ГЕНЕТИЧЕСКИЙ СТАТУС НАСЕЛЕНИЯ, ПРОЖИВАЮЩЕГО В УСЛОВИЯХ ЗАГРЯЗНЕННИЯ ПОЧВ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ

Н.К. Дюсемаева, Г.А. Кулкыбаев, З.И. Назамбаева, М.И. Мукашева, А.А.Адилбекова, О.В.Гулаева

Медицина труда и промышленная экология, № 11, 2004

Изучено содержание  тяжелых металлов в почве на различном расстоянии от промышленных предприятий. Исследован уровень микроядер в эритроцитах периферической крови в зависимости от района проживания, а также частота и спектр хромосомных аберраций и лимфоцитах жителей. Установлен повышенный темп мутирования, индуцированный мутагенами. Определено, что загрязнении почвы тяжелыми металлами является фактором риска возникновения генетической нестабильности.

Изучению мутагенных эффектов окружающей среды уделяется в современной литературе большое внимание.

Центральный Казахстан является сложным регионом, а некоторые его районы можно отнести к зонам экологического напряжения. Особое место занимает г.Балхаш, который входит в число городов с самым высоким объемом вредных веществ предприятий цветной металлургии. Одним из основных составляющих выбросов являются тяжелые металлы, обладающие высокой миграционной способностью, склонностью к биокумуляции, оказывающие выраженный политропный эффект на организм. Отличительная способность ТМ как загрязнителей – это устойчивость и увеличение их концентрации при переходе по трофическим цепям. В отличие от органических токсикантов они практически вечны, так как не разрушаются под действием природных факторов. В зависимости от ландшафтно-геохимических условий, наряду с накоплением металлов, происходит и их рассеивание. Однако основная масса тяжелых металлов техногенного происхождения депонируется в почвенном слое толщиной 10 – 20 см и прочно в нем удерживается в течение многих десятков лет. Частично, в зависимости от климатических условий (ветры, дожди) они попадают вновь в воздушную среду и мигрируют. Тяжелые металлы являются индукторами окислительного стресса, а продукты свободнорадикальных реакций вызывают в клетках молекул ДНК, что является основой спонтанного и индуцированного мутогенеза.

Целью работы явилось изучение количественного состава тяжелых металлов в почве и их влияние на генетический статус населения, проживающего на загрязненной территории.

Материалы и методики. Концентрация металлов в почве определялось согласно методическим указаниям. Точки забора располагались в жилом массиве на различном расстоянии от промышленных предприятий – 1000 м (1-ая точка), 7 км (2-я точка), 10 км (3-я точка). Валовое содержание химических элементов в почве определялось атомно-эмиссинным спектральным методом дифракционным спектрографе ДФС – 28. Были рассчитаны коэффициенты среднего содержания в почве относительно ПДК почвы.

С целью изучения генетического статуса жителей г,Балхаша производили учет микроядер в эритроцитах периферической крови. Исследовалось по 10 000 эритроцттов у каждого человека. Анализ микроядер произвели на зашифрованных препаратах. Всего было обследовано 450 человек.

Был проведен анализ частоты и спектра, хромосомных аббераций в лимфоцитах перифирисческой крови было проведено по общепринято        методике с использованием модификаций, которые касались преимущественно количества крови, ингредиентов культур среды и др.

В качестве культурной среды использовались питательная среда RPPMI-1649, телячья эмбриональная сыворотка, для стимуляции размножения лимфоцитов применяются митоген фитогемагглютинин. Забор крови производился из локтевой вены в количестве 0,5 мл в стерильные флаконы с раствором гепарина. Флаконы с кровью помещались в холодильник в течении 24 часов доставоялись в лабораторию. Обязательными были следующие условия: идентичный забор крови, культивирование и приготовление препаратов для обеих групп, шифровании препаратов. Отбор исследуемых групп лиц проводился по принципу «копия-пара».

Анализ препаратов производился с помощью микроскопа «Nicon» (производства Японии) с использованием компьютерной системы хромосомного анализа «Genetiscan» . Данные цитогенетического исследования заносили в специальные протоколы. Всего на основе цитогенетического исследования было обследован 75 человек, проанализировано 15 000 метафаз. Из них 60 человек – жители г.Балхаша  и 20 человек из контрольного района г.Караганды.

Результаты и обсуждения. В блице 1 представлены концентрации содержания металлов в почве относительно ПДК почвы.

Таблица 1 – Содержание тяжелых металлов в почве г.Болхаша, мг/кг

Было определено 190 химических элементов, выявлено, что в районе на расстоянии 10 км от промысла меди и свинца, их содержание было выше ПДК в 20,6 и 18,4 раза соответственно.

В точке 1 отмечено высокие содержание мышьяка (в 7 раз выше ПДК). Наибольшее накопление наблюдалось промышленной зоны не обнаружены мышьяк, ванадий, бериллий, вместе с тем отмечено превышение ПДК по свинцу в 4 раза, по цинку в меди в 1,2 раза, кобальту в 2 раза, никелю в 4 раза.

Расчет суммарного загрязнения почв металлами позволил определить точку 1 как район чрезвычайного опасного, а точки 2, 3 – опасного загрязнения.

В свете существующего представления о возможных метаболических ситуациях, которые могут возникнуть под влиянием мутагенов, перспективное значение приобретают тесты, характеризующие изменения в генетическом статусе. В качестве быстрого и удобного цитогенетического теста для оценки мутагенного действия загрязнения среды широко используется метод учета микроядер.

Полученные результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2 Показатели микроядерного теста, %

Анализ полученных результатов показал, что уровень цитогенетически измененных клеток по микроядерному тесту в обследуемой популяции, проживающей в г.Балхаше, составил 16,53±0,27%, что в 2 раза выше по сравнению с контрольной популяцией г.Караганды (8,73±0,51%). При анализе микроядерного теста у лиц, проживающих в г.Балхаше и г.Караганде, было установлено, что в 70% встречаются микроядра, и лишь в 30% обнаруживаются макроядра. Это свидетельствует о преобладании хромосомных нарушений над геномными.

Также был проведен сравнительный анализ микроядерного теста у проживающих на территория, соответствующих зонам чрезвычайного и опасного загрязнения. Достоверно значимых различий показателей микроядерного теста не выявлено, что свидетельствовало о возникновении нестабильности генома у жителей г.Балхаша вне зависимости от места проживания.

Были изучены частота и типы хромосомных аббераций у жителей г.Балхаша, проживающих в зоне техногенного загрязнения окружающей среды. Результаты исследований показали, что частота клеток с хромосомными абберациями в лимфоцитах периферической крови людей, проживающих в г.Балхаше, составила 10,35±0,59% и достоверно  превышала контрольной уровень в 3,5 раза. Данные представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Частота и типы хромосомных аббераций и лимфоцитах периферической крови у жителей г.Балхаша (на 100 клеток)

Таблица 4 – Частота и типы хромосомных аббераций у жителей г.Балхаша в зависимости от пола (на 100 клеток)

Выявленный спектр хромосомных аббераций свидетельствует об индуцированным мутагенезе химической природы, поскольку наиболее часто встречались абберации хроматидного типа (парные фрагменты – до 80%).

Частота и типы хромосомных аббераций были исследованы в зависимости от пола. Результаты представлены в таблице 4. Достоверных отличий уровня хромосомных аббераций в зависимости от пола не было обнаружено. Из этого следует, что мужчины и женщины подвержены индуцированному мутагенезу в равной степени. Анализ полученных результатов цитогенетических исследований показал, что у лиц изучаемых популяций повышен темп мутирования.

Выводы

1.         Расчет суммарного загрязнения почв металлами позволил определить районы чрезвычайного и опасного загрязнения.

2.         Результаты исследования микроядерного теста показали, что жители г.Балхаша подвержены индуцированному мутагенезу независимо от пола и района проживания на территории города.

3.    Изменение генетического статуса у жителей г.Балхаша свидетельствует, что население подвергается воздействию мутагенной нагрузки, очевидно, мутагенами являются тяжелые металлы.

Назад в библиотеку