Генотоксическое действие фипронила на соматические и половые клетки мышей

Аннотация

В результате исследований установлена генотоксичность фипронила, проявившаяся в однонитевых разрывах ДНК в клетках легких, селезенки и печени интоксицированных животных. Фипронил оказывал отрицательное воздействие на половые клетки мышей, вызывая нарушения структуры синаптонемных комплексов сперматоцитов.

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ Известно, что многие пестициды действуют подобно мутагенам, обладая цитотоксическим и генотоксическим эффектом (Singh et al., 2011). В Казахстане широко используют инсектициды адонис и регент, действующим веществом которых является фипронил (Список пестицидов, 2012). Известно, что фипронил высокотоксичен для беспозвоночных и малотоксичен для млекопитающих. Однако в природных популяциях, которые обитают вокруг сельскохозяйственных полей, обработанных инсектицидом, наблюдается снижение численности позвоночных животных. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Объектом исследования являлись клетки внутренних органов интактных и интоксицированных фипронилом лабораторных мышей-самцов линии BALB/cYwal. Водный раствор фипронила вводили подопытным животным внутрибрюшинно однократно в дозах 31,7 и 19,0 мг/кг. Животные были разделены на 5 групп по 5 мышей в каждой: I группа - интактные животные. II-III группы - животные, забиваемые через 6 часов после введения ксенобиотика; IV-V группы - животные, забиваемые через 24 часа после введения ксенобиотика. У животных забирали печень, селезенку, легкие для исследования разрывов ДНК с помощью метода ДНК-комет (Дурнев и др., 2006) и семенники для получения тотальных препаратов синаптонемных комплексов и их последующего иммуноцитохимического анализа (Kolomiets et al., 2010; Anderson et al., 1999). Учитывали содержание ДНК в хвосте комет (в %) с помощью программы Comet score. Показателем генотоксического действия явился индекс повреждения (ИП), превышающий 2,0, который определяется как соотношение «% ДНК в хвосте» в опытной группе к «% ДНК в хвосте» в контрольной группе. Во всех случаях определяли средние значения и ошибки среднего. Достоверность различий средних оценивали, используя непараметрический U-тест Манна-Уитни. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ В результате исследований установлено, что фипронил в используемых дозах индуцировал в клетках всех изучаемых органов лабораторных мышей однонитевые разрывы ДНК с частотой, достоверно превышающей контрольный уровень (Р < 0,001) (табл. 1). С увеличением дозы ксенобиотика возрастала частота разрывов ДНК в клетках всех изучаемых органов. В клетках легких и селезенки увеличение количества разрывов ДНК происходило в первые 6 часов после введения препарата, а через 24 часа после введения их уровень снижался. ИП через 6 и 24 час после введения мышам фипронила в дозе 31,7 мг/кг составил в клетках легких соответственно 3,3 и 2,1, а в дозе 19,0 мг/кг - 1,8 и 1,5. ИП через 6 и 24 часа после введения мышам фипронила в дозе 31,7 мг/кг составил в клетках селезенки соответственно 2,2 и 1,9. ИП при дозе 19,0 мг/кг через 6 и 24 часа после введения составил в селезенке 1,9 и 1,3. Необходимо отметить, что в клетках печени количество повреждений ДНК через 24 часа после введения фипронила во всех использованных дозах превышало не только контрольный уровень, но и количество повреждений ДНК, отмеченное через 6 часов после введения. Индекс повреждения через 6 и 24 часа после введения мышам фипронила в дозе 31,7 мг/кг составил в печени соответственно 2,2 и 3,3. ИП при дозе 19,0 мг/кг через 6 и 24 часа после введения составил в печени соответственно 1,6 и 2,2. Нами также были изучены синаптонемные комплексы (СК) в стадиях пахитены и диплотены мейоза. Количество ядер с нарушениями у животных IV и V групп достоверно превышало контрольный уровень (13,4 % ядер с нарушениями от общего количества ядер) в 4,3 и 4,6 раза соответственно. Были выявлены следующие нарушения: фрагментация, ассоциации аутосом с половым бивалентом, преждевременный десинапсис половых хромосом, нарушение формирования полового тельца, кольцевые СК, атипичная структура СК. Таким образом, в результате исследований установлена способность фипронила индуцировать однонитевые разрывы ДНК в клетках легких, селезенки и печени интоксицированных животных. Кроме того, фипронил оказывал отрицательное действие на половые клетки мышей, вызывая нарушения структуры СК.