Выбрать язык:   RUSENG
Научный журнал
ISSN 1812-7339

Биологические науки
Анализ уровня спонтанного мутагенеза у работников завода по производству цемента г. Баджиль Йеменской Республики
Саид А.Д. 1, Иванов В.П. 1, Трубникова Е.В. 1, Абрамов А.А. 1

1. ФГБОУ ВПО «Курский государственный университет»

В настоящее время список химических мутагенов насчитывает десятки веществ по числу главных функциональных центров и десятки в расчете на их производные. Вместе с тем накапливаются новые сведения о тонкостях действия мутагенов, поэтому систематика их, основанная на особенностях химического строения, взаимодействия с генетическим материалом, своеобразия биологического эффекта составляет определенные трудности [1; 15].

Исследования показали, что химические мутагены на несколько порядков превышают активность радиации, часто обладают значительно более специфическим и более тонким действием на клетку [14].

Согласно наиболее распространенной классификации, различают пять основных групп мутагенов: ингибиторы синтеза предшественников нуклеиновых кислот; аналоги азотистых оснований; алкилирующие соединения (из всех обнаруженных на сегодняшний день мутагенов они считаются наиболее сильными); окислители, восстановители, свободные радикалы и акридиновые красители [7; 9; 16; 18].

Воздействие химических препаратов на генетический аппарат человека очень трудно выявить – попытки оценить генетическую опасность химических веществ, находящихся в окружающей среде, наталкиваются на ряд серьезных трудностей [3].

Химические мутагены могут проявлять узкую специфичность в отношении организмов и даже клеток одного и того же организма (впервые идея о специфичности действия мутагенов была сформулирована И.А. Раппопортом [11; 12].

Среди других вредных условий производства цемента – высокие температуры окружающей среды, особенно вблизи дверей обжиговой печи и на её платформах, нагрев излучением и высокие уровни шума (120 децибел) вблизи шаровых мельниц.

Газообразные выделения от системы печей, выбрасываемые в атмосферу, являются проблемой номер один в борьбе с загрязнением окружающей среды при производстве цемента сегодня.

Основные газы, которые выбрасываются в атмосферу это – NO2 и SO2. Другие не менее вредные соединения – летучие органические соединения, CO, аммиак, HCl, и тяжелые металлы.

Наличие органических компонентов в природном сырье может существенно повысить уровень углеводорода и выбросы СО.

Выделение хлорсодержащих углеводородов типа диоксинов и фуранов обычно значительно ниже существующих предельных норм.

На современном облике многих развивающихся стран лежит глубокий отпечаток их исторического развития, связанного с колониальным и полуколониальным прошлым. Хотя за годы независимости развивающиеся страны добились успехов в экономике, ускорили темпы экономического роста, повысили роль в мировом хозяйстве, разрыв в ВВП на душу населения остается значительным.

Одной из развивающихся стран является Йеменская Республика. Она образовалось 22 мая 1990 г. путем добровольного объединения Йеменской Арабской Республики (НАР) и Народной Демократической Республики Йемен (НДРЙ). Йеменская экономика добилась заметного скачка в своем развитии во многих отраслях в течение нескольких лет после объединения. Заметными темпами идет развитие и цементного производства.

Рабочие по производству цемента подвергаются воздействию целого комплекса негативных физических (шум, вибрация) и химических факторов (пыль цемента, оксиды азота и серы, оксид, диоксид углерода и др.), что приводит к накоплению хромосомных аберраций в клетках крови, оценка которых приводится в ряде работ [12, 8]. Подобного же комплексного исследования для Республики Йемен не проводилось. В литературе отсутствуют сведения о результатах цитогенетического мониторинга генотоксических эффектов в разных группах населения крупного промышленного региона.В этой связи целью настоящего исследования явилось выявление уровня хромосомных аберраций у работников завода по производству цемента г. Баджиль Йеменской Республики.

Материалы и методы исследования

Проведено цитогенетическое обследование группы рабочих завода по производству цемента г. Баджиль Йеменской Республики и жителей, проживающих в ближайших населенных пунктах в радиусе одного километра. Сбор анамнестических данных проводили путем анкетирования. Всего было обследовано 130 человек, из них 72 женщины и 58 мужчин. Возраст обследованных варьировался в пределах 18–64 лет при среднем значении 36 лет.

Одновременно учитывали наличие вредных привычек (курение). Все обследуемые к моменту сбора материала были здоровы, не принимали лекарственных препаратов и в течение 3-х месяцев до начала исследования не подвергались рентгенологическим обследованиям.

Материалом для исследования являлась цельная периферическая кровь, которую забирали у доноров в асептических условиях, с немедленным помещением в гепаринизированный флакон (разведение 1:10). Посев культур проводили в течение суток после взятия крови.

Для анализа хромосом осуществляли подготовку препаратов с использованием стандартного полумикрометода культивирования лимфоцитов [7].

