Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изучение мутагенной активности и потенциальной мутагенной опасности некоторых кумаринопроизводных, металлсодержащих и бромсодержащих веществ, рекомендованных для использования в качестве пестицидов

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Изучение мутагенной активности и потенциальной мутагенной опасности некоторых кумаринопроизводных, металлсодержащих и бромсодержащих веществ, рекомендованных для использования в качестве пестицидов"

ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛОРУССКОЙ ССР Институт генетики и цитологии АН БССР

На правах рукописи

БРАТИВНЫК Любовь Ивановна

ИЗУЧЕНИЕ МУТАГЕННОЙ АКТИВНОСТИ I ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ МУТАГЕННОЙ ОПАСНОСТИ НЕКОТОРЫХ КУМАРИНОПРОИЗВОДНЫХ, МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИХ И БРОМСОДЕРЖАШИХ ВЕЩЕСТВ, РЕКОМЕНДОВАННЫХ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В КАЧЕСТВЕ ПЕСТИЦИДОВ

03.00.15 - генетика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Минск - 1991

Работа выполнена в Ивано-Франковском медициною институте

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ - доктор биологических наук

А.Й. КУРИННЫЙ

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор медицинских наук

РЕВАЗОВА Ю.А.

кандидат биологических на ЕЛИСЕЕВА К.Г.

ВЕДУЩЕЕ УЧРЕЖДЕНИЕ: КИЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНН

УНИВЕРСИТЕТ

. Зашита состоится И^^ ЩЧ_1991

в часов на заседании специализированного совета

К 006.02.01 по защите диссертаций на соискание учено? степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.15 — генетика в Институте генетики и цитологии АН БССР по адресу: 220734, г. Минск, ул. Ф.Скорины,

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке им. Я. Коласа.

Автореферат разослав

1991

Ученый секретарь специализирован] совета К 006.02.01 , к.бл.

..ц Е.В. ЛОБАН

СБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность тема. Интенсивное развитие химической нромш-1енноста, сопровождающееся внедрением новых соединений во вое от-

раоли народного хозяйства, приводит к накопления в среде обитания человека чужеродных веществ, в том числе опасных в генетическом отношения (Н.П.Дубинин, Ю.В.Пашин, 19*®; Л.М.Фоштейн, 1984; Р.М.Арутюнян, 1985). Одно из первых мест по степени загрязнения биосфера занимают химические средства защиты растений ввиду широких масштабов применения и высокого потенциала биологического действия (А.И.Куринный, М.А.Пилинская, 1976; А.И.Куринный, 1980, 1983; Х.И.Каллак, М.А.Ваппер, 1984; D.Crosby , 1982). В контакт о пестицидами вступают большие группа населения. Имеется достаточно фактов, подтверждающих реальность генетической опасности при накоплении их в воде, почве, атмосферном воздухе.

При обследовании рабочих промышленных предприятий, подвергающихся хроническому воздействию пестицидов и сельскохозяйственных рабочих, контактирующих с пестицадами при их применении, обнаружены онтогенетические нарушения и изменения репродуктивной способности (М.А.Пилинская, 1980; И.И.Сучков, Л.А.Сазонова, IS83; J.Kiraly at al. , 1980).

Принятие радикальных мер, направленных на предупреждение неблагоприятных воздействий химических факторов среды на наследственность человека и недопущение поступления генетически опасных деществ в биосферу рассматривается в качестве одной из важнейших задач ганетико-гягиеяичеоках исследований на современном этапе. В связи о втим оценка мутагенной опасности является необходимым злемзнтом в гигиеническом нормировании и регламентации применения пестицидов.

Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования явилось определение генетической активности и степени потенциал ной мутагенной опасности новых отечественных препаратов - дикур на, этилендиакиидиянтарной кислоты (ЭДДЯК), гелезо-ЭДДЯК (ферро кора), цинк-ЭДДЯК (цинкора), мартанеп-ЭДЦЯК, 1,2-дибромпропана ; 2,3-диб.ромцропанола, рекомендованных для использования в сельсю хозяйстве в качестве химических средств ващиты растений. В соот ветствии с этим были поставлены следующие задачи:

1.Изучить м.утагеннуп активность и определить на основании качественно-количественной опенки мутагенного потенциала степей потенциальной мутагенной опасности препарата дикурин, рекомендованного для испольеования в качестве стимулятора роста растений

2.Изучить мутагенную активность и степень потенциальной м; тагенной опасности стимуляторов роста растений и гербицидов ЭДД. и ее комплексов с железом, пинком, марганцем.

3.Изучить мутагенную активность и степень потенциальной м; тагенной опасности гаметоцвдов 1,2-дибромпропана и 2,3-дибромпр панола.

4.Дать сравнительную опенку использованных тест-объектов (клеток костного мозга мыгаей, культуры лилфоиитов человека, традесканции, креписа, дроетей-сахаромипет) по чувствительности к действию мутагенов.

