Изучение генотоксических эффектов действия производственной среды на рабочих угольной теплоэлектростанции с помощью микроядерного теста на лимфоцитах крови

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Введение. Микроядерный тест на лимфоцитах периферической крови позволяет судить о кластогенных эффектах воздействия факторов окружающей и производственной среды на геном человека.

Материалы и методы. Используя микроядерный тест с цитохалазиновым блоком in vitro, были обследованы 116 мужчин: 45 сотрудников Ново-Кемеровской угольной ТЭЦ и 71 здоровый житель Кемеровской области (не работают на производстве).

Результаты. Установлено повышение частоты встречаемости клеток с микроядрами, мостами и протрузиями у рабочих по сравнению со здоровыми жителями той же местности.

Обсуждение. Полученные данные подтверждают существующее представление о потенциальной опасности угольной энергетики для здоровья человека и обосновывают необходимость модернизации существующих производств и целесообразность дальнейшего перехода к другим источникам энергии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Владислав Игоревич Федосеев

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт экологии человека Федерального исследовательского центра угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: fedoseev.vlig@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5359-3845
SPIN-код: 1473-4062

Инженер-технолог лаборатории цитогенетики

Россия, 650000, Кемерово, Советский пр, д. 18

Данил Дмитриевич Степанов

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кемеровский государственный университет»

Email: StepanovDanil98@yandex.ru
SPIN-код: 3649-1860

студент

Россия, Кемерово

Варвара Ивановна Минина

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт экологии человека Федерального исследовательского центра угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кемеровский государственный университет»

Email: vminina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3485-9123
SPIN-код: 5153-8594

