Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Частота хромосомных аберраций и состояние ядрышкообразующих районов акроцентриков у рабочих нефтехимических производств

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Частота хромосомных аберраций и состояние ядрышкообразующих районов акроцентриков у рабочих нефтехимических производств"

С,

российская АКАДЕМИЯ МЁД111ПП1СК ¡IX наук

ВЕЛИКО -ГЕНЕТИЧЕСКИЙ НАУЧННЙ ЦЕНТР

На прпк'1* рукописи

УДК: ■:,:.'). ¿32: V?!).ЧУЛ. V:

^'Л'ГОРинА 1« ■ мыА БКГГОГССПл

ЧАСТОТА ХРОМОСОМНЫХ АБЕРРАЦИЙ И СОСТОЯНИЕ ЯДРЬШООБРАЗУЩИХ РАЙОНОВ АКРОЦЕНТРККОВ У РАБОЧИХ НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

03.00.15 - Генетика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва- I 9 9'3

Работа выполнена в лаборатории яколого-биохимической генетики человека Отдела биохимии и цитохимии Башкирского научного центра Уральского отделения Российской Академии Наук

Научные руководители:

кандидат медицинских наук X.С.Рафиков

кандидат биологических наук Э.К.Хуснутдинова

СМЭД'ЛЛНИК ОППОНЕНТЫ:

доктор биологических наук, профессор Л.Н.Чеботарев доктор медицинских наук В.С.Курков

УЧРЕУДЕНИЕ - Институт общей генетики им.Н. И. Вавилова РАН

Защита диссертации состоится 1993 г.

в -/О час. на заседании специализированного Сонета (Д 001.16.01) Научного медико-генетического Центра РЛМН по адресу: ТГ5476, г.Москва, ул. Москворечье, д. I.

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке Центра Автореферат разослан

1992 г.

секретарь : г:'>гадизкропанного Совета :тор биологических наук, профессор Л.Т>.Курило

ГОСУ,*-*«" И ГЕННАЯ

БИБЛИОТЕКА общая характеристика работы

Актуальность теми. В решении сложшос задач возмоша тютичос-ких последствий воздействия окруя&юивП среды на оргшазм челн-ока особое место занимает обследование производственных груш, имеющих профессиональный контакт с потенциальными химическими мугагзш.мй.У настоящее время в исследованиях Вочкова (1у?2), Шраы.Кулеаовй (1984) й других авторов достаточно хорошо разработаны принципы проведения онтогенетического обследования рабочих. определены критерии для выделения производственных груш псижошого и высокого генетического риска.

На сегодняшний день в литературе накоплеплепо большое количество сведений о мутагенной ысишюстн рягшообрчрннх химических соединений (Александров, 1982, Журков , 1035, й!Г1ярв, 1;->о1 и др.) В то же время, данные по определению мутагенных свойств пиромелли-тового диангидрида отсутствуют, а' такие соединения как окись этилена _ и окись пропилена изучены недостаточно.

Вместе с тем, возрастающий .объем использования Э различных отраслях нефтехимической промышленности ангидридов бензолполикарбоновых кислот и окисей олефшюв, требует всестороннего изучения влияния этих соединений на уровень мутагенной -активности у человека.

Для оценки неблагоприятного воздействия производственных фактроров на геном человека широко используется метод учета хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови. Однако при определении характера ответных реакций генетических систем организма на мутагенное воздействие окружающей среды до сих пор остается неизученным вопрос о возможном влиянии внешнеередовнх Факторов на функциональное состояние полиморфных систем генетического аппарата, в частности, на активность ядрышкооОразующих.районов хромосом человека.

Ядришкообразуюшими районами (ПОР > принято навивать участки коротких плеч 5 пар акроцентрических хромосом человека (13,14,15,21, 22), участвующих в формировании ядрышка, в которых локализованы кластеры рибосомних генов. Продукты транскрипции этих генов арген-тсфилыш, благодаря чему, с разработкой метода селективной окраски препаратов хромосом солями серебра, пояшлчоь возможность количественной оценки активности генов ррнк. Функциональный полиморфизм ЯОР

по интенсивности Ag-окраски стал предметом всестороннего изучения. В литературе описана межклеточная, мекиндивядуальная и межпопуляци-онная вариабельность данного показателя (Тейлор и др. ,1982, Захаров и др., 1982, Ляпунова и др., 1988).. доказано, что характер 'Ag-окраски является стабильным, специфическим для индивида наследуемым признаком ( Микельсаар и др., 1977, Markovic et al., 1978 и др.). Проводится изучение связи между количеством активных копий генов рРНК и адаптивными способностями организма ( Викторов и др., 1990, Ляпунова и др., 1990, Барановская и др., 1989, Назаренко и др., 1990).

