Эколого-генетическая оценка эффектов соединений никеля и их модификация ретинолом

Яковлева, Марина Николаевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Эколого-генетическая оценка эффектов соединений никеля и их модификация ретинолом
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Эколого-генетическая оценка эффектов соединений никеля и их модификация ретинолом"

ОБЯЗАТЕЛЬНЫЙ БЕСПЛАТНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР

На правах рукописи

ЯКОВЛЕВА Марина Николаевна

ЭКОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТОВ СОЕДИНЕНИЙ НИКЕЛЯ И ИХ МОДИФИКАЦИЯ РЕТИНОЛОМ

Специальность - 03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва -2005

Работа выполнена в Полярном геофизическом институте и Институте проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Галина Дмитриевна Засухина

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Сергей Васильевич Котелевцев доктор медицинских наук, профессор Александр Алексеевич Башкиров

Ведущая организация:

Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН

Защита диссертации состоится «_»_2005 г.

в_часов на заседании диссертационного совета Д 212.203.17

при Российском Университете дружбы народов по адресу: 113093 г. Москва, Подольское шоссе, 8/5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского Университета дружбы народов.

Автореферат разослан «_»_2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук, профессор

НАЧерных

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В настоящее время, в условиях возрастающего поступления и накопления химических соединений в окружающей среде (ОС), некоторые из которых являются генотоксикантами, увеличивается риск возникновения мутаций в популяции людей. Это может вызвать крайне неблагоприятные процессы - увеличение числа спонтанных абортов, врожденных пороков развития (ВПР), наследственных заболеваний, онкопатологии и генетически детерминированной предрасположенности к ряду хронических болезней.

Среди наиболее значимых химических факторов антропогенного загрязнения ОС важное место занимают тяжелые металлы, многие из которых обладают мутагенной и канцерогенной активностью.

В Мурманской области мощным источником загрязнения окружающей среды является комбинат "Печенганикель." Наиболее интенсивное влияние соединений никеля испытывают рабочие, занятые в пирометаллургическом производстве никеля, для которого приоритетными поллютантами являются соединения никеля.

Никель, с точки зрения воздействия на здоровье человека, представляет особую опасность, так как согласно классификации, разработанной Международным агентством по изучению рака (МАИР), относится к канцерогенам I группы, т.е. к безусловным канцерогенам для человека (IARC Monographs.., 1990). В связи с этим, оценка риска при контакте с соединениями никеля представляется особо актуальной. Кроме того, на сегодняшний день недостаточно ясны механизмы генотоксического воздействия соединений никеля на клетки человека, а в связи с этим, не разработаны подходы снижения неблагоприятных эффектов никеля и его соединений.

Среди биомаркеров, отражающих биологические эффекты при воздействии химических генотоксикантов, в том числе, тяжелых металлов, ведущую роль играют цитогенетические методы, в частности, метод определения частоты сестринских хроматидных обменов (СХО). Данный метод широко применяется для выявления генотоксических свойств различных факторов и на сегодняшний день является наиболее чувствительным тестом для идентификации генотоксического действия химических соединений (Hulka В. S., Wilcosky Т., 1988; Sram R.J., Binkova В., 2000).

наиболее перспективными, с точки зрения эффективности и безвредности для организма, являются природные витамины и их аналоги, в первую очередь, витамины А, С и Е, обладающие высоким антиоксидантным действием. Ряд исследователей считают, что одним из механизмов цито- и генотоксичности никеля является индукция свободнорадикальных процессов (Dally Н., Hartwig А., 1997; Kasprzak K.S., 2003). Это позволило нам предположить, что применение антиоксидантов, будет способствовать снижению неблагоприятных генетических эффектов никеля. Использование витаминов С и Е в качестве модификаторов генотоксичности соединений никеля, было продемонстрировано с применением различных тест-систем (Перминова И.Н., 2001; Lin X. et al., 1991 и др.). В данной работе использовали витамин А (ретинола ацетат), антирадикальная и антимутагенная активность которого показана в отношении у-излучения, соединений Мо и Cd (Чопикашвили Л.В., 1993; Badr F.M., 1998 и др.), при этом активность витамина А в отношении соединений никеля не изучалась.

Следует отметить, что одним из важных вопросов в изучении закономерностей мутагенеза и антимутагенеза является вопрос изучения индивидуальных особенностей человека. Между тем, проблема индивидуальной чувствительности к генотоксикантам и антимутагенам, границы ее вариабельности и выбор критериев оценки продолжают оставаться наименее изученными.

