Cytogenetic analysis of residents of North Ossetia contacting with toxic factors

Full Text

Многие люди профессионально связаны с вредными веществами и контактируют на рабочем месте с опасными для здоровья, в том числе мутагенными и канцерогенными факторами (Бочков и др., 1993; Бочков, Чеботарев, 1989; Дурнев, Середенин, 1998; Garsia-Leston et al., 2012; Singh еt al., 2013; Sram et al., 2004; Rossner, 2011). В результате происходит рост заболеваемости, в частности онкологической, особенно у людей, непосредственно занятых в производственной сфере (Дудкина с соавт., 2011). Промышленные генотоксические загрязнители могут представлять опасность не только для лиц, непосредственно контактирующих с ними, но и для людей, проживающих в районе источника этих вредностей (Бочков, Чеботарев, 1989; Минина с соавт., 2009). Цитогенетические маркеры являются наиболее часто используемыми в биомониторинговых исследованиях и широко используются для оценки влияния профессиональных, экологических и медицинских факторов на стабильность генома (Бочков, Чеботарев, 1989; Battershill et al., 2008; Sram et al., 2004). Показано, что цитогенетические нарушения могут быть использованы для прогнозирования потенциального риска развития онкологических заболеваний (Минина с соавт., 2009; Bonassi et al., 2000; Hagmar et al., 1998; Fucic et al., 2007; Smerhovskya et al., 2002). Оценка рисков особенно актуальна у лиц, занятых в производственной сфере, и в регионах с неблагоприятной экологической ситуацией. В центре г. Владикавказ расположено несколько металлургических предприятий, на одном из которых осенью 2009 года произошла авария, в результате которой в течение многих месяцев осуществлялись аварийные выбросы токсичных веществ в окружающую среду. Целью данной работы было определение уровней хромосомных аберраций в культуре лейкоцитов периферической крови жителей Северной Осетии (РСО-А), профессионально связанных с вредными факторами. Материал и методы Цитогенетический анализ проведен в крови 52 человек, из них 18 жителей РСО-А, не связанных профессионально с вредными факторами и не проживающих в промышленном районе (внезаводской контроль). Для анализа генотоксических эффектов в лимфоцитах лиц, работающих с вредными веществами, обследовано 29 человек: 11 доноров - рабочие металлургического предприятия ООО «Электроцинк», на котором произошла аварийная ситуация, подверженные профессионально комплексу неблагоприятных факторов; 12 человек - жители РСО-А, работающие с химическими веществами: из них 7 сотрудников химического факультета и 5 сотрудников научно-исследовательского института электронных материалов; 6 работников, связанных с другими вредными факторами (электросварщики и др.). Группу работников административных подразделений (внутризаводской контроль) составили 5 бухгалтеров ООО «Электроцинк», рабочее место которых находилось на заводской территории. Половозрастная характеристика обследованных групп представлена в таблице 1. Цитогенетическое исследование проводили на препаратах метафазных хромосом лимфоцитов периферической крови, культивируемых в условиях in vitro, в соответствии со стандартной процедурой (Бочков, 1974). Цельную кровь (1 мл) культивировали макрометодом в культуральной смеси, состоящей из среды RPMI 1640 («Sigma») - 7,5 мл, эмбриональной сыворотки («BioClot») - 1,5 мл в пробирках объемом 15 мл. Для стимуляции деления клеток использовали фитогемагглютинин («ПанЭко») - 0,01 мг. Фиксацию клеточного материала осуществляли на 48-м часу культивирования. За 2 часа до фиксации в культуры добавляли колхицин (50 мкл), по окончании культивирования клетки обрабатывали гипотоническим раствором 0,55 % KCl при 37º в течение 15 мин. Фиксацию клеточного материала проводили в трех сменах охлажденного этанол-уксусного фиксатора (3 : 1). Клеточную суспензию раскапывали на охлажденные предметные стекла, высушивали, шифровали и окрашивали 2 %-м раствором красителя Гимза. На каждого донора анализировали от 100 до 300 метафаз, на которых учитывали процент клеток с аберрациями хромосом; число одиночных фрагментов, хроматидных обменов, парных фрагментов и хромосомных обменов. Ахроматические пробелы в число аберраций