Как известно, функциональное состояние ЯОР . отражают такие' онтогенетические показатели, как способность акроцентрических хромосом вступать в ассоциации, а также степень серебрения Ag-ЯОР. Доказана прямая корреляция' между этими параметрами (Warburton et al., 1976, Miller et al., 1977, De Capoa et al., 1978). В то же время, многочисленные литературные данные, указывающие на изменение ассоциативной способности акроцентриков в зависимости от внешних условий ( Жданова, 1975, Гурбанов, 1978, Захаров, 1982, Созанский, 1985,1989 и др.) и доказательства стабильности характера Ag-окраски ЯОР, свидетельствуют о неполной кореляции между данными показателями. С этой точки зрения предположения Hens et al.(1978), Di Lernla et al. ( 1981, 1982) и других авторов об изменении функциональной активности рибосомных генов, основанные на анализе только ассоциативной способности акроцентриков, не вполне убедительны. В этой связи особое значение представляет изучение возможности прямого влияния генотоксических факторов на активность рибосомных структур с одной стороны, и определение степени взаимосвязи между экспрессией генов рРНК и адаптивными способностями организма с другой. .

Цель, и задачи исследования. Исходя из вышеизложенного, целью настоящей работы явилось определение степени потенциальной мутагенной опасности вредных факторов трех современных нефтехимических производств ( окиси этилена, окиси пропилена и пиромеллитового доангидрида), а также исс --.дование возможности прямого влияния внешнесредовых факторов на состояние функциональной активности ядрышкообразугацих районов акроцентриков и уровень взаимосвязи между экспрессией рибосомных генов и адаптивными способностями организма. ' •

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

1. Определить частоту хромосомных аберраций и характер их распределения в лимфоцитах периферической крови рабочих производства окиси этилена, окиси пропилена и пиромеллитового -диангидрида.

2. Выявить возможное влияние продолжительности трудового стажа, поло-возрастных различий и приверженности к курению на степень онтогенетических повреждений у рабочих указанных производств.

3. На примере рабочих производства пиромеллитового диангидрида и доноров г.Уфы провести сравнительный анализ показателей ассоциативной способности акроцентрических хромосом и суммарной функциональной активности Ав-ЯОР, а также выявить степень взаимосвязи ■ между этими признаками.

4. О целью выявления селективной роли функционального полиморфизма ЯОР хромосом в генетическом предопределении . различий в частоте хромосомных" аберраций, проанализировать цито-генетические показатели функционального состояния ЯОР в группах рабочих и доноров, дифференцированных по частоте аберрантных метафаз. *

. Научная новизна. Установлено, что высокие концентрации окиси пропилена и пиромеллитового диангидрида оказывают выраженное мута- • генное действие на хромосомы соматических клеток лиц, контактирующих с этими веществами на производстве. У рабочих производства окиси этилена, при действии указанного вещества на уровне предельно допустимых концентраций, цитогенетических эффектов не выявлено.

Впервые у одних и тех же индивидов опытной и контрольной групп проведено сравнительное изучение состояния функциональной активности ЯОР на основе анализа показателей ассоциативной способности акроцентрических хромосом и критерия суммарной функциональной активности совокупности всех Ая-ЯОР генома. Показано, что у рабочих происходит снижение относительного количества метафаз с ассоциаци- -ями, тогда как суммарная активность А£-Я0Р и показатели ассоциативной способности хромосом в' клетках, содержащих ассоциации, остаются стабильными. На основании вышеизложенного сделано предположение о возможной связи изменения ассоциативного индекса с перераспределением субпопуляций лимфоцитов у рабочих в результате усиления проли-феративных потенций под влиянием внешнесредового воздействия.

Еиявлена прямая корреляция между, ассоциативной способностью акроцентриков и критерием суммарной активности Ag-ЯOP, не изменяющаяся при действии внешних факторов: частота вступления хромосом в ассоциации находится в линейной зависимости от размеров Ав-блоков.

В груше рабочих обнаружено увеличение носителей экстремальных вариантов Ag-ЯОР (4 балла), что может быть связано с компенсаторной активацией.инертных копий рибосомных генов, либо предполагает вероятность селективного отбора генотипов, в максимальной степени приспособленных к давлению стрессовых факторов производственной среды.

Практическая ценность. Результаты проведенного исследования послужили основой для выделения на производствах окиси пропилена и пиромэллитового диангидрида групп повышенного и высокого генетического риска,позволившие рекомендввать практическому здравоохранению разработать и внедрить специальные профилактические мероприятия, направленные на снижение опасности контакта рабочих с действующими концентрациями вредных веществ.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на республиканской научно-практической конференции "Экология, труд, здоровье нефтехимиков" ( Уфа, 1990), II- Всесоюзном съезде медицинских генетиков ( Алма-Ата, 1990), республиканской научно-практической конференции детских хирургов БССР (Уфа, 1991), 21 Международном Конгрессе по внешнесредовым мутагенам-канцерогенам ( Прага, Чехословакия, 1991), 8 Международном Конгрессе "Human genetics" ( Вашингтон, США, 1991), межлабораторном семинаре научного медико-генетического Центра РАМН ( Москва, 1992).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методической части, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на /52 страницах' текста, содержит /8таблиц и А~ рисунков. Список литературы включает 175 источников, из них 68

отечестЕешшх и 107 зарубежных.

Положения, выносимые на защиту:

I. Высокие концентрации окиг.; пропилена и пиромеллитового диангидрида оказывают мутагенное действие на лимфоциты периферической крови рабочих указанных производств. Содержание окиси этилена на уровне установленной ГЩК не вызывает выраженного цитогенетичес-кого эффекта и свидетельствует о результативности проводимых профилактических мероприятий.

У допоров контрольной группы г.Уфы повышена частота хромосомных

аберраций, что является показателем генетической опасности критического загрязнения окружающей среды города.