д-р биол. наук

Россия, 650000, Кемерово, Советский пр, д. 18; Кемерово

Список литературы

  1. Kocaman A., Güzelkokar M. The genotoxic and antigenotoxic potential of the methanolic root extract of Glycyrrhiza glabra L. on human peripheral blood lymphocytes // Drug Chem Toxicol. 2018. Vol. 41, No. 3. P. 368–375. doi: 10.1080/01480545.2018.1435686
  2. Speit G., Linsenmeyer R., Schütz P., et al. Insensitivity of the in vitro cytokinesis-block micronucleus assay with human lymphocytes for the detection of DNA damage present at the start of the cell culture // Mutagenesis. 2012. Vol. 27, No. 6. P. 743–747. doi: 10.1093/mutage/ges041
  3. Ardito F., Giuliani M., Perrone D., et al. The crucial role of proteinphosphorylation in cell signaling and its use as targeted therapy // Int J Mol Med. 2017. Vol. 40, No. 2. P. 271–280. doi: 10.3892/ijmm.2017.3036
  4. Pavão G., Venâncio V., de Oliveira A., et al. Differential genotoxicity and cytotoxicity of phomoxanthoneA isolated from the fungus Phomopsis longicolla in HL60 cells and peripheral blood lymphocytes // Toxicol In Vitro. 2016. Vol. 37. P. 211–217. doi: 10.1016/j.tiv.2016.08.010
  5. Gül S., Demirci B., Başer K., et al. Chemical composition and in vitro cytotoxic, genotoxic effects of essential oil from Urticadioica L // Bull Environ Contam Toxicol. 2012. Vol. 88, No. 5. P. 666–771. doi: 10.1007/s00128-012-0535-9
  6. Павлов В.В., Алещенко А.В., Антощина М.М., и др. Молекулярная и клеточная характеристики лимфоцитов крови при лимфоме Ходжкина // Радиационная биология. Радиоэкология. 2010. Т. 50, № 5. С. 508–513.
  7. Воробьёва Н.Ю., Антощина М.М., Пелевина И.И., и др. Исследование уровня повреждений ДНК в лимфоцитах периферической крови больных раком простаты // Вестник Российского научного центра рентгенографии. 2012. № 12. С. 24.
  8. Калаев В.Н., Скамрова Г.Б., Игнатова И.В. Оценка стабильности генетического материала мужчин, больных параноидальной шизофренией, на разных стадиях лечения с использованием микроядерного теста в буккальном эпителии // Экологическая генетика. 2015. Т. 13, № 3. С. 3–14. doi: 10.17816/ecogen1333-14
  9. DeForge L., Preston A., Takeuchi E., et al. Regulation of interleukin 8 gene expression by oxidant stress // J Biol Chem. 1993. Vol. 268. P. 25568–25576.
  10. Bilban M., Jakopin C.B. Incidence of cytogenetic damage in lead-zinc mine workers exposed to radon // Mutagenesis. 2005. Vol. 20, No. 3. P. 187–191. doi: 10.1093/mutage/gei024
  11. Mastrangelo G., Fadda E., Marzia V. Polycyclic aromatic hydrocarbons and cancer in man // Envirion Health Perspect. 1996. Vol. 104, No. 11. P. 1166–1170. doi: 10.1289/ehp.961041166
  12. León-Mejía G., Quintana M., Debastiani R., et al. Genetic damage in coal miners evaluated by buccal micronucleus cytome assay // Ecotoxicol Environ Saf. 2014. Vol. 107. P. 133–139. doi: 10.1016/j.ecoenv.2014.05.023
  13. Rohr P., Kvitko K., da Silva F.R., et al. Genetic and oxidative damage of peripheral blood lymphocytes in workers with occupational exposure to coal // Mutat Res. 2013. Vol. 758, No. 1–2. P. 23–28. doi: 10.1016/j.mrgentox.2013.08.006
  14. Minina V.I., Sinitsky M.Yu., Kulemin J.E., et al. Genotoxic effects of coal dust on Kuzbass workers // Химия в интересах устойчивого развития. 2016. Т. 24, № 4. С. 545–548. doi: 10.15372/khur20160414
  15. Beckman K.B, Ames B.N. Oxidative decay of DNA // Biol Chem. 1997. Vol. 272, No. 32. P. 19633–19636. doi: 10.1074/jbc.272.32.19633
  16. Schins R.P., Schilderman P.A., Borm P.J. Oxidative DNA damage in peripheral blood lymphocytes of coal workers // Int Arch Occup Environ Health. 1995. Vol. 67, No. 3. P. 157–157. doi: 10.1007/BF00626346
  17. Sinitsky M.Y., Minina V.I., Asanov M.A., et al. Association of DNA repair gene polymorphisms genotoxic stress in underground coal miners // Mutagenesis. 2017. Vol. 32, No. 5. P. 501–509. doi: 10.1093/mutage/gex018
  18. Sinitsky M.Y., Minina V.I., Gafarov N.I., et al. Assessment of DNA damage in underground coal miners using the cytokinesis-block micronucleus assay in peripheral blood lymphocytes // Mutagenesis. 2016. Vol. 31, No. 6. P. 669–675. doi: 10.1093/mutage/gew038
  19. León-Mejía G., Quintana M., Rohr P., et al. Occupational exposure to coal, genotoxicity, and cancer rick. Environmental Health Risk — Hazaradous Factors for Living Species. Croatia, 2016. P. 191–209. doi: 10.5772/62486
  20. Ross M.H. Occupational respiratory disease in mining // Occup Med. 2004. Vol. 54, No. 5. P. 304–310. doi: 10.1093/occmed/kqh073
  21. Рыжкова А.В., Минина В.И., Соколова А.О., и др. Полиморфизмы генов ферментов репарации ДНК и показатели нестабильности генома у работников угольных шахт // Медицина труда и промышленная экология. 2020. Т. 60, № 1. С. 12–18. doi: 10.31089/1026-9428-2020-60-1-12-18
