ISSN 2224-5308 Серия биологическая и медицинская. № 6. 2016 N E W S
OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN SERIES OF BIOLOGICAL AND MEDICAL
ISSN 2224-5308
Volume 6, Number 318 (2016), 113 – 117
E. М. Khussainova, F. T. Muratova, N. K. Altynova, O. G. Cherednichenko, A. S. Amirgalieva, S. A. Kasimuratova, O. A. Ixan, O. Sapargali, L. B. Dzhansugurova, B. О. Bekmanov
«Institute of General Genetics and Cytology» CS MES RK, Almaty, Kazakhstan.
E-mail: [email protected]
CYTOGENETIC EVALUATION OF INFLUENCE
Целью настоящей работы было проведение анализа хромосомных аберраций, индуцируемых техногенными факторами, у населения Атырауской области.
Материалы и методы исследования. Исходным материалом для исследования послужила периферическая кровь жителей Атырауской области из 3-х региональных зон:
1) г. Атырау – точка №1;
2) г. Кульсары – точка №2;
3) пос. Индербор (в качестве внутреннего контроля) – точка №3.
При цитогенетическом исследовании нами был использован внешний контроль - ранее полученные данные по цитогенетическому обследованию населения из Алматинской области п.
Таусугур. В результате организованных мероприятий по сбору биоматериала были взяты образцы периферической крови от 86 человек со всех вышеуказанных населенных пунктов. Согласно анкетным данным, по национальному составу все три группы однародны и представлены лицами казахской национальности (100%). В таблице 1 отражены репрезентативные данные по возраст- ному и гендерному составам исследуемых групп.
Таблица 1 – Возростно–половой состав исследуемых групп
Населенный пункт Всего человек Муж., чел. (%) Жен., чел. (%) Годы рождения (средний возраст)
Г. Атырау 30 3 (10%) 27 (90%) 1943-2001 (44,63±10,71)
Г. Кульсары 34 12 (35%) 22 (65%) 1943-1993 (48,71±9,78)
Пос. Индербор 22 3 (14%) 19 (86%) 1955-1993 (41,82±10,73)
П. Таусугур 41 – – (46,94±1,65)
Средний возраст в группах составил: г.Атырау – 44,63±10,71 лет, для г.Кульсары 48,71±9,78 лет и для пос. Индербор 41,82±10,73 лет. Различия по возрастному параметру, определенные с
помощью критерия Стьдента, в контрольной (пос. Индербор) и опытных группах (г. Атырау и г. Кульсары) являются недостоверными: для г. Атырау tSt = 0,185, Р > 0,05; для г. Кульсары tSt = 0,475, Р > 0,05.
Анкетные данные исследуемых людей были также проанализированы в отношении меди- цинского статуса. В таблице 2 представлены данные по видам заболеваний, встречающихся в исследуемых группах.
Таблица 2 – Медицинский статус представителей исследуемых когорт
Населенный пункт Количество человек (%)
ССЗ СД гипотиреоз БА Другие Всего
Г. Атырау 4 (13%) 1 (3%) 3 (10%) 2 (7%) 4 (13%) 14 (47%) Г. Кульсары 6 (18%) 3 (9%) 4 (12%) 2 (6%) 5 (15%) 20 (59%)
Пос. Индербор 2 (9%) – – – 2 (9%) 4 (18%)
Примечания. 1 ССЗ – сердечно-сосудистые заболевания; 2 СД – сахарный диабет; 3 БА – бронхиальная астма.
Таким образом, анализ анкетных данных исследуемых групп людей из 3-х населенных пунк- тов (г. Атырау, г. Кульсары и пос. Индербор) показал, что процент женщин в группах значительно выше, чем процент мужчин (таблица 1). В целом по выборке из Атырауской области (86 чел.) 79%
составляют женщины (68 чел.) и 21% - мужчины (18 чел.). Средний возраст людей во всех группах не превышает 50 лет. В отношении медицинского статуса группы неоднородны и наибольший процент больных людей представлен в группе из г. Кульсары (59%), причем больше всего людей в данной группе страдает патологиями, связанными с нарушениями сердечно-сосудистой системы.
Культивирование лимфоцитов и приготовление препаратов проводили по методике, описан- ной нами ранее [5]. При анализе метафазных пластинок определяли число клеток с аберрациями, а также число и тип аберраций на 100 проанализированных метафаз. При анализе полученных данных использовали стандартные методы статистического анализа [6].
ISSN 2224-5308 Серия биологическая и медицинская. № 6. 2016 Результаты исследования и их обсуждение
Одним из способов исследования является цитогенетический метод как объективный крите- рий оценки нестабильности генома под воздействием техногенных факторов [7]. Признанным маркером, отражающим мутагенное воздействие среды на организм, является спонтанный уровень хромосомных аберраций (ХА) в лимфоцитах крови [8].