3. Под влиянием вредных факторов производства пирсмеллитового диангидрида снижается процент клеток, несущих ассоциации ( ассоцин -тивний индекс). Показатели ассоциативной способности хромосом, регистрируемые б клетках, содержащих ассоциация, и суммарно:! функциональная активность Ag-яир у рабочих, остаются стмаымшми.

4. Ассоциативная способность акроцентриков находится в прямой корреляции с суммарной активность») Ag-ЯОР, которая остается неизменной при действии производственных факторов.

5. В группе рабочих наблюдается увеличишь носителей окотрбмши тя вариантов Ag-ЯОР ( 4 балла).

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ 1ЛССЛЕДСВА1Ш

Объектом исследования служили рабочие трех современных нефтехимических производств: окиси этилена (г.Нижнекамск), окиси,-пропилена ( г.Нижнекамск) и пиромеллитового диангидрида (г.Уфа). Был проведен анализ хромосом в лимфоцитах периферической крови лиц, контактирующих с окисью этилена ( 26 рабочих мужского пола в воЕрасте от 21 до 54 лет), окисью пропилена ( 31 рабочий мужского пела в возрасте от 22 до 56 лет) и пиромеллитовш диангидридом ( 5G рабочих: 38 мужчин' и 18 женщин в возрасте от 23 до Ь5 лет), b качестве контрольных групп обследованы'доноры г.Нижнекамска ( 20 мужчин ) и доноры г.Уфы ( 37 человек: 20 мужчин и 17 женщин), подобранные по возрасту с учетом перенесенных заболеваний и вредных привычек ( курение).

Образцы венозной крови у лиц опытных и контрольных групп брали одновременно, с интервалом 0,5 года, в 1989,1990,1991 годах. К моменту забора кроьи все обследованные были практически здоровы, не подвергались рентгенологическому обследованию последние 6 месяцев до взятия материала и не принимали лекарственных препаратов в течение 3 месяцев до начала обследования. Анкетическио данные, с указанием перенесенных заболеваний, продолжительности трудового стажа, наличием вредных привычек и профессиональной вредности ; регистрировались при опросе в момент взятия крови.

Характеристика хромосомных препаратов., Культишровгшни лимфоцитов периферической крови проводили согласно общепринят;! методике ( Hungerlord, 1965). Кровь из вены оабирплл в асептических

условиях ^./рильной иглой одноразового пользования в количестве 3-5 мл в стерильний пенициллиновый флакон, содержащий 0,2-0,4 мл свежеприготовленного раствора гепарина в разведении раствором Хенкса ( из расчета: на I мл цельной крови 25 ЕД гепарина). Гепа-ринизироватаую кровь в количестве 0,5 мл добавляли в культуралыше флаконы с питательной смесью, в состав которой входили следующие компоненты: среда Игла (.6 мл), сыворотка крупного рогатого скота (1,5 мл), в качестве стимулятора пролиферативной активности использовали фитогемагглютшшн (Болгария), разведенный до 5 мл ' стерильным раствором Хенкса (по 0,2 мл раствора ФГА на- флакон). Для-культивирования образцов крови рабочих, и доноров использовали растворы•одной серии ( одной партии). От каждого индивида в эксперимент брали по 4 образца с учетом повторных вариантов.

Для анализа хромосомных аберраций и показателей ассоциативной способкости акроцентрических хромосом культуралыше флаконы выдерживали при Зг/Ь в течение 48 часов; так как значительное большинство клеток в это: время находится в первом митозе • ( Баззк1 ег'ЭДошап, 1966, Сусков, 1967). Время ■ культивирования препаратов для Аз-окраски составило 72 часа.. .

После гипотонической обработки и фиксации клеток суспензию раскапывали на охлажденные дистиллированной водой предметные стекла и высушивали над пламенем горелки без поджигания. Готовые препараты метафазних хромосом шифровали..

Учет хромосомных .аберраций, и' анализ ассоциаций акроцентриков проводили в: образцах, окрашенных водным. раствором азур-эозина, при стандартном светомикроскопическом тестировании препаратов в 100-200 клетках с хорошим разбросом хромосом.Фиксировали аберрации хроматйдного и хромосомного типов ' согласно- общепринятой классификации ( ВОЗ), исключая пробелы. Ассоциативную способность акроцентриков . оценивали, . используя следующие. показатели: ассоциативный индекс (процент клеток, содержащих, ассоциации); число ассоциаций на метафазную пластинку; .общее количество хромосом, участвующих в ассоци ациях выраженное в' процентах. Кроме того, был проведен анализ ассоциаций только в клетках,содержащих ассоциации с опредёлением' общего количества ассоциаций и среднего • числа ■ ассоциирующих , акроцентриков. на . клетку с ассоциациями.' "

Выявление функционально активных ЯОР на метафазних хромосомах проводили методом селективной окраски■ пор раствором 'азотнокислого

серебра ( Howell et Black, 1980). Для анализа отбирали метафазн с завершенной Ag-окраской (Созанекий, 1983). От каждого инливида проанализировано ио 80-23 клетки. Транскрипционную активность Ag-Я0Р оценивали полуколичествешщм методом по Ь'-балльной система г< зависимости от интенсивности сореорения индивидуальных акроцентриков с использованием критерия суммарной функциональной активности всей совокупности ЯОР генома человека (Ляпунова и др., 1988): 0-полное отсутствие окраски, I-слабая окраска (размер -блока меньше ширинн хроматипн), 2-средняя степень окраски (размер Ag-блока равен-ширине хроматида), 3-сильная (размер Ag-блока больше ширины хроматида), 4-очеиь сильная (Ag-опоки представлены крупными конгломератами). '

