CC BY
29
УДК 636.4.082:612.12:577.34
Джус П. П., астрант, Костенко С. О., к.б.н., доц., Сидоренко О. В., астрант,
([email protected]) Нацюнальний утверситет 6iopecypcie i природокористування Украгни, м. Кигв
ЦИТОГЕНЕТИЧНИЙ АНАЛ1З СВИНЕЙ, ЯКИХ УТРИМУЮТЬ В Р1ЗНИХ РАД1ОЕКОЛОГ1ЧНИХ УМОВАХ
Проведено цитогенетичний аналiз свиноматок, що eiдтeoрюютьcя в рiзнихрадioекoлoгiчних умовах. Встановлено тдвищення частоти лiмфoцитie з мжро ядрами(7,51±0,66 %о) у тварин при дп хротчного низькодозового опромтення пoрieнянo i3 тваринами з радioекoлoгiчнo благополучних райотв (2,5±0,29 %о) утримання. За спектром хромосомних аберацт у свиноматок, яю eiдтeoрюютьcя на теритoрiях з тдвищеним радiацiйним фоном eiдмiченo значний eiдcoтoк анеуплогдних клтин (18,55±3,39 %). Встановлено ткний кореляцтний зв'язок (r=0,85) мiж частотою клтин з мжроядрами та eiдcoткoм анеуплогдИ у тварин при хрошчному низькодозовому опромтент. Виявлено статистично eiрoгiдний вплив радiацiйнoгo фону територп утримання свиноматок на частоту клтин з мжроядрами та eiдcoтoк анеуплогдних клтин.
Ключовi слова: свиня свтська, мжроядра, анеуплоШя, низькодозове ютзуюче опромтення.
Вступ. Шсля авари на ЧАЕС на значних територiях Украши склалися Hecnprararni радюеколопчт умови. У зонах з тдвищеним радiацiйним фоном досить часто розмщет господарства штенсивно! вiдгодiвлi свиней, тому актуальним е прогноз наслщюв впливу хротчного низькодозового опромшення на популяци даного виду сшьськогосподарських тварин. Швидка змша поколшь, багатоплщтсть i вивчетсть геному робить свиню свшську вдалим модельним об'ектом для такого роду дослщжень.
За рахунок генетично! гетерогенности яка притаманна свиням, та характеру !х утримання групами рiзноl чисельноси, генетичт процеси, що в них вщбуваються можна розглядати як процеси на рiвнi популяци. Результати, одержат в ходi комплексного цитогенетичного скринiнгу свиней можна екстраполювати на популяци шших видiв ссавцiв, в тому чи^ i людей, за рахунок анатомiчноl та функцюнально! подiбностi свиней до людини.
Тому метою нашо! роботи був порiвняльний аналiз цитогенетичних параметрiв свиноматок, що утримуються в рiзних радiоекологiчних умовах.
Матер1али та методи дослщження. Дослiджували тварин господарства ТОВ «ШплЬ с. Шпилi Iванкiвського району Ктвсько! областi та ТОВ «Луговське» с. Александропiль Дншропетровсько! областi. Перше
господарство знаходиться в зон ди хронiчного низькодозового iонiзуючого опромiнення. За даними ветеринарно! служби Iванкiвського району загальний радiацiйний фон територп' становить 96 мжроренген на годину(мР/год), що
178
перевищуе загальний фон по Укра1ш у 7-9 pa3iB. Радiацiйний фон в Дншропетровськш област не перевищуе 20 мР/год.
Перифершну кров вiдбирали з вушно! вени тварин одного вжу (15-16 мкящв) з дотриманням максимальних умов стерильности В результатi такого вибору до групи дослщжуваних тварин увiйшло 15 свиноматок господарства ТОВ «ШплЬ та 10 - ТОВ «Луговське».
Цитогенетичш препарати готували за методикою А.Ф. Яковлева [1]. При мжроскопи визначали частоти лiмфоцитiв з мiкроядрами (МЯ), двоядерних (ДЯ) i апоптозних (АП) клiтин, а також мiтотичний шдекс (М1). Пiдрахунок здiйснювали на 1000 клггин. Вiд кожно! тварини аналiзували не менше 3000 клiтин. При дослщженш метафазних пластинок встановлювали вщсоток хромосомних та хроматидних розривiв, а також вщсоток кл^ин з анеупловдею (А1=2п±2), полшло1доею (ПП) та асинхронним розщепленням центромiрних районiв хромосом (АРЦРХ). У кожно! тварини аналiзували не менше 30 метафаз. Для дослщження цитогенетичних препараив тимчасових культур лiмфоцитiв використовували бiнокулярний мiкроскоп Carl Zeiss. Аналiз карiотипу здiйснювали при збшьшенш мiкроскопу у 1000 разiв.
