде РМЕМ

(ПС)

Группа Доза зеараленона, нг/мл Индекс цитотоксичности (Червонская Г.П.) Индекс цитотоксичности (Дьяконов Л.П.)

ПС - 0,00±0,02 0,42±0,01

ПС+С2Н5ОН - -0,01±0,02 0,42±0,00

ПС+С2Н5ОН +зеараленон 2000 -0,85±0,12* 0,57±0,01*

1000 -0,58±0,10* 0,46±0,01

500 -0,27±0,02* 0,44±0,01

100 -0,25±0,00* 0,43±0,00

50 0,00±0,00 0,42±0,00

Примечание: * - различия с контролем достоверны с точностью p<0,05.

Определенный по методу Червонской Г.П. с соавт. индекс цитотоксичности зеараленона в среде при концентрации 100; 500; 1000 и 2000 нг/мл в сравнении с контролем понизился, соответственно, на 25; 27; 58 и 85%. По методу Дьяконова Л.П. и соавт. индекс цитотоксичности превысил контрольное значение на 2,38; 4,76; 9,52 и 35,71%, соответственно. Индексы цитотоксичности зеараленона в дозе 50 нг/мл не имели отличий с контролем. Вычисление показателей цитотоксичности необходимо для определения максимально переносимой, средне летальной (IC50) и летальной доз (1С100) исследуемого вещества для культур клеток. По результатам исследований концентрацию зеаралено-на в культуральной среде в 50 нг/мл возможно принять за дозу, не оказывающую цитотоксического действия на эпителиальные клетки легкого in vitro, и считать максимально переносимой (МПД).

Заключение. Результаты исследований показали, что воздействие зеараленона на клеточные культуры

имеет зависимый от концентрации характер. При культивировании перевиваемых эпителиальных клеток легкого эмбриона крупного рогатого скота в течение 24 ч в среде DMEM, содержащей высокие дозы токсина (более 1000 нг/мл) отмечаются свидетельства подавления процесса деления и высокий уровень гибели клеток. Данные морфологического анализа подтверждают снижение жизнеспособности, пролиферативной и митотической активности клеток, повышение цитотоксичности с возрастанием дозы токсина. По результатам исследования максимально переносимая доза зеараленона для эпителиальных клеток легкого in vitro составила 50 нг/мл.

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

Финансирование исследования. Работа выполнена при поддержке ФГБУ «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» (Фонд содействия инновациям) в рамках выполнения Соглашения о предоставлении гранта на выполнение научно-исследовательских работ за №10244ГУ/2015.

Литература

1. Диагностика, профилактика и лечение сочетанных отравлений животных вторичными метаболитами микроскопических грибов рода Fusarium: методическое пособие/ А.В.Иванов [и др.]. - Казань: «ФЦТРБ-ВНИВИ», 2012. -56 с.

2. Bennet, J.W.Mycotoxins / J.W.Bennet, M.Klich // Clin. Microbiol. - Rev. - 2003. - № 16(3). - Р. 497-516.

3. Shephard, G.S. Human health impacts and risk assessment of mycotoxins / G.S.Shephard // Proceedings international workshop. Reduction of Mycotoxins in Production Chains of EU and Russia: Modern investigations and Practical Features. - Moscow. - 2011. - P. 12-14.

4. Гост Р 53093-2008. Зерно и продукты его переработки, комбикорма. Определение содержания зеараленона методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. - М.: Стандартинформ, 2010. - 11 с.

5. О накоплении зеараленона в травяных кормах и токсинообразующей активности грибов рода Fusarium / А.А.Бур-кин, Г.П.Кононенко, О.П.Гаврилова, Т.Ю.Гагкаева // Сельскохозяйственная биология. - 2015. - Т. 50. - С. 255-262.

6. The in vitro effects of zearalenone and T-2 toxins on Vero cells / C.Bouaziz [et al.] // Exp. Toxicol. Pathol. - 2013.

- № 2. - P. 497-501.

7. Mitochondrial energetic metabolism-some general principles / J.P.Mazat[et al.] // IUBMB Life. - 2013. - 65. - Р. 171-179.

8. Obremski, K. Zearalenone induces apoptosis and inhibits proliferation in porcine ileal Peyer's patch lymphocytes / K.Obremski, G.Poniatowska-Broniek // MC Genomics. - 2016. - № 17. - Р. 646. doi: 10.1186/s12864-016-2984-8.

9. Behm, C. Cytotoxic potency of mycotoxins in cultures of V79 lung fibroblast cells / C.Behm, W.Follmann, G.H.Degen // J.Toxicol. Environ. Health. - 2012. - № 75(19-20). -Р. 1226-31.