Статистическая обработка результатов игг-ледонания нроьедипа па ПЭВМ IBM PC с использованием пакета статистических программ "СТАТГГАТ". В каждой группе для каждого исследуемого показателя определяли среднее значение, достоверность различия между двумя средними it-критерий Стьюдента), среднее квадратичное отклонение, ошибку, среднего. Разницу в структуре исходных данных определяли по критерию . Степень взаимосвязи между признаками оценивали методами ■ корреляционного анализа (.Урбах, 1965). '

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОбОУДШМЕ

1. Частота хромосомных нарушений у лиц контрольных групп.

С целью определения частоты спонтанных хромосомных нарушений был проведен анализ аберраций в культурах лимфоцитов у доноров станций переливания крови, проживающих на территориях размещения интересующих нас нефтехимических комбинатов (г.Нижнекамска и г.Уфы). В. таблице I представлены данные по спонтанному уровню хромосомных аберраций у лиц контрольных групп.

У кителей г.Нижнекамска частота метафаз с хромосомными аберрациями составила 1,5% и существенно не отличалась от спонтанного уровня хромосомных аберраций в контрольной группе по данным других авторов,.равного 1,19% (Бочков, 1972). В то же время, у жителей г.Уфы частота структурных хромосомных перестроек оказалась достоверно выше, чем у жителей г.Нижнекамска (2, 9%;при п=57,р<0,05). По всей видимости, полученный результат можно рассматривать как следствие неблагоприятной экологической обстановки, сложившейся в

Таблица I'

Частота хромосомных аберраций у лиц контрольных груш

Питого не тиче ские Доноры города Доноры города Уровень

„показатели Нижнекамска Уфц значимости

Количество

обслодованных

индивидов 20 37

Количество

проанализиро-

ванных клеток 2000 7400

Средняя частота

метафаз с хромо-

сомными аберра-

циями, Ж 1,5+0,29 2,9+0,27 0,05 .

Средняя частота

хромосомных, раз- ' 0,033 0,05-

рывов на клетку 0,016

Уфе и особенно обострившейся в последние года по причине концентрации в пределах городской зоны крупных нефтехимических предприятий и безконтролъного загрязнения воздуха, почвы и водного бассейна города комплексом вредных с генетической точки зрения химических соединений.

Анализ спектра распределения хромосомных аберраций у лиц контрольных групп показал значительное преобладание в обеих группах ацентрических одиночных и парных фрагментов. Основной класс хромосошшх нарушений представлен аберрациями хроматидного типа, частота встречаемости межхроматидных обменов, колец, дицентриков, транслокаций значительно ниже, что согласуется с имеющимися литературными данными (Бочг и и др., 1972).

Оценка частоты структурных хромосомных нарушений у лиц контрольных групп с учетом влияния возраста, половых различий и приверженности к курению ' не выявила достоверных различий между группами.

Согласно ранее высказанным предположениям Бочкова и др.(1977)

при спонтанном распределении хромосомных аберровдй 96,культур

приходится на 0-3% аберрантных клеток и только 3,2% культур имеют 4% и более аномальных метафаз. Полученное ном:-, распргдом'И'1 яоерргштннх метафаз у жителей г.Нижнекамска лполн» соотпет^тьут описшгому Бочковым: 95% оослодошгошх нами индивидов имели чя«тоту хромосомных аберраций до 3%. Несколько ин.чя к;|ртши1 распределения сложилась среди доноров г.Уфы: в данном случай лишь у «¿,37* ни дивидов частота хромосомных нарушений составила не боле«-- 3*. С учетом интерпретации полученных результатов, приведенной н рао^те Сазоновой (1383), смещение моды кривой вправо у жителей УФ*; жет свидетельствовать о выделении роли основного фактора ( в&эдчлкв химического) нэ фоне влияния множества второстепенных, эффект каждого кз которых является относительно оедким событием.

2. Частота цитогенетических нарушений у рабочих производства окиси этилена и окиси пропилена.

Для оценки генетического риска факторов производства окиси этилена и окиси пропилена проведен цитогенетический анализ лимфоцитов периферической крови у рабочих, которые в течение рабочей смены находятся под влиянием производственных факторов в процессе технологичеких операций.

Контроль санитарно-гигиенических условий труда на производстве окиси этилена (Гигиеническая характеристика производственных площадей окиси этилена, окиси пропилена и пиромеллитового диангидрида проведена сотрудниками Уф НИИ гигиены и профзаболеваний КаримовоП Л.К. и Гимрановой Г.Г.) позволил установить, что в воздухе рабочей зоны постоянно определялся широкий ассортимент химических веществ, причем, содержание основного загрязняющего вещества-этиленоксида-в большинстве отобранных проб не превышало ПДК (1мг/мЗ) и лишь периодически повышалось до 5-10 ПДК. Концентрации других промежуточных продуктов технологического процесса (этилбензола, бензола, стирола) в основном были значительно ниже допустимых уровней. Учитывая, что окись этилена является ведущим компонентом газового фактора, надо полагать, что его содержание и представляет наибольшую опасность для генетического аппарата рабочих.