При изучении частоты хромосомных аберраций проанализировано 7361 метафазная плас- тинка, полученных от 86 человек. Среднегрупповая частота хромосомных аберраций в точке № 1 составила – 5,80 ±0,51%; в точке № 2 – 3,47 ±0,33%, и в точке № 3 – 1,81±0,18%, соответственно.
Анализ спектра хромосомных аберраций представлен в таблице 3.
Таблица 3 – Спектр хромосомных нарушений у жителей Атырауской области и контрольной популяции Тип
хромосомных нарушений
Атырауская область Контроль
Точка № 1 (г. Атырау)
Точка № 2 (г. Кульсары)
Точка № 3 (п. Индербор)
Точка № 4 (п. Таусугур) Число изученных
метафаз 2137 3024 2200 8500
Всего аберраций 124 105 40 74
Частота аберраций, % 5,80±0,51 3,47±0.33 1,82±0,18 0,87 0,1 Всего аберраций хроматидного типа, % 1,78±0,28 1,29±0,21 0,36±0,08 0,680,09
Хроматидные гэпы 0,47±0,15 0,59±0,14 0 0
Интерстициальные делеции 0,56±0,16 0,39±0,11 0,23±0,06 0,680,09
Одиночные фрагменты 0,75±0,18 0,29±0,09 0,13±0,05 0
Всего аберраций хромосомного типа, % 4,02±0,46 2,18±0,30 1,46±0,17 0,190,05
Хромосомные гэпы 0,65±0,17 0,36±0,11 0,23±0,06 0
Хромосомные разрывы 0,18±0,09 0,09±0,05 0,18±0,06 0,190,05
Парные фрагменты 2,05±0,31 1,52±0.22 0,68±0,11 0
Дицентрики 1,12±0,30 0,15±0,16 0,37±0,09 0
Кольца 0 0,06±0,04 0 0
Согласно данным наших предыдущих исследований [9], частота хромосомных аберраций у населения пос. Таусугур составляет 0,870,1%. Сравнительный анализ показал, что частоты абер- раций хромосом в лимфоцитах из г. Атырау превышают контрольный уровень во внутреннем контроле – в 3,2 раза, во внешнем контроле – в 6,7 раз; г. Кульсары – в 1,91 раза и в 4 раза; и п.
Индербор – в 2,1 раз соответственно. Повышение частоты хромосомных аберраций в лимфоцитах жителей Прикаспийского региона может рассматриваться как результат негативного влияния загрязнителей среды на структуру генетического аппарата клеток.
При спектральном анализе структурных нарушений хромосом определяется как общее число нарушений, так и их тип: хромосомные и хроматидные. К хромосомным аберрациям относятся повреждения хромосом, в которых участвуют обе хроматиды (двойные фрагменты, разрывы, дицентрики, центрические кольца, транслокации и др.), при хроматидных аберрациях нарушается структура, одной из хроматид (одиночные фрагменты, концевые делеции, обмены и др.). Соотно- шение хромосомных и хроматидных аберраций в определенной степени указывает на тип мута- генного воздействия. Преобладание аберраций хромосомного типа указывает на радиационное воздействие, хроматидных – на химическое.
Спектр аберраций хроматидного типа был представлен одиночными фрагментами, интер- стициальными делециями (таблица 3). В точках №1 (г. Атырау) и №2 (г. Кульсары) также были обнаружены хроматидные гэпы. Сравнительный анализ уровня хроматидных аберраций в конт- рольной группе из Алматинской области (п. Таусугур) и исследуемых группах из Атырауской области показал примерно одинаковое распределение частот нарушений этого типа. Так, у насе- ления, проживающего в г. Кульсары, частота аберраций хроматидного типа составляет 1,29%,
г.Атырау 1,78%, а в контроле – 0,68%. В то время, как у населения пос. Индербор отмечена самая низкая частота хроматидных аберраций из всех исследуемых населенных пунктов – 0,36%.
Аберрации хромосомного типа представлены разрывами, парными фрагментами, дицентри- ками и кольцами (таблица 3). Уровни частот аберраций хромосомного типа распределились неравно. Так, у жителей г. Атырау этот показатель составил 4,02±0,46%, г. Кульсары – 2,18±0,30%, у людей из пос. Индербор составил – 1,46±0,17%, а в контрольной группе из Алматинской области – 0,190,05%. Превышение доли аберраций хромосомного типа может свидетельствовать о неодно- значной экологической ситуации в г. Атырау. Особо следует обратить внимание, что у жителей г.
