Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ANALYSIS OF SPONTANEOUS MUTAGENESIS LEVEL, IN PLASTIC FACTORY WORKERS TAIZ CITY, IN YEMEN REPUBLIC

Said A.D. 1 Ivanov V.P. 1 Trubnikova E.V. 1 Komkova G.V. 2
1 Kursk State University
2 Kursk Regional Hospital Kursk, 305007, st. Sumskaya, 45a; fax:+7( 4712) 357270, E-mail: okb@kurskokb.ru
We have done the first analysis of aberrations metaphase chromosomes of peripheral blood lymphocytes in plastic factory workers Taiz city, in Republic of Yemen. The basic types of chromosomal aberrations., Number of damaged chromosomes was 3,44 ± 0,42%, breaks - 3,46 ± 0,42%, dominated by single fragments with a frequency of 2,36 ± 0,26%, the frequency of binary fragments corresponded 0 , 79 ± 0,14%. Determine the average frequency of cells with chromosome aberrations (3,39 ± 0,42%). Dicentric chromosomes without paired fragments occur with a frequency of 0.04 per 100 cells, which may indicate chronic mutagenic effects in somatic cells, harmful production workers.
The level of spontaneous mutagenesis; сhromosomal aberrations; single and doubles fragments; сhromatid and chromosome aberrations component.
Введение

В настоящее время доказано, что распространение химикатов в окружающей среде приводит к формированию дефектов ДНК и повреждениям хромосом [1; 3; 4; 6]. Многочисленные исследования недавних лет показали, что химические мутагены на несколько порядков превышают активность радиации, часто обладают значительно более специфическим и более тонким действием на клетку [7].

Вместе с этим отдельную опасность представляют изначально немутагенные химические вещества, которые, включаясь в метаболизм организма, превращаются в потенциальные мутагены. Другие трудности связаны с поглощением, распределением по разным системам органов и выделением или, если выделение невозможно, накоплением этих веществ [5].

Список известных химических мутагенов насчитывает десятки веществ, классифицируемых по числу главных функциональных центров, и десятки в расчете на их производные. Вместе с тем накапливаются новые сведения о тонких механизмах действия мутагенов, поэтому систематика их, основанная на особенностях химического строения, взаимодействия с генетическим материалом, своеобразия биологического эффекта, представляет определенные трудности [5].

Вредное генетическое действие химических препаратов очень трудно выявить - попытки оценить генетическую опасность химических веществ, находящихся в окружающей среде, наталкиваются на очень серьезные трудности.

Идеи устойчивого развития, которые в настоящее время активно обсуждаются всем мировым сообществом, непосредственным образом затрагивают развивающиеся страны, в том числе и Йемен, в которых уровень экономического развития существенно отстает от уровня развитых стран, а поэтому естественно стремление его поднять, сохранив при этом природную среду для будущих поколений. Развивающиеся страны оказались в наиболее сложной ситуации. Так как в них идет развитие промышленного производства и, следовательно, возрастает нагрузка на окружающую среду, усиливается глобализация антропогенного влияния. Одним из таких предприятий в Республике Йемен является завод, производящий пластмассу.

Пластмассы производят в основном путем полимеризации или поликонденсации синтетических смол. При большом разнообразии используемых химических веществ, количества технологических процессов производство пластмасс и синтетических материалов имеет общие элементы, которые влияют на окружающую среду, условия труда и здоровья человека. Сырье, то есть специальные полимерные смолы, производится в условиях вакуума, иногда под давлением и при нагревании. В этой стадии технологического процесса возможно выделение токсичных паров и газов (фенола, формальдегида, стирола, фталевого ангидрида, хлористого ванилина и многих других) при сопровождении тепловых выбросов. Кроме смол, в состав пластмасс входят некоторые вспомогательные материалы, а именно пластификаторы, стабилизаторы и другие. Многие из них имеют токсические свойства. Изготовление пластмасс и других синтетических материалов из этих порошков сопровождается выделением в воздух пыли, газов, теплоты, появляются электрические и электромагнитные поля. Все перечисленные факторы негативно влияют на генетический аппарат человека. Комплексного исследования по оценке уровня хромосомных аберраций на вредных производствах для Республики Йемен не проводилось. В литературе отсутствуют сведения о каких-либо результатах цитогенетического мониторинга генотоксических эффектов для населения крупного промышленного региона.

В этой связи целью настоящего исследования явилась оценка уровня спонтанного мутагенеза у работников завода по производству пластика г. Таиз Йеменской Республики.

Материалы и методы

Проведено цитогенетическое обследование группы рабочих завода по производству пластика г. Таиз Йеменской Республики и людей, проживающих в ближайших населенных пунктах в радиусе одного километра от завода.

Состояние здоровья оценивали устным анкетированием обследуемых в сочетании с анализом индивидуальных медицинских карт. Одновременно учитывали наличие вредных привычек (курение). Все обследуемые к моменту сбора материала были практически здоровы, не принимали лекарственных препаратов и в течение 3 месяцев до начала исследования не подвергались рентгенологическим обследованиям.

Всего было обследовано 70 человек, из них 40 женщин и 30 мужчин. Возраст обследованных варьировал в пределах 18-64 лет при среднем значении - 35 лет.

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 материала.

Для анализа хромосом осуществляли подготовку препаратов с использованием стандартного полумикрометода культивирования лимфоцитов [3].