Ь.Изучить чувствительность половых клеток шшей к 1,2-ДБП при его длительном введении.

Научная новизна исследований. В результате выполнения диссертационной работы впервые получены данные о мутагенной активности дикурина, металлсодержащих препаратов на основе этилевди-аминдиянтарной кислоты, 1,2-дибромпропана и 2,3-дибромпропанола

Установлена специфичность мутагенного действия исследован-них веществ, обусловленная особенностями их химической структур

Установлена специфичность мутагенных 8ффактов, индуцирован-с дякурином у живогных, в клетках человека, дрожжах-сахаромше-с, в проростках семян креписа и пыльцевых клетках традесканции.

Полученные данные позволили сопоставить используемые тест-ьекты по чувствительности к мутагенному действию.

Впервые сделана попытка изучения пестицидов как возможного (тора отсЗора на стадии сперматогенеза (на примере 1,2-дибром-шана) при длительном воздействии на животных в различных до-подтверждена необходимость исследования процессов генотипи-¡кой адаптации к чужеродным соединениям для прогнозирования ге-•ических последствий химизации сельского хозяйства.

Практическая ценность и внедрение результатов. В результа-проведенных исследований изучена мутагенная активность новых явственных препаратов, предложенных для использования в сель->м хозяйстве, определена степень шс потенциальной мутагенной юности. ■*

Предотвращено использование в качестве регулятора роста ¡тений дикурина, применение которого могло нанести вред здоро-населения вследствие выраженной мутагенное активности этого парата.

. Предложены рекомендации к гигиенической регламентации и нор-овашш 1,2-дибромпропана, отнесенного по результатам исследова-ко второму классу пестиивдов-мутагенов, 2,3-ди<5рсмпропанола -тий класс пестицидов-мутагенов я металлсодержащих препаратов основе этилендиамивдиянтарной кислоты (ферроког-», чинкора я ганец-ЭДШЮ, являвшихся слабыми мутегенеми.

Апробирован метод учета ыикроядэр а материнских клерках ьцн традесканции, показана применимость втого метода для скряга препаратов на мутагенную активность.

Дана сравнительная опенка чувствительности использовании*

тест-обьектов.

Материалы диссертации использованы в качестве учебного пособия в лекциях и практически занятиях, связанных с изучением отдаленных последствий влияния пестицидов на человека на кафедрах анатомии, гистологии, топографической анатомии и оперативно: хирургии Ивано-Франковского медицинского института.

Апробация работы. Результаты работы докладавались на аасе дании Секции генетических аспектов проблемы "Человек и биосфера ГКНТ СССР (Ордяоникидза, I98S), научных конференциях Ивано-Оран ковского медицинского института (Ивано-Франковск, 1988,1989), s седании Ивано-Франковского областного научно-медшя некого общества патологоанатомов (Ивано-Франковск, 1988,1989,1990), в лабс ратории химического мутагенеза Всесоюзного научно-исследовател! ского института гигиена и токсикологии пестицидов, полимеров и гластических наос.

*> Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных pi бот в тематических сборниках и куриалах.

Структура и обьем диссертации. Диссертация написана на р; ском языке, изложена на 109 страницах шиинописного текста и с тоиг из введения, 4-х глав: I - обзор литературы, 2 - материал и метода, исследования, 3 - результаты собственных яоследовани{ 4 - обсуждение результатов, выводов н списка использованной лг тературн. Указатель литературы содержит 202 источника, в том ' лв 311 отечественных и 91 иностранных авторов. Текст иллюстр] рован 16 таблицами, 15 фотографиями и 3 графиками.

МАТЕРИМ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе использовались методы хромосомного анализа кле костного иозга кышей, хромосомного анализа культуры лимфоците периферической крови человека; ана-тедофазного анализа пророс

в семян креписа, метод учета 'ликрокдер в материнских метках льда традесканции, рекомбяногешшй тест на дровдсах-сахарогичо-

Препараты хромосом клеток костного мозга шяей готовили по депринятому мэтоду (с.Рог<1, ¿.ЯатохЧоп , 1956). Мутагенность ществ оценивали при однократном пероральном введении в нчсколь-х дозах.

Культивирование лимфоцитов периферической крови человек-: и иготовление препаратов хромосом проводили по методу, рлзраЗо-кноку р.иоогьвай 13й0) с модификациями, приняты:« во .

ИИГИНШСе (А.И.Куринннй, М.А.Яилинекая, 1975).

При определении рекомЗиногенной ттгазнэстл веществ исполь-®али штаммы дроетей-сахаромицет Т1 и Т2. При этом бкл применен (личественный метод учета митотяческой рекомбинации (И.А.Ёахо-т, 1973).