Атырау и г. Кульсары высока частота парных фрагментов (2,05±0,31% и 1,52±0.22% соответ- ственно), а также у жителей г. Атырау – дицентрических хромосом (1,12±0,30%), являющихся признанными маркерами радиационного воздействия. Этот факт может свидетельствовать о загрязненности территории проживания обследованных людей не только нефтепродуктами, но и факторами радиационной природы.
Таким образом, цитогенетический мониторинг населения Атырауской области показал, что у обследованных людей наблюдается высокий уровень частоты хромосомных аберраций и присут- ствует весь спектр хромосомных нарушений. Данный факт может указывать на изменение общей картины спектра хромосомных повреждений не только химической природы (загрязнения тяже- лыми металлами и нефтепродуктами), но и, возможно, радиоактивными изотопами.
Как уже говорилось, объекты нефтегазового комплекса играют существенную роль в загряз- нении окружающей среды. В Атырауской области в процессе эксплуатации нефтепромыслов в атмосферу выделяются твердые частицы, сернистый ангидрид, окись углерода, оксиды азота и углеводороды [10]. В последние годы выявился ещё один аспект неблагоприятного воздействия на состояние окружающей среды и здоровье человека – это проявление радиационного загрязнения, связанное с выводом на поверхность в процессе бурения пластовых вод, содержащих аномальные количества естественных радионуклидов радия и тория. При этом содержание солей радия на по- верхности полей испарения и буровом оборудовании создаёт аномалии с гамма-радиоактивностью от 100 до 1000 и более мкР/час. В процессе специальных исследований на нефтепромыслах При- каспийского региона выявлено 275 участков радиоактивного загрязнения ураном, радием и торием, концентрации которых в десятки и сотни раз превышают радиационный фон [11].
Повышенный уровень цитогенетических нарушений как хроматидного, так и хромосомного типа, выявленный при обследовании населения Атырауской области является, по-видимому, результатом суммарного действия различных факторов на генетический аппарат человека. При этом речь идет не только о воздействии химических компонентов нефти, обладающих мутагенным действием, но и факторов радиоактивной природы как природного, так и антропогенного проис- хождения, характерных для Прикаспийского региона.
Источник финансирования исследований. Работа была выполнена в рамках НТП – О.0685 по теме:
«Определение воздействия техногенных факторов на генетический статус населения зон Прикаспия», финансируемой Государственным учреждением «Комитет науки Министерства образования и науки Рес- публики Казахстан» на 2015–2017 гг.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Грановский Э.И. Проблемы устойчивого развития г. Атырау и Атырауского региона: Аналитический обзор. – Алматы: КазгосИНТИ, 2003. – 23 с.
[2] Кенесариев У.И., Тулебаев К.А., Амрин М.К., Баялиева Р.А., Бейсенбинова Ж.Б. Здоровье населения и проб- лемы устойчивого развития Атырауской области // Вестник КазНМУ. – Алматы, 2013. – № 1. – С. 255-257.
[3] Артемьева А.А., Малькова И.Л. Анализ характера влияния нефтедобычи на здоровье населения Удмуртии //
Вестник Удмуртского университета. Биология. Науки о Земле. – 2006. – Серия 6, вып. 11. – С. 3-14.
[4] Утесинов Б.Б. Гигиеническая оценка состояния окружающей среды и здоровья населения региона нефтега- зового комплекса Мангистауской области: Дис. … канд. мед. наук: 14.00.07. – Алматы, 2008. – 186 с.
[5] Чередниченко О.Г. Стабильные аберрации хромосом индуцированные различными дозами γ-излучения и при длительном культивировании лимфоцитов // Вестник КазНУ. –2011. – № 1. – С. 49-54.
[6] Плохинский Н.A. Aлгоритмы в биометрии. – М., 1967. – 82 с.
[7] Albertini R.J., Anderson D., Douglas G.R., Hagmar L., Hemminki K., Merlo F., Natarajan A.T., Norppa H., Shuker D.E., Tice R., Waters M.D., Aitio A. IPCS guidelines for the monitoring of genotoxic effects of carcinogens in humans // Mutation Research. – 2000. – № 463. – P. 111-172.
ISSN 2224-5308 Серия биологическая и медицинская. № 6. 2016 [8] Zhang L., Eastmond D.A., Smith M.T. The nature of chromosomal aberrations detected in humans exposed to benzene // Crit. Rev. Toxicol. – 2002. – Vol. 32. – P. 1-42.
[9] Губицкая Е.Г., Чередниченко О.Г., Байгушикова Г.М., Ахматуллина Н.Б. Цитогенетический статус жителей Алматинской области // Вестник КазНУ. Серия биологическая. – 2007. – № 2. – С. 86-90.