10. The in vitro effects of zearalenone and T-2 toxins on Vero cells / C.Bouaziz [et al.] // Exp. Toxicol. Pathol. - 2013.

- Jul. - № 65(5). - Р. 497-501.

11. Combes, R.D. Ethical investment-what is it, and what are the implications for industry funding of research into alternatives / R.D.Combes, M.Balls // Altern. Lab. Anim. - 2001. - Jan-Feb. - № 29(1). - Р. 55-62.

12. Еськов, А.П. Механизм повреждающего действия бактериального эндотоксина / А.П.Еськов, Р.И.Каюмов, А.Е.Соколов // Эфферентная терапия. - 2003. - Т. 1, № 2. - С. 71-74.

13. Дьяконов, Л.П. Животная клетка в культуре (Методы и применение в биотехнологии) / Л.П.Дьяконов. - М.: Издательство «Спутник+», 2009. - 656 с.

14. Цитотоксическое действие химических веществ, содержащихся в виде примесей в некоторых медицинских иммунобиологических препаратах / Г.П.Червонская [и др.] // Микробиол., эпидемиол. ииммунол. - 1988.

- №12. -С. 85-90.

CYTOGENETIC AFFECT OF ZEARALENON FUSARIUM TOXIN

1Idiyatov I.I. - Candidate of Biological Sciences; 1Valiullin L.R. - Candidate of Biological Sciences; 1Birulya V.V. - Candidate of Biological Sciences; 2Gallyamova S.R. - master; 1Papunidi K.Kh. - Doctor of Veterinary

Sciences, professor; 1Nikitin A.I. - Candidate of Veterinary Sciences.

1Federal Center for Toxicological, Radiation and Biological Safety, Kazan (e-mail: [email protected]).

2Kazan Federal University, Kazan.

The article provides the results of the study of zearalenon cytotoxic effect on calf fetal lung epithelium cells at 24 hours in DMEM culture medium. The toxin was added to the cell culture medium at doses of2000, 1000,500, 100 and 50 ng/ml. Morphological and cultural parameters of cells after toxin exposure was assessed by their morphology (cell monolayer - by coating the surface of wells, cell shape, presence of dead cells and cell aggregates), proliferative (the ratio of the grown cells number per total number of cells) and mitotic activity (ratio of the number mitotically divided cells per total number of cells), survival rate of cells (ratio of the number of alive cells per total number of cells), the level of cytotoxicity (cytotoxicity was calculated according to the methods proposed by Dyakonov L.P. and Chervonskaya G.P.). The correlation of the concentration of zearalenon and its effect on cells was determined. High doses of the toxin led to the lack of cell monolayer, changing their shape, fragmentation, suppression of cellular division process and a higher death rate of cells. The toxin concentrations lower than 500 ng/ml did not affect the formation of a monolayer and did not change their morphology. The dosage of2000 ng/ml culture medium resulted in a lower number of live cells in comparison with the controls for 26.39%, 1000 ng / ml - for 9.72%, and doses of 500 and 100 ng/ml - for 5.56 and 4.17% accordingly. Cell viability was lower than that of the controls for 13.95; 9.54; 4.23 and 4.00% accordingly. Zearalenon affected the cell proliferation at doses higher than 1000 ng/ml and mitotic activity at dosages higher than 2.000 ng/ml. The calculated by the Chervonskaya G.P. method zearalenone cytotoxicity index at doses of 100; 500; 1000 and2000 ng / ml reduced by 25; 27; 58 and 85% in comparison

ЕГЕПШАРНЫЙ

Врач

with the controls, according to the method Dyakonov L.P. cytotoxicity index exceeded the reference value for 2.38; 4.76; 9.52 and 35.71%, respectively. The cytotoxicity indexes of zearalenone at 50 ng/ml did not differ from the control. According to the studies the maximum tolerated dose for zearalenone in fetal calf lung epithelium cells was 50 ng/ml.

KEYWORDS: zearalenone, fetal calf lung epithelium cells, morphology, cytometry, survival, proliferation, mitotic activity, cytotoxicity, maximum tolerated dose.

References

1. Diagnostika, profilaktika i lechenie sochetannih otravleniy zhivotnih vtorichnimi metabolitami microscopicheskih gribov roda Fusarium: Metodicheskoe posobie [Detection, prevention, and treatment of associated poizonings with secondary metabolites of Fusarium fungi: guideline] / A.V.Ivanov [et al.]. - Kazan: FTSRB-VNIVI, 2012. - 56 p.