Цитогенетическую активность веществ на проростках креписа >учали, используя ана-телофвэный метод анализа клеток. На траде-санаии мутагенность препаратов определяли путем учета микроядер материнских клетках пыльцы на стадии ранних тетрад ( ы» Те-11и , 1983).

При изучения влияния 1,2-дибромпропана на чувствительность оловдх клеток мышей, самцам швей вводили 1,2-дкбромпропан аа ротяжении цикла оперматогенеза, а затем определяли подвижность перматояоонов контрольных и подвергнувшихся воздействию аиьо*-шс в инкубационной среде, содержащей данный препарат.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОбМВШШХ ИС&ШСШ-ЖИ Исоледоачяие мутагепной активности дикурака

Для решения вопроса о возможности всвоиьвования /ихурии-» сельсхом хозяйстве проведено изучение его «статейной актирное-

ти на пятя тест-объектах: белю нелинейных мышах, культуре ли фоиитов периферической крови человека, дрохяах-сахаромицетах, традесканции,креписе.

Результаты изучения онтогенетической -активности дикупиш на костном мозге шшей, представленные в таблице I, свидетельствуют о наличия у препарата выраженных мутагенных свойств.

Табляпа I

Цятогенетическая активность дикуряна на костном мозге мышей (М —и)

Доза :Число: Количество клеток :Всего: На I клетку (иг/кг) :мата~: с аберрациями ':абер~:дсследован<аберраятнуг

; фаз : иЛс.: % граций: ную :

1000 600 48 8,00±1,Юа 52 0,036 1,08

ьоо 700 41 Ь,8Ь±0,8Эа 43 0,061 1,04

100 600 26 4,33±0,83а 28 0,046 1,07

ьо ЬОО 18 3,60±0,83? 19 0,038 1,05

10 600 16 2,50±0,65 15 0,025 1,00

Контроль 600 6 1,00*0,41 6 0,010 1,00

Примечание: а РсО.01; 6 Р-=0,05.

При введении дозы 10 мг/кг разница меяду опытом и контр лем по частоте аберрантных клеток оказалась статистически над стоверной. При остальных исследуемых дозах препарата число ме фаз с аберрациями достоверно отличалось от контрольного уоовн

В культуре лимфоцитов дикурин проявил высокую мутагенну активность во всех исследуемых концентрациях (табл.2). Препар индуцировал аберрации как хромосомного, так и хроматидного ти со значительным преобладанием последних. Так же как и пря дей ствии in vivo , питогеяетический эффект носил дозо-зависимый

арактер, однако максимальная Частота индуцированных аберраций ала в 2-3 раза выше, чем в костном мозге мышей.

Таблица 2

Число аберраций хромосом в культуре лимфоцитов челозекя при действии дикупина (М ± т)

Концентрация : Частота :Количество иетафаз с аберрациями

(мкг/мл) : метафаз : абс. : %

10 roo 32 32,00-4,66a

I 170 36 21,^3,13®

0,1 210 21 10,00¿2,0?^

Контроль 200 5 2,50ÍI,X0

1римечание: а Р< 0,001; 6 P-¿0,0I.

Высокая патогенетическая активность дяцуряна подтверждена i на растительных тест-обьектах: традесканции, крепкое. Эффект эденивали го числу тетрад о мякроядрами и но числу микрощвр на 100 тетрад. Максимальный эффект по первому показателю составил 16,52% при концентрации дикурина в питательной среде 1000 ют/мл, а по второму - 27,43? при концентрация дикурина 10000 мкг/мл íb контроле 4,74£ и 6,40£ соответственно),

На проростках семян крегшса исследовали действие дикурина в концентрации 100,10,1 я 0,1 ыкг/мл. Ана-телофаэный анализ препаратов показал, что дикурин индуцировал появление в клетках хромосомных мосток, парных и одиночных фрагментов, отставание хромосом. Максимальный цятогенетический эффект составил Ю,66£ при действии в концентрации 100 мкг/ил (.1/10 цитотово.ичвской), минимальная аффективная концентрация была равна I мкг/ил (таЙл.З), РекомЗиногенную активность дикурина ва дрокхах-саларошше-

tv< исс.'.эдоьали в концентрациях 100,10 и I ют/мл, из которых :.-ерзая оказывала незначительное шяотоксическоз действие, здра-.кгчм;аеся в некотором снижении выживаемости, более проявившееся у ьтамма Г2.

Таблица 3

Цгтогенетлческая активность дикурива на Crépie teotorum

Концентрация : Число : Количество клеток с аберрациями

(ккг/до) :а5ш-тел офаз : абс. : %

100 300 32 I0,66±I,78a

10 300 21

1 300 19 6,33±1,4Сй-

0,1 300 8 2,66-0,92

Контроль с дао 300 4 1,33±0,66

Контроль (бидис- 300 5 1,66±0,73

тплллровакная вода)

Примечание: 0 P-^O.OI; 6 P-Í0,05.