Культивирование клеток крови осуществляли по стандартному полумикрометоду [8]. Питательную смесь готовили из расчета: среда RPMI-1640 (4 мл), сыворотка крупного рогатого скота (1 мл) и 0,1 мл фитогемагглютинина (ПанЭко). Смесь помещали в стерильные культуральные флаконы и добавляли 0,5 мл гепаринизированной крови. Культуральные флаконы выдерживали при 37 °С в течение 48 ч. За 2 часа до фиксации в культуры вводили колхицин (0,5 мкг/мл). После гипотонической обработки и фиксации клеток суспензию раскапывали на охлажденные чистые предметные стекла и высушивали над пламенем спиртовки. Препараты окрашивали 1%-ным красителем Гимза (Merk) и анализировали под микроскопом Axioskop 2 plus (Carl Zeiss). 

Фиксацию материала проводили в 3 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%-ным раствором красителя Гимзы.

Для учета хромосомных аберраций (ХА) у каждого индивида проанализировано по 100 метафаз. Регистрировали аберрации хромосомного и хpоматидного типов в соответствии с общепринятыми требованиями [2]. Пpобелы в анализ не включали. Уровень ХА определяли путем подсчета частоты метафаз c аберрациями хромосом (в процентах от изученного числа клеток).

Учет хромосомных аберраций проводили согласно общепринятым требованиям [2]. Для оценки цитогенетических эффектов определяли общее количество аберраций и их качественный спектр на 100 проанализированных метафаз от каждого донора.

Всего проанализировано 7000 клеток (3000 мужчин, 4000 женщин).

Статистическую обработку фактического материала проводили с использованием программы STATISTICA 6.0.

Результаты и обсуждение

В первую очередь было проведено обследование лиц, работающих на заводе по производству пластика в г. Таиз ЙР, без сегрегации по полу с целью анализа общего уровня мутагенеза на предприятии. Оценивались как основные, так и вспомогательные цитогенетические показатели по мутагенезу. Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристика цитогенетических показателей выборки завода по производству пластика (на 100 клеток)

Цитогенетический показатель

Всего

(N=70)

Мужчины (N=30)

I

Женщины (N=40)

II

t (p) I-II

F (p) I-II

M±m

M±m

M±m

Количество аберрантных клеток

3,30±0,40

3,57±0,73

3,10±0,44

0,51(0,61)

2,05(0,04)

Частота аберраций

3,39±0,42

3,63±0,75

3,20±0,48

0,51(0,61)

1,83(0,08)

Частота одиночных фрагментов

2,46±0,33

2,60±0,58

2,35±0,39

0,37(0,71)

1,67(0,14)

Частота хроматидных обменов

0,13±0,07

0,24±0,15

0,05±0,03

1,42(0,61)

3,06(0,01)

Частота парных фрагментов

0,79±0,14

0,80±0,27

0,78±0,15

0,09(0,93)

2,56(0,01)

Частота хромосомных обменов

0,09±0,03

0,13±0,06

0,05±0,03

1,23(0,22)

2,45(0,01)

Частота разрывов

3,46±0,42

3,70±0,75

3,28±0,49

0,49(0,62)

1,79(0,09)

Частота поврежденных хромосом

3,44±0,42

3,67±0,73

3,28±0,49

0,46(0,65)

1,69(0,12)

M - средняя арифметическая;

m - ошибка среднего;

* - различия статистически достоверны при p< 0,05.

Анализ цитогенетических показателей всей выборки показал, что средняя частота аберраций на 100 клеток составила 3,39±0,42%. Количество поврежденных хромосом составило 3,44±0,42%, разрывов - 3,46±0,42%. Основным типом аберраций при этом были одиночные фрагменты (2,36±0,26%), они встречались в три раза чаще парных (0,79±0,14%). Хроматидные и хромосомные обмены в данной выборке встречались в 0,13±0,07% случаях и 0,09±0,03% соответственно.

Дицентрические хромосомы без парных фрагментов встречались с частотой 0,04 на 100 клеток, что может говорить о хронизации мутагенных эффектов в соматических клетках работников вредного производства.

Полученные данные по частоте аберрантных клеток и количеству всех аберраций указывают, что в подавляющем большинстве аберрантных клеток имелось по 3 аберрации.

Сравнительный анализ полученных цитогенетических показателей, при разделении по полу, статистически значимых различий между средними величинами ни по одному из признаков не выявил. Были обнаружены статистически значимые различия в показателях дисперсии по некоторым признакам (таблица 1).

Сравнительный анализ между группами курящих и некурящих мужчин и женщин во всей выборке (таблица 2) показал достоверные различия между количеством аберраций на 100 клеток, частотой поврежденных хромосом, разрывами, и структурой ХА - одиночными фрагментами.

Таблица 2 - Сравнительная оценка между группами курящих и некурящих мужчин и женщин в выборке завода по производству пластика г. Таиз Йеменской Республики

Цитогенетический показатель

Сравнение курящих и не курящих

t (p)

F (p)

Частота аберраций

2,36 (0,02) *

3,84 (0,01)*

Частота одиночных фрагментов

2,27 (0,03) *

5,13 (0,01)*

Частота хроматидных обменов

1,42 (0,16)

13,06 (0,01)

Частота парных фрагментов

1,11 (0,27)

2,72 (0,01)

Частота хромосомных обменов

1,23 (0,22)

2,45 (0,01)

Частота разрывов

2,34 (0,02) *

3,59 (0,01)*

Частота поврежденных хромосом

2,33 (0,02) *

3,44 (0,01)*

M - средняя арифметическая;

* - различия статистически достоверны при p< 0,05.

Среди мужчин 70,0% было курящих, среди женщин - 22,5% от всей выборки.

Выводы

1. Частота аберраций на 100 клеток у работников производства составила 3,39±0,42% и превышала в три раза показатели контрольной выборки.

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 0,04 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 пластика.

Выполнено по ГК № 16.740.11.0745 от 21.10.2010.

Рецензенты:

Полоников Алексей Валерьевич, д.м.н., профессор, кафедра биологии, медицинской генетики и экологии, Курский государственный медицинский университет, г. Курск.

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