Результати дослщження та 'ix обговорення. Частоти клггин з мжроядрами та структурними i числовими порушеннями хромосом використовують в якост цитогенетичних iндикаторiв радiацiйного впливу на органiзм [4].
Результати цитогенетичного аналiзу свиноматок представленi на гiстограмi рис.1.
МЯ ДЯ АП М1
Рис. 1. Цитогенетичн1 показники свиноматок (на 1000 клггин, %о)
В ходi проведених дослiджень у свиноматок господарства ТОВ «ШпилЬ> виявлено значну iндивiдуальну варiабельнiсть по частой лiмфоцитiв з мiкроядрами. Загальний розмах значень даного показника коливався вщ 4±0,57 %о до 12,33±2,18 %о, що пов'язано з iндивiдуальними особливостями оргашзму окремих тварин при щентичнш радiацiйнiй ди. Середне значення частот кл^ин з мiкроядрами по грут дослiджуваних тварин становило 7,51±0,66 %. Це перевищуе верхню межу параметрiв умовного контролю за кiлькiстю кл^ин з мiкроядрами для ссавцiв, яка складае 5,6 % [2] i статистично достовiрно вище
179
(при Р>0,999) шж у свиноматок з Дншропетровсько! област^ частота лiмфоцитiв з мжроядрами у яких становила 2,5±0,29 %о. У тварин з Ки'всько! областi дещо вищими були також показники частот двоядерних лiмфоцитiв (2,24±0,27 %о) i апоптозних клiтин (2,33±0,22 %о) порiвняно з аналогiчними показниками свиноматок з Дншропетровсько! области що дорiвнювали 1,5±0,14 %о та 1,77±0,16 %о вщповщно. Значення мiтотичного iндексу у двох дослщжуваних груп тварин було досить низьким - 1,81±0,68 %о (у свиноматок ТОВ«ШпилЬ) i 1,53±0,49 %о (у свиноматок ТОВ «Луговське»). Це можна пояснити однаковим сезоном вщбору кровi (осiнь), в який спостершаеться зниження м^отично! активностi клiтин.
При аналiзi метафазних пластинок було виявлено наступний спектр геномних та хромосомних порушень. Процентне вираження одержаних результат наведено в таблицi 1.
Таблиця 1
. *езультати анал1зу метафазних пластинок свиней, (%)_
Мкце утримання Анеуплод1я ПолшлоТд1я АРЦРХ Хроматид розрив Хром. фрагмент
ТОВ «ШпилЬ> Ки!'всько!' обл. 18,55±3,39* 2,98±1,75 2,89±0,03 5,69±0,12 1,32±0,02
ТОВ «Луговське» Дшпропетровс ько!' обл. 4,52±0,03* - 1,34±0,02 - -
*Р>0,999
Як свiдчать данi, вiдображенi в таблицi 1, у свиноматок, що утримуються на територи з пiдвищеним радiацiйним фоном значним був вщсоток анеупло'дних кл^ин. Лiмфоцити з анеуплодiею типу 2n±2 зустрiчалися з частотою 18,55±3,4 %. Це статистично достовiрно вище (при Р>0,999), шж у тварин з радюеколопчно благополучно! територi! утримання, вщсоток анеупло'дних клiтин у яких становив 4,52±0,03 %. За даними С.Т. Джепарщзе у свиней рiвень анеуплощи в клiтинах кровi в нормi не перевищуе 5,4-6,2 %. З вжом вiдсоток анеупло!дних клiтин може тдвищуватися до 19,4% [3]. Оскшьки дослiджуванi тварини були молодими за вжом, то хронiчне низькодозове опромшення, при якому утримуються свиноматки господарства ТОВ «ШпилЬ>, можна вважати основним фактором кшькюних змiн !х карютипу по типу анеуплощи.
Досить часто наслщком анеуплоди е мiкроядра. Тому для встановлення зв'язку мiж частотою виникнення мжроядер та анеуплодiею було проведено кореляцшний аналiз. Кореляцiйний аналiз свiдчить про пряму залежнiсть мiж частотою лiмфоцитiв з мiкроядрами та вщсотком анеупло!дних клiтин. Для свиноматок ТОВ «ШпилЬ> значення коефiцiенту кореляци становило r=0,85, для тварин з ТОВ «Луговське» r=0,62. Тобто, тдвищення частоти утворення мiкроядер у тварин з радюеколопчно забруднено! територи зумовлено втратами хромосом.