Во всех исследованных концентрациях дикурин вызывал достоверное повышение кроссоверных колоний по сравнению с контрольным уровнем. При действии дикурина отмечено также повышение частоты счгрегантных колоний, что, по-видимому, является результатом цл-тотокскческого действия препарата (табл. 4).

Таким образом, цитогенетический эффект дикурина установлен на четырех объектах: костном мозге шшей - in vivo , культуре лимфоцитов периферической крови человека - in vitro , традесканции и креписе. Высокая генетическая активность дикурина подтверждена на дрожжах-сахаромицетах с использованием рекомбиногенного теста. Способность дикурина индуцировать муташш у различных так-

Таблина 4

Рекомбиногенная активность дикурина на дрожжах-сахаромицетах

Препарат Концент-: рация : СМКР/МЛ): Штамм : Число : .•колоний: Выживаемость Количество сегре-гантов СЮ количество крс зеров (в %)

Дик урин 10.0 TI 3735 62,0 5,30*2,75a 2,42*0,

Т2 2861 46,7 8.0^0,51® 2,69*0,30a

1.0 TI 3877 86,0 0,72*0,13a 0,44*0, IIa

Т2 4051 88,8 2,74*0,26s 0, £/is0,14a

0,1 TI 4488 99,3 0,24*0,С7б 0,09*0, 0¡t

Т2 4462 97 ß 0,51*0, IIa 0,D*0,056

Диматиф (положитель- 10,0 TI 4231 70,6 0,50*0, IIa 0,0*0,07®

ный коатроль) Т2 5722 75,0 1,12*0.14a 0.23*0,05a

Контроль TI 9507 100,0 0,02-0, Ol 0,01*0,01

Т2 9439 100,0 0,08*0,03 0,01*0,01

Примечание: а Р<0,01; 0 Р<0,05

сономических видов и дозозависимый характер наблюдаемого аффекта дает основание отнести его к мутагенам прямого действия.

Изучение мутагенной активности ЭДДЯК и металлсодержащих соединений на ее основе

В экспериментах на мымах, культуре лимфоцитов человека и

«

дрожжах-сахаромшетах исследовали генетическую активность эткден-диамивдиязтарной кислоты (ЭДДШ и металлсодержащих соединений на ее основе: феррокора, цинкора и марганец-ЭДДЯК.

Результаты цитогенетического анализа клеток костного мозга мышей представлены в таблице 5. Слабый онтогенетический аффект отмечен при действии Феррокора, цинкора к Мп-ЭДДЯК в дозе 1000 мг/кг, которая ьо всех случаях была равна или превышала 1/5 ЯД ЬО. Аберрации хромосом были представлены одиночными фрагментами.

Таблица 5

Частота аберраций хромосом в клетках костного мозга мышей при действии ЭДДЯК и металлсодержащих комплексов на зе основе

Исследованное: Доза :Число исследованных: Число метафаз а

вещество : (иг/кг): метэфаз : аберрациями Ш

ЭДДЖ 1000 100 600 600 1,83±0,55 1,50*0,50

Феррокор 1000 100 500 500 4,20*0,89 2,20*0,65

Цинкор 1000 100 500 500 2,80*0,73 2^00*0,63

Мп-ЭДШ 1000 100 500 500 4,60*0,94й 2,20*0,66

Контроль - 600 1,00*0,41

Примечание: х Р<0,05.

Отмечена тенденция к повышению уровня аберраций хромосом в культуре лимфоцитов периферической крови человека при воздействии исследуемыми веществами. Однако во всех случаях, кроме Мп-ЭДДЯК, повышение частоты аберрантных метафаз было недостоверно по сравнении о контрольным уровнем. Марганец-ЭДДЯК индуцировал незначительный патогенетический эффект. Основным типом нарушения хромосом были одиночные ацентрические фрагмента.

На дрожжах-сахаромицетах исследовали рекомбиногеииуи активность ЭДДЯК, феррокоря, динкора и Мп-ЭДДЯК при действии в концентрациях 1000,100 и 10 мкг/мл. В качестве положительного контроля использовали диматиф. Ни в одном случае частота кроссоверов при действии исследованных веиеств не превышала достоверно контрольного уровня. Активность диматифа подтверждена на обоих штаммах.

Результаты-проведенных исследований свидетельствуют о том, что атилендиамивдияктарная кислота не индуцирует аберраций хромосом у животных при дейотвия in rivo и в культуре лимфоцитов периферической крови человека. Отсутствие мутагенной активности у ЭДДЯК подтверждено s экспериментах на дрохх ах-сахара мютетшс.

Феррокор, цинкор и Мп-ЭДДЯК индуцировали слабый патогенетический эффект в костном мозге мышей при действии высоких, токсических доз. В культуре лимфоцитов человека при данном числе проанализированных метафаз достоверное повышение контрольного уровня было отмечено при действии одного препарата - Мп-ЭДДЯК.