  22. Тимофеева А.А., Минина В.И., Соболева О.А., и др. Уровень хромосомных аберраций, доза активных рибосомных генов и полиморфизм генов репарации ДНК у шахтеров Кемеровской области // Медицина в Кузбассе. 2018. Т. 17, № 3. С. 34–41.
  23. Савченко Я.А., Минина В.И., Баканова М.Л., и др. Роль межгенных взаимодействий в формировании хромосомных нарушений у работников угольных теплоэлектростанций // Генетика. 2018. Т. 54, № 1. С. 96–108. doi: 10.7868/S0016675818010101
  24. Минина В.И., Нелюбова Ю.А., Савченко Я.А., и др. Оценка повреждений хромосом у рабочих угольной теплоэлектростанции // Медицина труда и промышленная экология. 2019. Т. 59, № 3. С. 149–154. doi: 10.31089/1026-9428-2019-59-3-149-154
  25. Минина В.И., Савченко Я.А., Баканова М. Л., и др. Хромосомная нестабильность и генетический полиморфизм у рабочих угольных шахт и теплоэлектростанций // Генетика. 2020. Т. 56, № 4. С. 1–12. doi: 10.31857/S0016675820040074
  26. Fenech M., Chang W.P., Kirsch-Volders M., et al. HUMN project: detailed description of the scoring criteria for the cytokinesisblock micronucleus assay using isolated human lymphocyte cultures // Mutat Res. 2003. Vol. 534, No. 1–2. P. 65–75. doi: 10.1016/s1383-5718(02)00249-8
  27. Ингель, Ф.И. Перспективы использования микроядерного теста на лимфоцитах крови человека, культивируемых в условиях цитокинетического блока. Часть 2. Факторы среды и индивидуальные особенности в системе нестабильности генома человека. Дополнительные возможности теста. Методика проведения экспериментов и цитогенетического анализа // Экологическая генетика. 2006. Т. 4, № 4. С. 38–54. doi: 10.17816/ecogen4438-54
  28. Мейер А.В., Толочко Т.А., Минина В.И., и др. Влияние полиморфизма генов репарации ДНК на кариологический статус клеток буккального эпителия человека при экспозиции радоном // Экологическая генетика. 2014. Т. 12, № 1. С. 28–38. doi: 10.17816/ecogen12128-38
  29. Ахмадулина Ю.Р., Возилова А.В., Аклеев А.В. Исследование повреждений ДНК лимфоцитов периферической крови методом микроядерного теста у жителей прибрежных сел реки Течи, подвергшихся хроническому облучению внутриутробно и постнатально // Генетика. 2020. Т. 56, № 4. С. 463–470. doi: 10.31857/S0016675820040025
  30. Пожарская В.В., Петрашова Д.А. Цитогенетические нарушения в лимфоцитах периферической крови у горнорабочих Мурманской области в возрасте до тридцати лет // Вестник науки и образования. 2016. № 10. С. 15–19. doi: 10.20861/2312-8089-2016-22-001
  31. Mohammed A.M., Hussen D.F., Rashad H., et al. The Micronuclei Scoring as a Biomarker for Early Detection of Genotoxic Effect of Cigarette Smoking // Asian Pacific Journal of Cancer Prevention. 2019. Vol. 21, No. 1. P. 87–92. doi: 10.31557/APJCP.2020.21.1.87
  32. Santovito A., Gendusa C. Micronuclei frequency in peripheral blood lymphocytes of healthy subjects living in turin (North-Italy): contribution of body mass index, age and sex // Annals of Human Biology. 2020. Vol. 47, No. 1. P. 48–54. doi: 10.1080/03014460.2020.1714728
  33. Hamurcu Z., Donmez H., Saraymen R., et al. Micronucleus Frequencies in Workers Exposed to Lead, Zinc, and Cadmium // Biol Trace Elem Res. 2001. Vol. 83. No. 2. P. 97–102. doi: 10.1385/bter:83:2:097
  34. Ada A.O., Demiroglu C., Yilmazer M., et al. Cytogenetic damage in Turkish coke oven workers exposed to polycyclic aromatic hydrocarbons: association with CYP1A1, CYP1B1, EPHX1, GSTM1, GSTT1, and GSTP1 gene polymorphisms // Arh Hig Rada Toksikol. 2013. Vol. 64, No. 3. P. 359–369. doi: 10.2478/10004-1254-64-2013-2328.
  35. Hoffelder D.R., Luo L., Burk N.A., et al. Resolution of anaphase bridges in cancer cells // Chromosoma. 2004. Vol. 112, No. 8. P. 389–397. doi: 10.1007/s00412-004-0284-6
  36. Панченко С.В., Аракелян А.А., Ведерникова М.В., и др. Сравнительная оценка радиационных и токсических рисков в Ангарске // Радиация и риск. 2017. Т. 26. № 2. С. 83–96. doi: 10.21870/0131-3878-2017-26-2-83-96
  37. Mateuca R.A., Lombaert N., Aka P.V., et al. Chromosomal changes: induction, detection methods and applicability in human biomonitoring // Biochimie. 2006. Vol. 88, No. 11. P. 1515–1531. doi: 10.1016/j.biochi.2006.07.004
  38. Fenech M. The lymphocyte cytokinesis-block micronucleus cytome assay and its application in radiation biodosimetry // Health Phys. 2010. Vol. 98, No. 2. P. 234–243. doi: 10.1097/hp.0b013e3181b85044
  39. Kimura M., Umegaki K., Higuchi M., et al. Methylenetetrahydrofolate Reductase C677T Polymorphism, Folic Acid and Riboflavin Are Important Determinants of Genome Stability in Cultured Human Lymphocytes // J Nutr. 2004. Vol. 134, No. 1. P. 48–56. doi: 10.1093/jn/134.1.48
  40. Utani K., Kohno Y., Okamoto A., et al. Emergence of Micronuclei and Their Effects on the Fate of Cells under Replication Stress // PLoS ONE. 2010. Vol. 5, No. 4. P. e10089. doi: 10.1371/journal.pone.0010089
  41. Celik M., Donbak L., Unal F., et al. Cytogenetic damage in workers from a coal-fired power plant // Mutation Research Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 2007. Vol. 627, No. 2. P. 158–163. doi: 10.1016/j.mrgentox.2006.11.003