180
За даними Нечипоренко рiвень полшлощи в нормi не перевищуе 3 %.В результат проведеного нами цитогенетичного ан^зу у свиноматок господарства ТОВ «ШпилЬ> вщсоток полшлощних кл^ин дорiвнював 2,98±1,75, що практично зб^аеться з результатами iнших авторiв [3]. У тварин, якi утримуються в Днiпропетровськiй областi, не виявлено полшлощ них клiтин та метафазних пластинок з хромосомними аберащями.
Асинхроншсть розходження центромiрних районiв хромосом вщображае особливостi оргашзаци перицентромерного гетерохроматину хромосом та функщонування веретена подiлу. В ходi наших дослiджень у свиноматок господарства ТОВ «ШпилЬ> виявлено збшьшення частоти АРЦРХ (2,89±0,03 %) порiвняно з аналогiчним показником у тварин ТОВ «Луговське» (1,34±0,02 %). Проте, рiзниця статистично не пiдтвердилася. За даними А.В. Шельова найвищу частота асинхронност розходження центромiрних районiв спостер^али у миргородсько! породи свиней (4,69±0,65 %), найнижчу - у велико! бшо! породи (2,03±0,34 %).
Для встановлення характеру впливу умов утримання свиноматок на частоту лiмфоцитiв з мiкроядрами та вщсоток анеупло!дних клiтин проведено дисперсiйний аналiз. Сила впливу умов утримання на частоту виникнення мжроядер та анеуплощи у свиней становить 62,0 %, що статистично вiрогiдно при Р>0,999. Отже, радiацiйний фон територи вiдгодiвлi свиней можна вважати визначальним фактором соматично! мiнливостi !х геному.
Подальшi дослiдження варто присвятити вивченню впливу хрошчного низькодозового опромiнення на репродуктивш якостi тварин.
Висновки. 1. У свиноматок в умовах хрошчного низькодозового опромшення спостер^аеться статистично достовiрне пщвищення частоти лiмфоцитiв з мiкроядрами, двоядерних лiмфоцитiв та апоптозних клiтин порiвняно з тваринами з радiоекологiчно благополучних територш утримання.
2. Вiдсоток анеуплоди у тварин ТОВ «Шпилi» статистично вище (18,55±3,4) порiвняно iз аналопчним показником свиноматок ТОВ «Луговське» (4,52±0,03). Виявлено значний прямий кореляцiйний зв'язок мiж частотою мiкроядер та вщсотком анеупло!дних клiтин в периферiйнiй кровi свиней.
3 Встановлено, що у свиноматок в умовах хрошчного низькодозового опромшення частота метафазних пластинок з хромосомними аберащями становить всередньому 3,5±0,07 %, з полшлодаею - 2,98±1,75 %.
4. В ходi дисперсшного аналiзу виявлено статистично достовiрний вплив особливостей умов утримання на частоту лiмфоцитiв з мжроядрами та вщсоток анеуплощи в перифершнш кровi свиноматок з силою впливу 62,0 %.
Л1тература
1. Кариологический анализ свиней / Яковлев А.Ф., Бавин В.Г., Стефанова
B.Н. [и др.] // Методические рекомендации. - Ленинград. - 1984. - 44с.
2.Костенко С.О. Показники цитогенетично! мшливост Sus scrofa/
C.О.Костенко, О.М.Коновал, О.В.Сидоренко, В.Т.Сметанш // Фактори експериментально! еволюци органiзмiв : Зб. наук. праць. - К. : Логос. Т. 6 -2009. - С. 149 - 154.
181
3. Красавцев Ю.Ф. Кариотипическая изменчивость у домашней свиньи в связи с возрастными, половыми и другими характеристиками : автореф. дис. на соискание уч. степени канд. биол. наук : спец. 03.103 «Генетика» / Ю.Ф.Красавцев - К., 1971. - 26 с.
4.Пикалова Л. В.Применение цитогенеьтческих методов исследования хромосом в радиологии/ Л.В. Пикалова// Молекулярная биология. - Т. 9. - 2007. - С. 160 - 168.
Робота проведена за тдтримки Державного фонду фундаментальних дослщжень МОН Украши.
Summary
Cytogenesis analyses of pigs which are growing up in the different radioecology circumstances
Cytogenesis analyses of sows which are growing up in the different radioecology circumstances bare done. Increasing of frequencies of lymphocytes with micronucleus and aneuploid cells of animals under influence of low dose ionization radiation in comparison with animals from welfare by radioecology situation districts is researched.
Clouse correlation between frequencies of cells with micronucleus and percent of aneuploid cells in the animals influence under low dose ionization radiation is defined.
Key words: micronucleus, aneuploid cells, low dose ionization radiation, Sus scrofa
Стаття надшшла до редакцИ' 24.03.2010
182