Изучение мутагенной активнооти 1,2-дябромпропака

Генетическую активность 1,2-дибромпрс>!гана исследовали иэ белых нелинейных мшах in rive и в культуре лимфоцитов периферической кров» человека in vitro.

При изучении цитогенетической активнооти 1,2-диЗпомпро юна на мышах отмечено достоверное увеличение чаототы метафаз о абер-

рациями хромосом в клетках костного мозга при введения препарата в дозе 10 мг/кг и I мг/кг. Индуцированные переотройки выражались парными и одиночными Сегментами. Минимальная действующая доза 1,2-дибромпропана составила I мг/кг, величина максимального эффекта при действии в дозе 10 мг/кг превышала однократный спонтанный уровень,

3 опытах in vitro при воздействии 1,2-дибром1ропана на культуру клеток периферической крови человека также обнаружены структурные нарушения хромосом.

Цитогенетический эффект отмечен при действии вещества в дозах Ю мкг/мл и I мкг/мл.

Аберрации хромосом били представлены одиночными и парными фрагментами.

На основании проведенных экспериментов 1,2-дибромпропан относится к соединениям с выраженной мутагенной активностью (П класс пестииидов-мутагенов.

Изучение онтогенетической активности 2,3-дибромпропанола

Изучение онтогенетической активности 2,3-дибромпропанола проводилось на клетках костного мозга швей. Результат патогенетического анализа представлены в таблица 6.

Как видно из представленных в таблице даншх, 2,3-дибром-

пропанол индуцировал аберрации хромосом в клетках костного мовга юаей при действии в максимальной из исследованных доз -100 мг/кг. При действии в дозах 10 мг/кг и I мг/кг частота аберраций хромосом не превышала уровня аберраций в контроле. Во воех случаях аберрации хромосом были представлены одиночными фрагментами.

Таблица 6

Частота аберраций хромосом в клетках коствого мозга шшей при действии 2,3-дябромпропакола

Дозы, количество: (мг/кг) : животных : Число : метафаз : Количество метафаз о аберрациями хромосом

• » • абс. : %

100 6 600 21 3,50*

10 " б 600 II 1,83

I 6 600 6 1,00

Контроль в 600 7 1,16

Примечание: * ?-<0,05.

Результата доследований показывают, что способность индуцировать цитогеиетические эффекты у 2,3-дибромпропанола выражены в меньшей степени, чем у 1,2-дибромпропана.

Исследование 1,2-дибромпропана как фактора отбора , в процессе гачетогенеза

Увеличение мутагенности факторов среды ведет к возрастанию мутабильности у всех представителей органического мира, выводящему мутационный процесс за пределы, сложившиеся на протяжении длительной эволюции. Возрастание давления химических факторов ведет к кризисному состоянию, выход из которого осуществляется путем эволшшонных изменений популяций. В основе адаптогенеза лежат два явления: естественный отбор и мутационная изменчивость. Из генетического кризиса раньше выходят виды, отличающиеся высокой гетерогенностью, имеющие большую численность и характеризующиеся быстрой сменяемостью поколений. Виды с малой численностью и медленной сменяемостью поколений оказываются в более трудном

положении. Во нет никаких оснований считать, что современный человек не подвержен действию естественного отбора. Качественные изменения генофонда человека в результате отсева аллелей, ответственных за чувствительность к тем или иным мутагенам, могут иметь непредсказуемые последствия и отразиться на продолжительности ашани, общей реактивности, жизнеспособности - параметрах, которые, как известно, находятся под генетическим контролем.

Давление отбора не может быть равнозначным на всех стадиях развития организма. Требуемая высокая скорость адаптации к новым химическим факторам мохет быть обеспечена при преимущественном действии отбора в период гаметогенеза.

Для проверки этой гипотезы был поставлен эксперимент, сущность которого состояла в изучении изменения времени движения сперматозоонов мышей, ватравлекннх Г,2-ДБП,в среде, содержащей

1,2-деп.

Результаты оценки времени подвюшооти сперматозоонов представлены в таблице 7.

Установлено, что при инкубации сперматозоонов в физиологическом растворе не было достоверных различив по исследуемому показателю между животными опытных и контрольных групп.

При инкубации сперматозоонов в среде, содержащей 1,2-деП, отмечалось сокращение времен? подвижности сперматозоонов мышей контрольной групш с повышением концентрации вещества. Такая же картина наблюдалась при действии возраставших концентраций 1,2-ДБП на мышей, подвергающихся действию 1,2- дибромпропана в дозе & иг/кг. Продолжительность подвижности половых клеток авдов мышей, получавших набольшие дозы 1,2-ДБП (0,1 и I мг/кг) изменялась незначительно при всех исследованных концентрациях.