Санитарно-гигиенический анэ.пиз загрязнения воздушной среды на производстве окиси пропилена показал, что в воздухе рабочих помещений постоянно присутствует комплекс вредных веществ, используо/--'« п

технологии получения продукта. Ведущее места в загрязнении производственной зоны занимает пропиленоксид, концентрации которого ь 40% отобранных проб оказались в 2-50 раз выше допустимого уровня (ЦДК=!мг/мЗ). Наряду с этим, содержание других загрязняющих' ве-щеетв-пропилена, бензола, стирола-в большинстве отобранных проб не превышали установленных норм.

В таблице 2 представлены сводные данные цитогенетического обследования рабочих производства окиси этилена и окиси пропилена.

Результаты проведенного нами цитогенетического анализа хромосомных аберраций показали выраженный цитогенетический эффект при контакте с высокими концентрациями окиси пропилена (4,49л аберрантных метафаз, при п=Ш, р<0,001). В то же время, на производстве окиси этилена, где содержание вредных веществ в большинстве отобранных проб не превышало ВДН, достоверного увеличения частоты

Таблица 2

Частота хромосомных аберраций у рабочих производства окиси отилена и окиси пропилена

Цитогенетические Рабочие произ- Рабочие произ- Контроль показатели водства окиси водства окиси г.Нижнекамск этилена пропилена

Количество обследованных Количество про-шшлизировашшх метафаз

Средняя частота матофаз с хромосомными аберрациями, % Средняя частота хромосомшх разрывов на платку

26

31

20

2600

3100

2000

2,12+0,34 4,49+0,4* 1 ,510,29

0,02

0,052

0,016

«-различие с контрольным уровнем достоверно при Р<0,00)

-10-

хромосомных аберраций по сравнению с контрольными значениями не выявлено. Полученшо дявнне свидетельствуют о реальном мутагенном воздействии высоких концентраций окиси пропилят и соответствуют результатам других авторов, наблюдавших кластогоннчй эффект при н.шржги рабочих с окисью пропилено в производственных условиях (, Iless et а]. ,1982). Наряду с этим, результаты асслодотония, н<жч?аввтио отсутствие достоверной разницы в частоте цит'.т»'»-тиче1.чсих повреждений при контакте ругючих с окисью этилена, не отрицая мутагенных свойств данного соединения (Lynch et Lewis, К«8'1, Lwrent et al., 1984 и ли.), могут указывать но эффективность проведения профилактических мероприятий, направленных нп дустих»--ние минимального контакта рабочих с пылью вещества.

На рис.1 пекп!»«то спектральное- расггр°л°№ний различных типов хромосомных аберраций в экспериментальных и контрольной грушах, Статистический анализ не выявил достоверных различий в характере распределения аберраций между рабочими производства окиси этилена и группой доноров. Однако при производственном воздействии окиси.

Условные обозначения: E5Z3- одиночные фрагменты I 1- парные фрагменты IZH3- хромосомные обмены хроматидные обмены

Рис.! Распределение различных типов хромосомных аберраций у 'рабочих производства окиси этилена (А), окиси пропилена (В) и доноров г.Нижнекамска (С).

пропилена отмечалось значительное преооладание аберраций хроматидного типа (в основном за счет увеличения доли одиночных Фрагментов). Особенности распределения в данном случае, по-видимому, позволяют предположить, что мутагенный эффект факторов производства окиси пропилена осуществляется преимущественно по задержанному тину действия (Бобылева и др.,1991), связанному с индукцией мутаций в пределах I клеточного цикла (Бигалиев, 1981).

При изучении цитогенетических повреждений у рабочих производства окиси этилена и окиси пропилена в зависимости от длительности трудового стажа, пропорционального изменения частоты хромосомных аберраций не обнаружено. Напротив, с увеличением стажа работы наблюдалась тенденция к снижению степени хромосомных нарушений, которая является весьма интересной и может быть объяснена выводами некоторых авторов. Так, Саноцкий и Фоменко (1975) придерживаются мнения, что при длительном хроническом воздействии мутагенов происходит стабилизация хромосомных нарушений или даже нормализация патологического процесса. Наблюдаемую тенденцию авторы связывают с некоторой адаптацией организма к неблагоприятным условиям окружающей среда, которая в конечном итого ведет к активации восстановительных процессов и репарации первичных повреждений ДНК.

С другой стороны, снижение частоты хромосомных повреждений с увеличением длительности контакта можно объяснить, исходя из предположения о действии селективного отбора наиболее устойчивых к внешнесредовому давлению генотипов, и закреплению на производстве лиц, имеющих изначально низкую частоту аберрантных клеток. Однако оОа предположения требуют более углубленного изучения данного вопроса .

Сопоставление цитогенетических параметров в зависимости от возраста обследуемых (до 30 лет и более 30 лет) и влияния фактора курения достоверных различий между группами но выявило.

3. Частота и характер цитогенетических нарушений у рабочих производства пиромеллитового диангидрида.

С целью изучения мутагенной активности факторов производства нпромеллн'гового диангидрида (НМДА) бил проведен патогенетический анализ крови рабочих указанного производства.

По данным -санитарно-гигиенического контроля, на производстве

ГМДА возможно действие на человека как пыли ПМДЛ, так и тримеллитового и фталевого ангидридов, входящих в состав ГОДНА "сырца", а также дурола, псевдокумола, формалина, диоксана, ■еероьидоро-да и некоторых других соодпнений. Наиболее значительную роль в загрязнении воздушной средь; играет ГОДНА, пыль которого обнаруживалась в кониеитрацвях Ьа,Б -493 мг/мЗ (при ИЦК'&МГ'М^ а значительном большинстве отобранных проб. Загрязнение г.оздуха рабочих помещений в данном случае обусловлено эксплуатации;! негерметичного оборудования, наличием немеханизированных открытых процессов загрузки, кчгрузки, просеивания ПМДА и отбором проб,

В таблице 3 представлены результаты нктогепс.тиччского с,осл.чво • вания рабочих производства ПМДА и доноров г.Уфы.

Гиблзда 3

Частота хромосомных аберраций у рабочих производства пиромел-литового диангидрида

Цитогенетические Рабочие произ- Контроль Уровень показатели водства ПМДА г.Уфа значимости

Количество обследованных индивидов Количество проанализированных клеток Средняя частота метафаз с хромосомными аберрациями, % Средняя частота хромосомных разрывов на клетку Средняя частота хромосомных разрывов на аберрантную хромосому

11200

7400

6,31+0,42 2. '310,27 0,001

0,07+0,01 0,03(0,00 0,001

1 ,0ы0,0с' 1 ,00(0,04 0,0Ь

При анализе хромосомных аберраций у рабочих обнаружено значительное повышение уровня структурных хромосомных нарушений по сравнению с контролем (5,312 аберрантных метафаз, при п=93, р<0,001).

Сравнение спектра хромосомных аберраций • в опытной и контрольной группах показало, что при контакте с ПМДА увеличение выхода хромосомных повреждений происходит за счет повышения аберраций как хроматидного, так и хромосомного типов с преобладанием первых (таблица 4). Характер распределения хромосомных нарушений в данном случае, возможно, свидетельствует о сложном механизме

Таблица 4

Распределение различных типов хромосомных аберраций у рабочих производства пиромеллитового диангидрида

Типы -аберраций Рабочие 1ВДА Контроль

на 100 % от общего на 100 % от общего клеток числа клеток числа

Общее количество

6,62

Хроматидные аберрации: одиночные фрагменты 3,6

хроматидные

обмены 0,03

ВСЕГО 3,63*

*

Хромосомные аберрации парные

Фрагменты 2,43*

хромосомные обмены 0,56

ВСЕГО 2,99

***

100

3,08

100

54,4

0,40 54,8

1 ,55-

0,13 1 ,68

50,5

4,2 54,7

36,73

8,47 45,20

1,27

0,12 1,39

41 ,38

3,90 45,28

*-р<0,001,;**-р<0,02; *#*-р<0,05

-14-

действия факторов указанного производства, связанном как с индукцией мутаций в пределах I клсто'шого цикля, так и с нарушением процессов репарации первичных повреждений ДНК ( Дубинин,-1978).

При анализе характера распределения индивидов sueneршод

тальной и контрольной групп по средней часто'.j аберрантных M-xai-ai ( |'¡¡c.2) следует обратить внимание на довольно сильное отклонение моди графика в опытной груше в сторону более высоких знячеияЯ частоты аномальных метафаз. Как указывалось, подобный вид кривой ткет свидетельствовать о реальном воздействии токсической щйиз-водствешюй среды на геном рабочих при одновременном влиянии мно-

& а

+ а

Рис.2 Распределение индивидов контрольной ( А-донори г.У>{и) и опытной (В рабочие ГИДА) групп по сродней частоте аберрантных метафаз. По оси абсцисс- средняя частота абер рантных метафаз; по оси ординат-отноеительная частота встречаемое.™ индивидов (%).

жества других, несущественных факторов. Дополнением к этому предположению могут служить и данные о том, что среди рабочих ГВДА частоту хромосомных аберраций до 3% имели всего 28,5% индивидов.

Анализ частоты онтогенетических повреждений с учетом влияния продолжительности трудового стажа , поло-возрастных различий и приверженности к курению достоверных различий между группами не выявил.

4. Состояние ядрышкообразующих районов акроцентрических хромосом у рабочих производства пиромеллитового диангидрида.

Изучение показателей функционального состояния ЯОР акроцентрических хромосом при неблагоприятном воздействии внешних факторов проводилось на примере рабочих производства пиромеллитового диангидрида, так как в дайном случае был выявлен выраженный кластоген-шй эффект действия производственной среды на генетический аппарат клеток крови рабочих. Поскольку функциональное состояние ЯОР отражают такие цитогенетические показатели, как способность акроцентрических хромосом вступать в ассоциации и величина Ag-блoкoвt выявляемая методом серебрения метафазных хромосом, в настоящем исследовании впервые использовалась совокупность указанных критериев.

В таблице 5 представлены цитогенетические характеристики показателей функционального состояния ЯОР. Установлено, что все изученные параметры подчиняются нормальному распределению и ограничены сходными пределами.

Статистический анализ показателей ассоциативной способности ■акроцентрических хромосом выявил достоверное снижение среднего -процента клеток с ассоциациями в производственной группе (76,38%) по сравнению с контрольным значением (82,03%, при п=8б, р<0,02). Наряду с этим, при анализе ассоциаций в клетках, содержащих ассоци- ' ации, . достоверных различий между группами не обнаружено: такие показатели, как общее количество ассоциаций и число ассоциирующих акроцентриков на клетку с ассоциациями остаются стабильными. Важно отметить, что наши результаты полностью согласуются с данными Созанского (1989), который впервые обратил внимание на то, что вариабельным признаком является только процент ме'тафаз с ассоциациями. В то же время, при сопоставлении между собой клеток, содержащих ассоциации, автор отметил отсутствие различий по количеству, ассоциирующих хромосом.' На основании наблюдаемых зако-

номерностей Созанский приходит к заключению, что снижение ассоциативного индекса связано с перераспределением з кровяном руслЗ суб~-популяций лимфоцитов и относительным увеличением содержания метафаз 2 клеточного деления, характеризующихся низким количеством клеток с ассоциациями.

т

Таблица 5

Цитогенетические характеристики показателей ассоциативной способности акроцвнтриков и суммарной функциональной активности ^-ЯОР в группах обследуемых индивидов

Цитогенетические Рабочие ПМДА Контроль Уровень

показатели г.Уфа значимости

Количество обследованных индивидов Ассоциативный индекс Количество ассоциаций на-метафазу Количество хромосом, участвующих в ассоциациях, %

Число ассоциаций на, клетку с ассоциациями

Число ассоциирующих акроцвнтриков на клетку с ассоциациями

Критерий суммарной активности А§-ЯОР

Б6 30 _

76,38+1,18 82,03+1,47 0,02

1,15+0,03 ' 1,28+0,04 0,02

26,89+0,75 29,84+0,98 0,001

1,5' 1,6 0,0Ь<

3,5 3,6 0,05<

19,39+0,25 19,48+0,33 0,05<

В этой связи следует обратить внимание. на наблюдаемую в настоящей работе стабильность критерия суммарной функциональной активности всей совокупности. Ag-flOP(I9,39 в экспериментальной группе • и 19,48 в контроле). Как видим, полученные нами данные не позволяют говорить об изменении функционального .состояния ЯОР у рабочих под влиянием производственных вредностей и находятся- в противоречии с . выводами D1 Lernia et al. (1981,1982), Hens et ¿1.(1978), Verschaeve .et al.(1979), Klrach-Volders et al.(1978) и некоторых других авторов, которые, ссылаясь на описанную прямую корреляцию мевду показателями Ag-окраски и' частотой ассоциирования ЯОР акро-центриков (Miller et al.,'1979) приходят к заключению о снижении функциональной активности ЯОР под влиянием ряда физических и химических факторов только на основании наблюдаемого снижения участия . в ассоциациях .хромосом группы D. Напротив, наши результаты свидетельствуют о стабильности состояния ЯОР у рабочих, а снижение ассо-. циативного индекса, по .всей видимости, связано с иммунологической перестройкой организма,ведущей к активизации процессов пролиферации и к частичному " перераспределению субпопуляций лимфоцитов.

Однако, несмотря на отсутствие, пропорционального изменения ассоциативного индекса и критерия суммарной активности' Ag-ЯОР при воздействии внешних факторов, эти показатели остаются тесно взаимосвязанными. Наличие высокой прямой зависимости между указанными параметрами и в' опытной, и в контрольной группах показывают коэффициенты . корреляции асоциативного индекса и суммарной активности Ag-ЯОР (0,6 и 0,76 соответственно).

Правильность этого■положения подтверждает анализ зависимости частоты вступления хромосом в ассоциации от .размеров Ag-блоков индивидуальных акроцентриков ( рис.3) Установлено, что и в опытной, и в контрольной группах хромосомы с полным отсутствием Ag--блоков ассоциировали реже всего. При увеличении- размеров Ag-бло-ков от 0 до 3 баллов пропорционально возрастала частота ассоциирования ЯОР этих хромосом. Несколько реже ожидаемого вступали в ассо-' циации акроцентрики с оценкой Ag-ЯОР в 4 балла. Причина снижения ассоциативной способности хромосом, несущих крупные конгломераты .серебра не ясна, и, возможно, Связана с искусственным исключением из анализа метафаз, содержащих ассоциации с большим количеством адсорбированного серебра, что делает невозможной правиль-' ную оценку Ag-блоков- на каждой хромосоме, участвующей' в этой . ассоциации. ■'

□ А И В

<(>■> <1> <!> <3%

рис.3 Зависимость Частоты вступления хромосом в ассоциации от размеров Ag-блoкoв акроцентриков в контрольной ( А- доноры Г.Уфы) и опытной ( В-рабочио ГЩА) группах. По оси аосцисо - размеры Ад-блоков в баллах; гго оси ординат - частота хро-хромосом в ассоциациях ,%.