2. Bennet, J.W. Mycotoxins / J.W. Bennet, M. Klich // Clin. Microbiol. Rev. 2003; 16(3): 497-516.

3. Shephard, G.S. Human health impacts and risk assessment of mycotoxins. / G.S.Shephard // Proceedings international workshop. Reduction of Mycotoxins in Production Chains of EU and Russia: Modern investigations and Practical Features. Moscow. - 2011. - P. 12-14.

4. GOST R 53093-2008 Zerno i produkty yego pererabotki, kombikorma. Opredelenie soderzhaniya zearalenona metodom vysokoeffektivnoy zhidkostnoy khromatografii [Crops and the processed products from crops. Assessment of zearalenon level using highly efficient method of fluid chromatography]. - Moscow: Standartinform, 2010. - 11 p.

5. O nakoplenii zearalenona v travyanih kormah i toksinobrazyushei aktivnosti gribov roda Fusarium [On deposition of zearalenon in herbal fodders and toxin-formation activity of Fusarium fungi] / A.A.Byrkin, G.P.Kononenko, O.P.Gavrilova, T.U.Gagkaeva // Agrobiology. - 2015. - Vol. 50. - P.255-262.

6. Bouaziz, C. The in vitro effects of zearalenone and T-2 toxins on Vero cells / C.Bouaziz, A.Bouslimi, R.Kadri, C.Zaied, H.Bacha, S.Abid-Essefi // Exp. Toxicol. Pathol. - 2013. - P. 497-501.

7. Mazat, J.P. Mitochondrial energetic metabolism-some general principles / J.P.Mazat, S.Ransac, M. Heiske et al. // IUBMB Life. 2013; 65: 171-179.

8. Obremski, K. Zearalenone induces apoptosis and inhibits proliferation in porcine ilealPeyer's patch lymphocytes / K.Obremski, G.Poniatowska-Broniek // MC Genomics. - 2016 Aug 17;17: 646. doi: 10.1186/s12864-016-2984-8.

9. Behm, C. Cytotoxic potency of mycotoxins in cultures of V79 lung fibroblast cells / C.Behm, W.Follmann, G.H.Degen // J.Toxicol. Environ. Health. - 2012; 75(19-20): 1226-31.

10. Bouaziz, C. The in vitro effects of zearalenone and T-2 toxins on Vero cells / C.Bouaziz, A.Bouslimi, R.Kadri et al. // Exp. Toxicol. Pathol. 2013 Jul.; 65(5): 497-501.

11. Combes, R.D. Ethical investment - what is it, and what are the implications for industry funding of research into alternatives / R.D. Combes, M. Balls // Altern. Lab. Anim. 2001 Jan-Feb; 29(1): 55-62.

12. Eskov, A.P. Mehanizm povregdauhego deistviya bacterialnogo endotoksina [Destroying mechanism of bacterial endotoxin] / A.P. Eskov, R.I.Kaumov, A.E.Sokolov // Efferentnaya terapiya. - 2003. - Vol.1 № 2. - P. 71-74.

13. Dyakonov, L.P. Zhivotnaya kletka v kulture (Metody i primememie v biotehnologii) [Using an animal cell for cultivation (Methods and implementation in Biotechnology) / L.P.Dyakonov. - Moscow: «Sputnik+», 2009. - 656 p.

14. Tsititoksicheskoe deistvie himicheskih vechestv, sodergachihsya v vide primesei v nekotoryh meditsinskih immunobiologicheskih preparatah [Cytotoxic effect of chemical substances present as in some medical immunobiological drugs] / G.P.Chervonskaya [et al.] // Microbiol., epidemiol. i immynobiol., - 1988. - Vol.12. - P. 85-90.

УДК 633.4.003: 619:615.9 (470.343)

МИКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОРМОВ КУЖЕНЕРСКОГО РАЙОНА РЕСПУБЛИКИ МАРИЙ ЭЛ

'С.Ю.Смоленцев - доктор биологических наук, профессор; 2Э.К.Папуниди - доктор биологических наук, профессор; 1И.Н.Поликарпов - студент.

ФГБОУ ВО«Марийский государственный университет», г.Йошкар-Ола (424000, г.Йошкар-Ола,

пл.Ленина 1, тел. +7(8362) 68-79-32, е-шэИ: [email protected]). 2ФГБОУ ВО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины им. Н.Э.Баумана», г.Казань

(420073, г.Казань, Сибирский тракт, 35, тел. (843) 273-96-17).

По данным исследователей, распространение микроскопических грибов, продуцирующих микотоксины в различных регионах России, недостаточно изучено, поэтому затрудняется прогнозирование возникновения того или иного микотоксикоза. Целью исследований явилось изучение степени поражения кормов плесневыми грибами в Куженерском районе республики Марий Эл. Санитарно-микологическая оценка кормов Куженерского

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.