Таблица 7

Время (в минутах) подвижности сперматозоонов. мышей (М*т )

Доза ДВП:_;_ Концентрация ДБП (мкг/мл)_

(мг/кг.) : 0 : 0,1 : 1,0 i 50,0

0 492,0^23,6 4eo,oti3,o 380,0*27,0 133,0*14,5

66,5 36,8 те,9 41,0

0,1 536,0*14,5 468,0*24,8 423,0*21,5 432,0*20,5

• 41,0 70,0 60,7 57,9

1,7 0,3 1,3 12,6

р >0,1 >0,5 >0,2 -г 0,001

1.0 534,0*27,0 394,0*17,8 335,0*22,7 356,0*24,9

89,6 59,2 82,5

1,2 2,9 0,2 7,4

р >0,2 <i0,0I >0,5 <0,001

5,0 478,0*32,7 487,0^29,9 416,0*27,2 133,0*13,6

86,5 79,1 72,1 36,1

. 0,3 0,9 1,0 0,3

Р >0,5 >0,2 >0,2 >0,5

Таким образом, при длительном введении гаметоцида 1,2-ди-бромпропана в малых дозах, чувствительность половых клеток шлей к данному препарату, действующему in vitro , снижается, о чем свидетельствует увеличение времени движения сперматозоонов.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Полученные данные позволяют сделать заключение в отношении мутагенной активности исследуемых пестицидов, а также о чувствительности используешх тест-объектов.

В качестве критериев мутагенной активности вещества, дающих в совокупности представление о сгепени его потенциальной мутагенной опасности, были предложены два показателя: величина ма-

ксимального аффекта и уровень минимальной действующей дозы. Оценка результатов, полученных на каждом из использованных нами объектов, по втим критериям, позволяет сопоставить их по чувствительности к действию мутагенного фактора, что имеет немаловажное практическое значение (А.И.Куринный, 1986).

По максимальному эффекту, индуцированному дикурином, тест-объекты располагаются следующим образом: лейкоцит, традесканция, крепис, костный мозг, дрожжи (табл.8); по минимальной эффективной дозе порядок расположения следующий: традесканция, лейкоциты, крепис, дрожжи, костный мозг (табл.8).

Таблица 8

Оценка чувствительности использованных тест-объектов к дикурину

Критерии оценки

Распределение объектов по чувствительности __(в баллах)

2

Величина макои— дейко— традес—' крепис костный дрожки мального эффекта цитн канция мозг

Величина мини- традес- хейко- дрожжи крепко костный мальной еффек- канция циты мозг

тив вой дозы

Кратность превы- дрожжи лейко-. костный крепко традес-шекия спонтанной циты моэг канция

частоты мутаций

По сумме баллов: Лейкоциты 43), традесканция (10), дрожжи (9), крепис (8), костный мо&г (6).

Как ш видим, в обоих случаях, первые два меота занимают лейкоциты и традесканция, что подтверждает данные о приблизительно одинаковой чувствительности этих объектов к мутагенному действие. радиации.

Существенные изменения в расположзнйи объектов произошли, когда в качестве показателя сравнения была взята кратность превышения спонтанной частоты мутаций (дрожжи, лейкоцита, костный мозг, крепис, традесканция) (табл.8).

Если расположение объектов в этих распределениях выразить в баллах, соответственно месту, занимаемому каждым из них в порядке убывания (от 5 до I), то суммирование баллов дает новое распределение,, более объективно отражающее истинную чувствительность данных тестов к действию дикурлна: лейкоциты, традесканш.я, крепис, дрожжи, костный мозг (табл. 8).

К числу основных объектов, используемых при скрининге веществ на мутагенность, относится костный мозг животных. С использованием метода хромосомного анализа клеток костного мозга мышей была зыполнена программа скрининга на мутагенность используемых в СССР пестицидов (М.А.Пилинская и др., 1980; А.И.Куринный и др., 1982). В нашем случае костный мозг оказался наименее чувствительным йз всех использованных объектов, а в распределении объектов по чувствительности, приведенному в работе М.А.Пилинской (1986), занимал четвертое место, после растений, культуры клеток млекопитающих и дрозофилы. Хотя костный мозг животных продолжает оставаться одной из наиболее адекватных моделей для оценки мутагенности веществ, тем не менее, как справедливо отметили авторы исследований по массовому скринингу пестицидов на мутагенность, выводы о мутагенности препаратов, сделанные при использовании только этого метода, не могут быть достаточными и окончательными при низких эффектах или отсутствии их.

Следует подчеркнуть, что в случае с дикурином эффект получен на всех тест-объектах, что указывает на универсальность мутагенного действия препарата и подтверждает обоснованность заключения о его высокой мутагенной активности.

Разработка вопроса о возможности определения степени потенциальной мутагенной опасности веизств при использовании различных объектов и методов является актуальной задачей.

Используя стандартную схему оценки мутагенной опасности пестипидов, ми проводили сравнительное определение степени потенциальной мутягенной опасности для каждого теста в отдельности. Получены следующие результаты:

1. Костный мозг, минимальная действующая доза - 50 мг/кг

3), максимальный аффект (£#) превышает троекратный контрольный уровень аберраций (&>= 3), сумма коэффициентов равна шести. Препарат отнесен ко П классу пестицидов-мутагенов.

2. Культура лейкоцитов. Минимальная эффективная концентрация 0,1 мкг/ш (1^=5) .максимальный эффект - 32$ (К2-3), сумма коэффициентов равна восьми. Препарат отнесен к I классу пестицидов-мутагенов.

3. Традесканция. Минимальная эффективная концентрация 0,001 мкг/мл 0^=5), максимальный эффект - 16,5$ (1^=2), сумма коэффициентов равна семи. Препарат отнесен к I классу пестицидов-мутагенов.

4. Крепис. Минимальная аффективная концентрация 1,0 мкг/ш

4), максимальный онтогенетический эффект - 10,66$ (1^=3), сута коэффициентов равна семи. Препарат отнесен к I классу пестицидов-мутагенов.

5. Дрожжи. Минимальная эффективная концентра.лм 0,1 мкг/ш (Кх= 5), максимальный эффект - 2,4% (%= 3). Сумма коэффициентов равна вс,ьми. Препарат отнесен к I классу пеотишдов мутагенов.

Таким образом, на основном объекте исследований - костном моего »шей - дикурин отнесен ко П классу пестицидов-мутагенов. По результатам же исследований на остальных объектах, которые рассматриваются в качестве дополнительных, дикурин следует отнес-

ти к первому классу пестицидов по степени потенциальной мутагенной опасности.

Согласно "Методическим указаниям по гигиенической опенке новых пестицидов" (1988) класс опасности вещества определяется с учетом' данных, полученных на всех использованных при его изучении тест-системах, а сведения о степени мутагенной опасности, полученные на дополнительных тестах, могут служить основанием для перевода вещества в категорию повышенной опасности.

Таким образом, по основным показателям, характеризующим вещество как мутаген (выраженность мутагенных эффектов, наличие зависимости доза - эффект, способность индуцировать мутации в различных объектах), дикурин относится к препаратам о высокой мутагенной активностью. На этом основано наше заключение о нецелесообразности использования дикурина в сельском хозяйстве.

С другой стороны, способность дикурина индуцировать генетические повреждения различного типа у различных таксономических видов, то ес.ть универсальность его действия, позволяет рекомендовать дикурин для использования в экспериментальных условиях в качестве положительного контроля.

Гораздо менео четкая картина вырисовывается при анализе мутагенности эгилевдкамлндиянтарной кислоты и ее металлсодержащих производных.

Генетическая активность ионов тяжелых металлов показана во многих исследованиях. Эти сведения должны служить предостережением в отношении широкого применения соединений, содержащих металлы, так как встает вопрос не только (и не столько) о степени мутагенной опасности самого соединения, как о возможном вкладе в общее загрязнение я экологических последствиях применения металлсодержащих соединений. Сказанное в полной мере касается металлсодержащих препаратов на основе ЭДДЖ, биотрансформация и распад

которых неизбежно ве.*у? :*. выделению ионов цинка, марганца, железа.

По степени потенциальной мутагенной опасности эти соединения относятся к пестяиидам-мутагенам 1У класса (слабые мутагены), то есть к веществам, масштабы и сфера применения которых практически не ограничиваются в связи с их мутагенными свойствами, но рекомендуется введение дополнительных коэффициентов запаса.

Мы считаем, что в настоящее время нет противопоказаний к использованию этилендиаминдиянтарной кислоты.

Что же касается металлсодержащих производных ЭДДЯК, то вопрос о масштабах и возможности их применения должен рассматриваться о учетом данных о распределении, распространении и накопления в различных объектах окружающей среды ионов металлов. Не исключено, что в некоторых географических зонах использование подобных препаратов позволит покрыть дефицит микроэлементов.

По нашему мнению, не должен ставиться вопрос о категорическом запрещении использования в качестве гаметоцидов 1,2-ди-бромпропана и 2,3-дибромпропакола. Вопрос о мутагенной опасности этих препаратов следует рассматривать как с позиций гигиены труда (охрана профессиональных контингентов, занятых на производстве препаратов и работников сельского хозяйства, контактирующих о 1,2-ДБП и 2,3-дибромпропанэлом при их применении), так и с позиций гигиены примечания пестицидов (оценка популяционной опасности препаратов).

Нам представляется, что в первом случае оледует стремиться к максимальному ограничению прямого контакта о 1,2-даа ¿юмпропа-ион и 2,3-дабромпропаюлом, во втором - к недопущению загрязнения окружающей среда и попадания в продукты питания.