  42. Степанов Д.Д., Федосеев В.И., Минина В.И. Частота микроядер в лимфоцитах крови у рабочих Ново-Кемеровской ТЭЦ // Материалы инновационного конвента «Кузбасс: образование, наука, инновации», 14 декабря 2018 г., Кемерово. 2019. С. 350–352.
  43. León-Mejía G., Espitia-Pérez L., Hoyos-Giraldo L., et al. Assessment of DNA damage in coal open-cast mining workers using the cytokinesis-blocked micronucleus test and the comet assay // Sci Total Environ. 2011. Vol. 409, No. 4. P. 686–691. doi: 10.1016/j.scitotenv.2010.10.049
  44. Kubiak R., Belowski J., Szczeklik J., et al. Biomarkers of carcinogenesis in humans exposed to polycyclic aromatic hydrocarbons // Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 1999. Vol. 445, No. 2. P. 175–180. doi: 10.1016/s1383-5718(99)00124-2
  45. Sureshkumar S., Balachandar V., Devi S., et al. Estimation of cytogenetic risk among coke oven workers exposed to polycyclic aromatic hydrocarbons // Acta Biochim Pol. 2013. Vol. 60, No. 3. P. 375–379. doi: 10.18388/abp.2013_1995
  46. Donbak L., Rencuzogulları E., Yavuz A., et al. The genotoxic risk of underground coal miners from Turkey // Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 2005. Vol. 588, No. 2. P. 82–87. doi: 10.1016/j.mrgentox.2005.08.014
  47. Савченко Я.А., Минина В.И., Баканова М.Л., и др. Роль межгенных взаимодействий в формировании хромосомных нарушений у работников угольных теплоэлектростанций // Генетика. 2018. Т. 54, № 1. С. 96–108. doi: 10.7868/S0016675818010101
  48. El-Zein R., Abdel-Rahman S., Santee K., et al. Identification of small and non-Small cell lung cancer markers in peripheral blood using cytokinesis-blocked micronucleus and spectral karyotyping assays // Cytogenet Genome Res. 2017. Vol. 152, No. 3. P. 122–131. doi: 10.1159/000479809
  49. Peddireddy V., Badabagni S., Gundimeda S., et al. Genetic instability in peripheral lymphocytes as biological 23 marker for non-small cell lung cancer patients in the South Indian state of Andhra Pradesh // Int J Biol Markers. 2014. Vol. 29, No. 4. P. 345–353. doi: 10.5301/jbm.5000085
  50. Iarmarcovai G., Ceppi M., Botta A., et al. Micronuclei frequency in peripheral blood lymphocytes of cancer patients: a meta-analysis // Mutat Res. 2008. Vol. 659, No. 3. P. 274–283. doi: 10.1016/j.mrrev.2008.05.006
  51. Bonassi S., El-Zein R., Bolognesi C., et al. Micronuclei frequency in peripheral blood lymphocytes and cancer risk: evidence from human studies // Mutagenesis. 2010. Vol. 26, No. 1. P. 93–100. doi: 10.1093/mutage/geq075
  52. Gadek J., Fells G., Crystal R., Cigarette smoking induces functional antiprotease deficiency in the lower respiratory tract of humans // Science. 1979. Vol. 206, No. 4424. P. 1315–1316. doi: 10.1126/science.316188
  53. Rossnerova A., Spatova M., Rossner P., et al. Factors affecting the frequency of micronuclei in asthmatic and healthy children from Ostrava // Mutat Res. 2011. Vol. 708, No. 1–2. P. 44–49. doi: 10.1016/j.mrfmmm.2011.01.004
  54. Tomaskova H., Splichalova A., Slachtova H., et al. Mortality in Miners with Coal-Workers’ Pneumoconiosis in the Czech Republic in the period 1992–2013 // Int J Environ Res Public Health. 2017. Vol. 14. No. 3. P. 1–12. doi: 10.3390/ijerph14030269
  55. Савченко Я.А. Хромосомные аберрации в лимфоцитах рабочих теплоэнергетического производства и их ассоциации с полиморфными вариантами генов ферментов биотрансформации ксенобиотиков и репарации ДНК: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Уфа, 2015. 24 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Частота клеток с протрузиями в группах курящих и некурящих работников тепловых электростанций. * p = 0,002; здесь и далее грани бокса — 1-й и 3-й квартили (расстояние между 1-м и 3-м квартилями — межквартильный размах), линия внутри бокса — медиана; «усы» — минимальное и максимальное значения, точки — отдельные значения

Скачать (92KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Частота 3- и 4-ядерных клеток в изученных группах. * p = 0,001; ** p = 0,0001

Скачать (104KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Индекс репликации в изученных группах. * p = 0,0001

Скачать (74KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Частота клеток на стадии митоза в изученных группах. * p = 0,0001

Скачать (78KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Частота 1- и 2-ядерных клеток у индивидов контрольной группы разного возраста. * p = 0,001; ** p = 0,0001

Скачать (101KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Частота 2-ядерных клеток у курящих и некурящих индивидов контрольной группы. * p = 0,01

Скачать (66KB)
Метаданные

© ООО "Эко-Вектор", 2021


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 65617 от 04.05.2016.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах