Микроядерный анализ эритроцитов крови в популяции Columba livia в г. Казань
УДК 598.265.1:591.85(471.41)
А. М. Басыйров, И. И. Рахимов
Татарский государственный гуманитарно-педагогический университет,
Казань, Российская Федерация
MICRONUCLEAR ANALYSIS IN BLOOD ERYTHROCYTES
OF COLUMBIA LIVIA POPULATION OF KAZAN CITY
A. M. Basyirov, I. I. Rakhimov
Tatar State Humanitarian-Pedagogical University, Kazan, Russian Federation
Казань является большим городом с тысячелетней историей и развитой инфраструктурой. Разнообразие предприятий химического, нефтехимического, машиностроительного и строительного профилей обуславливает широкий спектр вредных веществ, поступающих в окружающую среду г. Казань. Все эти выбросы, попав в окружающую среду, накапливаются в почве, вовлекаются в биогеохимические круговороты веществ и, в конечном счете, попадают в организм животных и человека через легкие, кожу или слизистые оболочки, вызывая определенные реакции организма. Химические соединения аккумулируются в различных органах и системах, претерпевают многочисленные биотрансформации: такие процессы, как всасывание, распределение (по органам, клеткам, органеллам), взаимодействие с рецепторами, метаболизм и выведение.
Не вызывает сомнений, что многие факторы окружающей среды являются потенциально мутагеннными и канцерогенными. Это широкий спектр естественных и синтетических химических веществ в воздухе, воде, пище, на рабочем месте, в коммунальной среде. Многие из этих выбросов могут привести к нарушениям генетических структур клеток организма. Поскольку каждый организм с генетической точки зрения строго индивидуален и неповторим, то и реакции будут специфичными. То, что является благоприятным фактором для одного, может быть резко патогенным для другой особи.
Целью является исследование влияния состояния окружающей среды на показатели системы крови. Сизые голуби (Columba livia) как объект исследования выбраны потому, что являются синантропными птицами; в любое время года имеют высокий уровень обмена веществ и их отлов в больших количествах не вызывает особых затруднений. Голуби отлавливались в 7 различных по экологической ситуации точках, что позволяет прослеживать изменения в кровеносной системе птиц в зависимости от степени техногенного загрязнения окружающей среды. Результаты исследований могут использоваться при комплексной оценке влияния совокупности повреждающих факторов на клетки крови и на организм в целом, при разработке профилактических мероприятий.
Микроядра возникают из фрагментов хромосом, которые лишены центромер и поэтому исключаются из клеточных ядер в момент деления клеток. Иными словами, они являются ацентрическими фрагментами, возникшими в результате структурных нарушений хромосом и не попавшими во вновь формирующееся ядро при делении клеток. Кроме того, они могут образовываться из хромосом, оставшихся в анафазе. Тем самым результаты учета микроядер отражают результаты кластогенного действия на хромосомы изучаемого соединения.
Цитогенетический анализ (микроядерный тест) – одно из перспективнейших направлений в изучении влияния факторов окружающей среды на генетический аппарат клеток организма. Он основан на способности эритроцитов и лимфоцитов крови под воздействием мутагенов образовывать внутри себя особые ядерные структуры, которые называются микроядрами. К числу факторов, способных вызывать наследственные изменения (мутации) относятся загрязняющие факторы химической, физической и биологической природы, ультрафиолетовое излучение, многочисленные химические соединения, в том числе некоторые лекарственные препараты, продукты бытовой химии и т. п. Но не только радиация и химические вещества способны вызывать генетические изменения в клетках организма. Таким действием обладают и инфекционные агенты: вирусы, бактерии, простейшие и гельминты. Проблемой влияния мутагенных факторов окружающей среды на генетический аппарат клеток человека и животных занимаются целые медико-биологические и исследовательские институты по всему миру.
Сизые голуби (Columba livia) могут служить прекрасным объектом для генотоксической оценки состояния окружающей среды. К достоинствам этого объекта следует отнести то, что голубь является естественным компонентом среды обитания городов и поселков, коменсал (в основном, питается «со стола» человека), его легко ловить и содержать в неволе. У голубя можно брать кровь, не причиняя вреда особи и, кроме того, поскольку у птиц эритроциты крупные и содержат ядра, то микроядра видны на обычном (стандартном) гематологическом препарате гораздо отчетливей, чем в крови человека или мышей. Учитывая эти данные, мы проводили серии экспериментов с отловом, последующими измерениями и взятием проб крови у сизых голубей. После каждой серии отловов птиц идет процесс изготовления микропрепаратов и мазков крови для просмотра под световым микроскопом и дальнейшего многоаспектного анализа. Кровь на микроядерный анализ брали из подкрыльцовой вены птицы непосредственно после ее отлова. Для получения стандартных гематологических мазков достаточно капли крови, после получения которой птиц сразу же отпускали на волю. Мазки крови готовили, помещая каплю крови животного на сухое обезжиренное предметное стекло. Препараты высушивали над спиртовкой, фиксировали в 96 % этиловом спирте 3 минуты. Окрашивали фиксированный мазок крови 20 мин. в растворе Гимза (10 капель (глазной пипеткой) концентрированного раствора Гимза в 10 мл дистиллированной воды). Промывали окрашенные мазки дистиллированной водой. Просматривали окрашенные мазки крови на световом микроскопе под имерсионным маслом при увеличении 10 х 90. Для получения достоверных данных в каждом мазке необходимо просмотреть 3 тыс. эритроцитов. Результаты всех тестов подлежат обработке с помощью статистических методов с учетом коэффициента достоверности, рассчитанного по Стьюденту при сравнении показателей, характеризирующих эффекты мутагена при его раздельном и совместном применении с антимутагеном. В настоящее время подготовлено 130 микропрепаратов.
Результаты исследования не выявили аномального содержания микроядер в эритроцитах крови голубей несмотря на то, что отлавливались объекты исследования в разных по экологической ситуации точках и проводилась случайная выборка. При отлове ослабленных и явно больных птиц отпускали на волю. Если бы они тоже были включены в эксперимент, наши данные оказались бы иными. Возможно содержание генотоксических продуктов в окружающей среде еще не достигло такого высокого уровня и не достаточно сильно влияет на уровень цитогенетической нестабильности у голубей города Казань. Допустимо и то, что репарационная система голубей работает эффективно и вполне справляется с проявлением кластогенных факторов в организме.
Zoocenosis — 2007
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали ІV Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2007. – С. 411-413.