Фиксацию материала проводили в 3-х сменах охлажденного этанол-уксусного фиксатора (3:1). Клеточную суспензию раскапывали на химически чистые охлажденные, смоченные водой предметные стекла. Препараты сушили над пламенем спиртовки, шифровали и окрашивали 2 % раствором красителя Гимзы. Учет хромосомных аберраций проводили согласно общепринятым требованиям [6]. Для оценки цитогенетических эффектов определяли общее количество аберраций и их качественный спектр на 100 проанализированных метафаз от каждого донора. Всего проанализировано 13000 клеток (5800 мужчин, 7200 женщин).

Статистическую обработку фактического материала проводили с использованием программы «Statistica 6.0».

Результаты исследования и их обсуждение

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1. Изучить основные количественные показатели частот хромосомных аберраций в исследуемых выборках.

2. Дать оценку влияния факторов пола, курения на формирование частоты хромосомных аберраций.

Результаты проведенного исследования представлены в табл. 1.

Анализ цитогенетических показателей всей выборки показал, что средняя частота аберраций на 100 клеток составила 5,36 ± 0,42 %. Количество поврежденных хромосом составило (5,42 ± 0,41 %), частота разрывов – (5,45 ± 0,42 %). Основным типом аберраций были одиночные фрагменты (3,90 ± 0,34 %), встречались в три раза чаще парных фрагментов (1,22 ± 0,14 %). Хроматидные и хромосомные обмены в данной выборке встречались в 0,27 ± 0,07 % случаев и 0,15 ± 0,03 % соответственно.

Таблица 1

Характеристика цитогенетических показателей выборки завода по производству цемента (на 100 клеток)

Цитогенетический показатель

Всего (N = 130)

Мужчины (N = 58)I

Женщины (N = 72)II

t (p)I-II

F (p)I-II

M ± m

M ± m

M ± m

Частота аберраций

5,36 ± 0,42

5,91 ± 0,72

4,92 ± 0,49

1,18 (0,24)

1,76 (0,02)

Частота одиночных фрагментов

3,90 ± 0,34

4,22 ± 0,57

3,64 ± 0,41

0,86 (0,39)

1,57 (0,07)

Частота хроматидных обменов

0,27 ± 0,07

0,51 ± 0,16

0,08 ± 0,03

2,98 (0,01)*

18,02 (0,01)*

Частота парных фрагментов

1,22 ± 0,14

1,31 ± 0,27

1,14 ± 0,12

0,63 (0,53)

4,02 (0,01)

Частота хромосомных обменов

0,15 ± 0,03

0,22 ± 0,06

0,08 ± 0,03

2,29 (0,02)*

2,28 (0,01)*

Частота разрывов

5,45 ± 0,42

5,98 ± 0,72

5,03 ± 0,49

1,14 (0,26)

1,73 (0,03)

Частота поврежденных хромосом

5,42 ± 0,41

5,90 ± 0,69

5,03 ± 0,49

1,05 (0,29)

1,62 (0,05)

Примечание. M – средняя арифметическая; m – ошибка средного; * – различия статистически достоверны при p < 0,05.

Дицентрические хромосомы без парных фрагментов встречались с частотой 0,06 на 100 клеток, что может говорить о хронизации мутагенных эффектов в соматических клетках работников вредного производства.

Сравнение цитогенетических показателей данной выборки при её разделении по полу выявило достоверные различия по таким цитогенетическим показателям, как хроматидные и хромосомные обмены, а также различие уровня ХА по такому показателю, как курение.

Сравнительный анализ между группами курящих и некурящих мужчин и женщин во всей выборке показал достоверные различия между частотой аберраций на 100 клеток, одиночными фрагментами, разрывами, частотой поврежденных хромосом, частоте хроматидных обменов (табл. 2).

Таблица 2

Сравнительная оценка между группами курящих и не курящих мужчин и женщин в выборке завода по производству цемента г. Баджиль ЙР

Цитогенетический показатель

Курящие N = 64

Некурящие N = 66

t(p)

F(p)

Частота аберраций

3,63*

7,05*

4,35 (0,01)*

3,03 (0,01)*

Частота одиночных фрагментов

2,52*

5,24*

4,27 (0,01)*

3,91 (0,01)*

Частота хроматидных обменов

0,09*

0,45*

2,47 (0,01)*

14,51 (0,01)*

Частота парных фрагментов

0,95

1,47

1,93 (0,06)

3,37 (0,01)

Частота дицентриков

0,09

0,03

1,51(0,13)

2,89 (0,01)

Частота хромосомных обменов

0,09

0,20

1,67(0,10)

1,86 (0,01)

Частота разрывов

3,75*

7,11*

4,27 (0,01)*

2,85 (0,01)*

Частота поврежденных хромосом

3,75*

7,03*

4,25 (0,01)*

2,71 (0,01)*

Примечание. M – среднее арифметическое; * – различия статистически достоверны при p < 0,05.

Среди мужчин 79,31 % было курящих; среди женщин – 27,77 % от всей выборки.

Выводы

Таким образом, заканчивая рассмотрение полученных данных по заводу по производству цемента в г. Баджиль, можно отметить:

1. Для работников производства частота аберраций на 100 клеток составила 5,36 ± 0,42 % и превышала норму, установленную для контрольной выборки в пять раз.