[10] Сериков Т.П., Сагандыкова Р.Р., Югай В.М., Ескужиева А.Б. Об охране окружающей среды в условиях добычи нефти и газа на предприятиях ОАО «Казахойл-Эмба» // Нефть и газ. – 2001. – № 1. – С. 83-87.
[11] Дубинчин П.П. Радиоэкологическое обследование нефтеносных регионов // Вестник НЯЦ РК. Радиоэкология.
Охрана окружающей среды. – 2000. – Вып. 3. – С. 49-53.
REFERENCES
[1] Granovsky E.I. Problems of sustainable development of Atyrau and the Atyrau region: Analytical review. Almaty:
KazgosINTI, 2003. 23 p. (in Russ.).
[2] Kenesary U.I., Tulebaev K.A., Amrein M.K., Bayalieva R.A., Beysenbinova J.B. Health of the population and the problems of sustainable development of Atyrau region. Herald of Kazakh National Medical University. Almaty, 2013, 1, 255-257 (in Russ.).
[3] Artemyeva A.A. Mal’kova I.L. An analysis of the nature of the impact of oil production on the health of the population of Udmurtia. Bulletin of Udmurt University. Series 6, Biology, Earth Sciences, 2006, 11, 3-14 (in Russ.).
[4] Utesinov B.B. Hygienic assessment of the environment and public health in the region of oil and gas complex of Mangistau region: The dissertation ... the candidate of medical sciences: 14.00.07. Kazakhstan, Almaty, 2008. 186 p. (in Russ.).
[5] Cherednichenko O.G. Stable chromosome aberrations induced by different doses of γ-radiation and long-term cultivation of lymphocytes. Bulletin of KazNU. 2011, 1, 49-54 (in Russ.).
[6] Plohinsky N.A. Algorithms in biometry. M., 1967, 82 p. (in Russ.).
[7] Albertini R.J., Anderson D., Douglas G.R., Hagmar L., Hemminki K., Merlo F., Natarajan A.T., Norppa H., Shuker D.E., Tice R., Waters M.D., Aitio A. Mutation Research, 2000, 463, 111-172 (in Eng.).
[8] Zhang L., Eastmond D.A., Smith M.T. Crit. Rev. Toxicol., 2002, 32, 1-42 (in Eng.).
[9] Gubitskaya E.G., Cherednichenko O.G. Baygushikova G.M., Ahmatullina N.B. Cytogenetic status of the residents of Almaty region. Bulletin of KazNU, Biology series, 2007, 2, 86-90 (in Russ.).
[10] Serikov T.P., Sagandykova R.R., Yugay V.M. Eskuzhieva A.B. On environmental protection in terms of oil and gas at the enterprises of JSC «KazakhOil-Emba»ю Oil & Gas, 2001, 1, 83-87 (in Russ.).
[11] Dubinchin P.P. Radio ecological survey of the oil-bearing regions. Bulletin of NNC, Radioecology. Environmental protection, 2000, 3, 49-53 (in Russ.).
Э. М. Хусаинова, Ф. Т. Мұратова, Н. К. Алтынова, О. Г. Чередниченко, А. С. Əмірғалиева, С. А. Касимуратова, О. А. Иксан, О. Сапарғали, Л. Б. Жансүгірова, Б. О. Бекманов
ҚР БҒМ ҒК «Жалпы генетика жəне цитология институты» Алматы, Қазақстан АТЫРАУ ОБЛЫСЫ ТҰРҒЫНДАРЫНА АНТРОПОГЕНДІ ФАКТОРЛАРДЫҢ ƏСЕРІН ЦИТОГЕНЕТИКАЛЫҚ БАҒАЛАУ
Аннотация. Жұмыста Атырау облысына қарасты (Атырау қаласы, Құлсары қаласы жəне Индербор селосы) үш елді мекендер тұрғындарында хромосомалық аберрациялары жиілігіне салыстырмалы талдаулар жүргізілді. Нəтижесінде Атырау жəне Құлсары қалаларының тұрғындарында бақылау топтарымен салыс- тырғанда хромосомалық аберрацияның жоғары жиілігі байқалды.
Түйін сөздер: хромосомалық аберрация, Каспий аймағы, цитогенетика.
N E W S
OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN SERIES OF BIOLOGICAL AND MEDICAL
ISSN 2224-5308
Volume 6, Number 318 (2016), 118 – 123
A. M. Esimova, E. K. Esimov, R. E. Aytkulova, D. E. Kudasova, A. H. Rahmetova M. Auezov SKSU, Shymkent, Kazakhstan.
E-mail: [email protected]