не включали и учитывали отдельно (Бочков, 1974). Всего проанализировано 8870 метафазных пластинок. Статистическую обработку фактического материала проводили с помощью программ «Microsoft Office Excel 2007» и «StatPlus 2009». Сравнение групп осуществлялось с помощью непараметрического рангового U-теста Манна-Уитни. Результаты исследования и обсуждение Средняя частота клеток с аберрациями и средняя частота отдельных типов аберраций в культурах лимфоцитов лиц с профессиональными вредностями и доноров контрольной группы представлены в таблице 2. Результаты проведенного цитогенетического анализа показали статистически значимое повышение средней частоты аберрантных клеток у работников, контактирующих с вредными факторами (5,2 ± 0,3), по сравнению с жителями Северной Осетии, не связанными с вредными веществами (2,4 ± 0,3; р < 0,001). Согласно представленным данным, наибольшей мутагенной нагрузке, из работающих с вредными веществами, подвергаются рабочие металлургического предприятия и работающие с химическими веществами. В этих группах не только зафиксировано увеличение частоты аберрантных клеток (р < 0,001), но значительно увеличилось количество клеток содержащих более 1 аберрации (табл. 2). В результате сравнения средних частот клеток с аберрациями в группах работников административных подразделений и рабочих статистически значимые различия не выявлены. В группе внутризаводского контроля (работники административных подразделений ООО «Электроцинк») показано достоверное увеличение средней частоты аберрантных метафаз (табл. 2; р < 0,001) по сравнению с лицами, не связанными с профессиональными вредностями (внезаводской контроль), что, видимо, связано с непосредственной близостью рабочего места обследованных с металлургическими цехами, осуществляющими аварийные выбросы в атмосферу. Полученные, в результате проведенного цитогенетического обследования данные об увеличении количественных показателей частот клеток с хромосомными аберрациями у работников, имеющих профессиональные вредности, согласуются с известными исследованиями других авторов (Бочков с соавт., 1993; Савченко с соавт., 2008; Grover et al., 2010; Fucic et al., 2007; Sram et al., 2004; Musak et al., 2008). В результате проведенных исследований между обследуемыми группами лиц, имеющих контакт с вредными факторами, обнаружены различия по частоте отдельных типов хромосомных аберраций, была выявлена специфика в спектре аберраций, которая проявлялась в соотношении хроматидных и хромосомных фрагментов, в увеличении доли аберраций хромосомного типа (табл. 2, рис. 1, р < 0,001). Зарегистрированное увеличение доли аберраций хромосомного типа у рабочих можно объяснить тем, что в ходе их профессиональной деятельности они подвергаются комплексу неблагоприятных факторов: используется минеральное сырье, приходится контактировать с высокими температурными воздействиями и электромагнитными излучениями и др. В литературе (Дружинин, 2003 а, 2003 б) есть сведения о том, что в производственных выборках наблюдается изменение соотношения разных типов аберраций и стабильно регистрируется увеличение доли обменов и фрагментов хромосомного типа, что подтверждается полученными нами данными (рис. 1). В результате анализа частоты клеток с хромосомными аберрациями у работников, связанных с вредными веществами, в зависимости от их пола и возраста заметных различий обнаружено не было. Таким образом, проведенные после аварии на металлургическом предприятии исследования показали, что средняя частота аберрантных метафаз среди рабочих достоверно выше, чем у лиц, работающих в административной службе того же предприятия (внутризаводской контроль), и достоверно выше, чем у жителей не связанных с вредными веществами профессионально (внезаводской контроль). Превышение частоты клеток с хромосомными аберрациями у работников металлургического предприятия по сравнению со спонтанным уровнем свидетельствует о неблагоприятном воздействии комплекса производственных факторов на генетический аппарат работающих.

About the authors

Fatima Taymurazovna Chshiyeva

NOSMA

Email: Fa-2009@yandex.ru
Researcher, Central scientific laboratory

References

Supplementary files