2. Уровень структурных аберраций хромосом в профессиональных контингентах не зависит от пола и возраста.

3. В исследуемой группе общее увеличение частоты аберраций достигается за счет одиночных фрагментов.

4. Дицентрические хромосомы без парных фрагментов встречались с частотой 0,06 на 100 клеток, что может говорить о хронизации мутагенных эффектов в соматических клетках работающих во вредных цехах производства.

5. Курение является фактором слабой модификации частоты аберраций в условиях изученного производства. Фактор курения оказывал влияние на увеличение числа ХА обследуемых лиц на заводе по производству цемента.

6. В условиях промышленного региона мутагенному воздействию загрязнителей подвержены не только работники цементного завода, но и практически все население, проживающее в пунктах – резидентах этих производств. Существует снижение градиента цитогенетического эффекта в ряду: рабочие основных профессий → административный и вспомогательный персонал → население города.

Выполнено в рамках ФЗ 4.4614.2011.

Рецензенты:

Полоников А.В., д.м.н., профессор, кафедра биологии, медицинской генетики и экологии, Курский государственный медицинский университет, г. Курск;

Солодилова М.А., д.б.н., профессор, кафедра биологии, медицинской генетики и экологии, Курский государственный медицинский университет, г. Курск.

Работа поступила в редакцию 14.12.2012.


Пристатейные списки литературы
1. Абилев С.К. Основные классы химических соединений, мутагенное действие которых связано с активностью их метаболитов // Итоги науки и техники. Серия общая генетика. – М.: ВИНИТИ, 1988. – Вып. 9. – 197 с.

2. Алексеев Б.В. А46 Технология производства цемента: учебник для сред. проф.-техн. училищ. – М.: Высш. школа, 1980. – 266 с

3. Ауэрбах Ш. Проблемы мутагенеза. – М.: Мир, 1978. – С. 443–444.

4. Безель В.С., Большаков В.Н., Воробейчик Е.Л. Популяционная экотоксикология. – М.: Наука, 1994. – 81 с.

5. Белицкий Г.А., Худолей В.В. Краткосрочные тесты в системе выявления канцерогенных для человека химических соединений // Вопросы онкологии. – М., 1998. – Т. 32, № 4. – С. 1–3.

6. Система оценки химических веществ на мутагенность для человека: общие принципы, методические рекомендации и практические разработки / Н.П. Бочков, Р.Я. Шрам, Н.П. Кулешов и др. // Генетика. – 1975. – Т. 11. – С. 156–169.

7. Бочков Н.П., Чеботарев А.Н. Наследственность человека и мутагены внешней среды. – М.: Медицина, 1989. – 272 с.

8. Генотоксические эффекты у работников горно-обогатительного производства / В.Г. Дружинин, Н.В. Мокрушина, В.И. Минина, А.Н. Волков // Медицина труда и пром. экология. – 2003. – № 12. – С. 21–23.

9. Дурнев А.Д., Середенин С.Б. Мутагены. – М.: Медицина, 1998. – 328.

10. Рапопорт И.А. Супермутагены. – М.: Наука, 1966. – С. 5–8.

11. Раппопорт Н.А. Открытие химического мутагенеза. Избранные труды. – М.: Наука,1993. – 302 c.

12. Цитогенетический анализ генотоксических эффектов у работников теплоэнергетического производства / Я.А. Савченко, В.Г. Дружинин, В.И. Минина, А.Н. Глушков, В.Р. Ахматьянова, А.В. Остапцева, А.В. Шабалдин, И.В. Ветрова // Генетика. – 2008. – Т. 44, № 6. – С. 857–862.

13. Andrea Kodym and Rownak Afza. Physical and Chemical Mutagenesis // Methods in Molecular Biology. – 2003. – Vol. 236.

14. Black W.C. Chemical and gamma-ray mutagenesis of the white gene in Aedes aegypti. Insect molecular biology. – 2000. – Vol. 9, Issue 2. – 119 p.

15. Durnev A.D. Methodological aspects of studies of chemical mutagenesis modification // Pharmacology and toxicology. – Vol. 146, Issue 3. – pp. 307–312.

16. Evans H.J. Cytogenetic and allied studies in population exposed to radiations and chemical agents // New York. – 1985. – P. 429–451.

17. Márquez A.J. Mutagenesis. – 2005. – 177 p.


Библиографическая ссылка

Саид А.Д., Иванов В.П., Трубникова Е.В., Абрамов А.А. Анализ уровня спонтанного мутагенеза у работников завода по производству цемента г. Баджиль Йеменской Республики // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 11 (часть 6). – стр. 1337-1340;
URL: www.rae.ru/fs/?section=content&op=show_article&article_id=10000009 (дата обращения: 21.10.2014).


Код для вставки на сайт или в блог



Ответственный секретарь журнала Бизенкова М.Н. edition@rae.ru
Заведующий информационно-техническим отделом Кочегаров С.В. sergey@rae.ru