Соблюдение этих требований делает возможным эффективное использование 1,2-ДВП и 2,3-дибромпропанола на ограниченных площадях, отведенных дл-; получения гибридных семян, что отвечает

современным требованиям интенсивной технологии сельскохозяйственного производства и будет способствовать,повышению уровня урожайности.

1,2-дибромпропан был впервые использован нами для изучения возможного действия пестицидов как фактора отбора. Отмеченные изменения чувствительности сперматоэоонов животных, подвергавшихся длительному действию 1,2-ДБП, к веществу при воздействии in vivo свидетельствует об эффективности процесса отбора в га-метогенезе под влиянием ксенобиотиков. Трудно в настоящее время оценить биологическую значимость этого явления. Однако оно вполне определенно указывает на вероятность генотипической изменчивости в условиях интенсивного загрязнения окружавшей среды и дестабилизации сложившихся генофондов.

ВЫВОДЫ

1.Дикурин относится к I классу веществ по степени потенциальной мутагенной опасности (чрезвычайно опасные вещества). Использование дикурина в качестве пестипида должно быть запрошено.

2.1,2-дибромпропан по степени выраженности эффектов при действии in vivo и in vitro отнесен ко второму классу пестицидов-мутагенов (опасные вещества). Примзнение препарата в качестве гаметопида возможно в строго ограниченных масштабах при условии недопущения загрязнения прилегающих территорий.

З.Сравнительное изучение цитогенетической активности 2,3-диброшропанола и 1,2-дибромпропана in vivo показало, что способность индуцировать аберрации хромосом у животных у 2,3-ди-бромщЗопанэла выражена в меньшей степени. Препарат отнесен к Ш классу пестицидов-мутагенов. Необходимо ограничение масштабов

его использования и проведение серьезных санитарно-гигиенических мероприятий, обеспечивающих безопасность его применения.

4.Металлсодержащие препараты на основе ЭДДЯК относятся к 1У классу веществ-мутагенов (малоопасные вещества). Регламентирование их применения должно осуществляться по региональному принципу - с учетом суммарного мутагенного фона в различных регионах и геохимических условий.

6.Длительное воздействие 1,2-дибромпропаиа в течение сперматогенеза ведет к изменению (уменьшению) чувствительности спер-матозоонов к действию препарата, что указывает на наличие отбора в период гаметогенеза.

6.По чувствительности к мутагенному действию дикурина использованные тест-объекты располагаются в следующем порядке: лейкоциты, традесканция, крепис, дрожжи-сахаромицеты, животные (костный мозг).

СПИСОК ОПУБЛИКОВАНИЙ РАБОТ

1.Львова Т.О., Масник Л.И., Деревянко Е.Ю. Оценка генетической активности дикурина на дрожжах-сахаромицетах// Современные вопросы токсикологии и гигиены применения пестицидов и полимерных материалов: Тез. докл. УП Всесоюзн.конф.- Киев, 1985.- С.99.

2. ЭДутагениая активность дикурина/ Л.И.Масник, А.И.Куринный, Т.С.Львова, В.Ю.Деревянко// Тев.докл. на заседании Секши генетических аспектов проблемы "Человек и биосфера",- Орджоникидзе, 1986.- С 86.

3. Масник Л.К., Львова Т.С. Изучение рекомбиногеньой активности этилзндиаминдиянтарной кислоты и ее комплексов с моталлами на дрожках-сахаромицетах// У съезд генетиков и селекционеров Украины: Твз.докл. Часть 4, Медицинская генетика и генетика микроор-

ганиэмов.- Киев, 1986,- С.64-65.

4. Куринный А.И., Маоник Л.И, Дестабилизация генофондов под влиянием ксенобиотиков// Гигиена применения, токсикология пестицидов и полимерных материалов,- Киев, 1987,- Внп.17,- С.97-99.

5. Братквнык Л.И. О результатах изучения мутагенной активности некоторых нэвых пестицидов// Тез .докл. ХХШ областной научной конференции молодых ученых медиков,- Ивано-Франковск, 1988,- С.18,

6. Львова Т.О., Масник Л.И. Рекомбиногенннй тест на дроххчх-сахаромицетах как дополнительный метод оценки генетической активности пестицидов// Всесоюзный симпозиум "Объем и метода генотокси-чеокой оценки побочных эффектов биологически активных веществ: Тез.докл.- Л,, 1989,- С.59-60.

7. Куринный А.И., Масник Л.И., Львова Т.О. Сравнительное изучение мутагенной активности дикурина на пяти тест-объектах// Цитология и генетика.- 1989.- Т.23, Л I.- С.9-13.

Эак.833, тир. 100.

Подписало к печати 10.0 10 Г' 1, формат бумаги 60x84 обьеи - 1,0 пл.

Отдел оперативной полиграфии ОУС, г. Ивано-Франковск, ул. Панфиловцев, 6.