Принимая во внимание широкую вариабельность частоты хромосом-;х аберраций при действии на организм рабочих однотипных произ-дственных факторов, . представляло интерес проследить значение нкционального состояния рибосомных. генов в генетическом предопрело нии различий в частоте мутациошшх изменений. С этой ц«лью продето сравнение показателей активности .ЯОР в группах ■ рабочих и даров, дифференцированных по частоте хромосомных повреждений Ч до и.вше 3,5%). В данном случае результаты статистического анализа выявили достоверных различий между сравниваемыми параметрами. В же время, было обнаружено, что в экспериментальной группе значи-льно увеличено число рабочих -носителей экстремальных вариантов -НОР (3,8-4,0 балла - до "37»_ по сравнению с 6% в контроле) . гласно Ляпуновой с соавт. (неопубликованные данные), очень

крупные варианты А£-ЯОР имеют 5% индивидов обследуемой авторами популяции, что соответствует нашим результатам, полученным в контрольной' груше. Увеличение среди рабочих носителей экстремальных размеров А£-блсков с оценкой в 4 балла можно объяснить, исходя из следующих предпосылок. С одной стороны, нельзя исключить возможное влияние отбора, ведущего к закреплению на производстве лиц, имеющих более активные копии рибосомных генов. • В согласии с этой гипотезой находятся результаты исследования ЯОР у различных видов растений и животных, принадлежащих к одному семейству и обитающих в разных климатических аонах. Сопоставление ядрышковых организаторов в зависимости от зоны обитания растений ( Дуброва, 1989) показывает, что наибольшая степень развития ядрышкообрааующей системы характерна для видов, приспособленных к экологически сложным условиям существования. Такая же закономерность наблюдается в исследованиях Графодатского (1983) по изучению ядрышкооСразующих районов у трех видов животных - лисицы, собаки и песца- принадлежащих к одному' семейству. Автором установлено, что у песца, обитателя тундры и арктических островов, наибольшая степень развития ядрышкообразующей системы связана с экстремальными условиями существования.

С другой стороны, появление таких хромосом можно объяснить компенсаторной активацией резервных копий генов рРНК, которая подразумевает приспособительное включение адаптивных механизмов (Барановская, 1989, Ляпунова и др., 1990). Однако оба высказывания носят • предположительный характер и требуют дальнейшего исследования в этой области. -

ВЫВОДЫ

1. Обнаружено, что высокие концентрации окиси пропилена и пиромел-литового диангидрида оказывают выраженное мутагенное действие

на лимфоциты периферической крови рабочих.

2, Содержание окиси этилена на уровне установленной ПДК не вызывает значительных онтогенетических изменений, что может свидетельствовать об эффективности проводимых профилактических мероприятий .

■¿¡О-'

3. Частота структурных хромосомных перестроек не зависит от продолжительности трудового стажа, возраста обследуемых, половой принадлежности и влияния фактора курения.

4. У лиц, проживающих в городе с развитой нефтехимической промшь ленностыо ( Уфа ), обнаружено значительное повышение среднего уровня хромосомных аберраций.

5. Под влиянием вредных факторов производства пиромеллитового диан-гидрида (ПМДА) наблюдается снижение ассоциативного индекса, обусловленное, по-видимому, иммунологической перестройкой организма рабочих.

6. Установлено, что у рабочих производства 11МДД суммарная функ циональная активность Ag-ЯОР и показатели ассоциативной способности акроцентриков в клетках, содержащих ассоциации, остаются стабиль ными. .

7. Показано, что частота вступления хромойом в ассоциации находится в прямой зависимости от размеров Ag-блоков акроцентриков как в опытной, так и в контрольной группах.

8. Среди рабочих производства ПМДА наблюдается увеличение носителей экстремальных вариантов Ag-ЯОР (4 балла), что может быть результатом действия отбора или следствием компенсаторной

активации метилированных копий рибосомных генов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1.- Гимранова Г.Г., Каримова Л.К., Викторова Т.В. Условия труда и состояние здоровья рабочих в современном производстве окиси пропилена.// Тез.докл. респ.научно-практической конференции "Экология, труд, здоровье нефтехимиков". Уфа. 1990. С. 32-33.

2. Викторова Т.В., Каримова Л.К., Гимранова Г.Г., Берлина Л.м. Изучение влияния окиси пропилена на характер и частоту хромосомных аберраций у рабочих. //Тез.докл. II Всесоюзн. съезд мед. генетиков. Алма-Ата. 1990. С.78-79.

3. Викторова Т.В., Хуснутдинова Э.К., Рафиков X.G., Мезенцева Ii.И. Хромосомные аберрации в культурах лимфоцитов периферической крови рабочих при воздействии пиромелкитового диангидрида.//Тез. докл. респ. научно-практической конференции детских хирургов БССР. УФ-ч. 1991. С.153-154.

4. Vlctorova Т.V., Khusnutdlnova E.K. The frequency of chromosome aberrations In workers exposed to plromellitlc anhydride.// 8 International Congress of "Human • genetics". Washington. 1991. P. 3-9. '..

5. Vlotorova T.V., Khusnutdlnova E.K,, Raphlcov Kh.S, Tne frequency of chromosome aberrations in petrochemical workers.// 21 at Annual meeting of eems on environmental mutagens-carclnogens. Prague. 1991. P. 1836. '

6. Викторова Т.В., Хуснутдинова Э.К., Викторов В.В., Ляпунова Н.А., Рафиков X.G. Частота хромосомных! аберраций и функциональная активность ядрышкообразуицих районов акроцентриков у рабочих производства пиромеллитового диангидрида. // Генетика ( в печати).