Цель изадачи исследования

Целью работы была эколого-генетическая оценка эффектов соединений никеля in vitro и in vivo и возможности модификации генотоксических проявлений соединений никеля витамином А (ретинолом).

В связи с поставленной целью были определены следующие задачи:

1. Определение уровней сестринских хроматидных обменов (СХО) и репаративной активности в лимфоцитах рабочих, контактирующих с соединениями никеля.

2. Оценка антимутагенных эффектов ретинола по показателям клеточной выживаемости, репаративного и репликативного синтеза ДНК при воздействии NiSO4 в культивируемых клетках человека.

3. Изучение вклада свободнорадикальных процессов в генотоксические эффекты соединений никеля (к механизму действия соединений никеля).

4. Изучение антимутагенной активности ретинола в лимфоцитах рабочих по критериям СХО и репаративного синтеза ДНК (PC ДНК) при воздействии соединений никеля.

5. Выявление различий в индивидуальной чувствительности рабочих к мутагенному воздействию соединений никеля и антимутагенному действию

ретинола в зависимости от содержания никеля в организме, стажа работы и особенностей образа жизни (по критериям СХО и PC ДНК).

Научная новизна исследования

• Проведены исследования по изучению генетических эффектов соединений никеля на основе параллельного определения структурных изменений хромосом по критерию СХО, уровней репаративного синтеза и содержания никеля в организме рабочих пирометаллургического производства никеля на Европейском Севере. Установлен достоверно повышенный уровень СХО, который не зависел ни от степени содержания никеля в организме, ни от стажа работы. Курение усиливало генотоксические эффекты никеля в лимфоцитах рабочих.

• Выявлено антимутагенное действие ретинола in vitro, выражающееся в повышении клеточной выживаемости и увеличении уровня репликативного синтеза ДНК в клетках человека, обработанных сульфатом никеля.

• Показано, что один из механизмов ДНК-повреждающего действия соединений никеля связан со свободнорадикальным механизмом, т.к. ингибирование супероксиддисмутазы (СОД) - ключевого фермента антиоксидантной системы, сопровождается усилением генотоксического действия NiSO4.

• Доказано, что прием ретинола по 33000 МЕ/сут. в течение месяца сопровождается достоверным снижением числа СХО в лимфоцитах рабочих пирометаллургического производства никеля.

• Выявлены различия в индивидуальной чувствительности рабочих к соединениям никеля и антимутагенному действию ретинола по критериям СХО и PC ДНК.

Научно-практическая значимость работы

• Использование цитогенетического критерия (СХО) позволило выявить группу повышенного риска среди рабочих, контактирующих с соединениями никеля.

• Показана ключевая роль СОД в поддержании генетического гомеостаза при воздействии соединений никеля, что может служить основой для выявления лиц с пониженной активностью СОД среди рабочих, контактирующих с соединениями никеля.

• Результаты исследований могут быть использованы при профессиональном отборе и профориентации рабочих по признаку чувствительности к соединениям никеля, а также для регистрации возможных генетических изменений в клетках рабочих, занятых в пирометаллургическом производстве никеля.

• Показана высокая эффективность ретинола в снижении уровней цитогенетических повреждений в лимфоцитах рабочих (курс приема ретинола в дозе 33 000 МЕ/сут. в течение месяца), что может служить основой для разработки мероприятий по профилактике нежелательных генетических эффектов соединений никеля.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Соединения никеля обладают генотоксической активностью, которая проявляется в повышении уровней формирования СХО и ингибировании репаративных процессов в лимфоцитах обследованных рабочих пирометаллургического производства никеля, более выраженных у курящих лиц.

2. Ретинол проявляет антимутагенное действие in vitro, выражающееся в повышении клеточной выживаемости и синтеза ДНК в клетках человека, обработанных NiSO4, что явилось предпосылкой для использования этого витаминного препарата в группе рабочих.

3. В условиях ингибирования СОД, цито- и генотоксические свойства NiSO4 усиливаются, что свидетельствует о вкладе свободнорадикальных процессов в ДНК-повреждающее действие соединений никеля.

4. Прием ретинола (в дозе 33000 МЕ/сут.) достоверно снижает уровни цитогенетических повреждений в лимфоцитах рабочих и оптимизирует работу репаративных процессов, что свидетельствует об антимутагенном эффекте ретинола in vivo.

5. Выявленные различия в индивидуальной чувствительности рабочих к соединениям никеля и антимутагенному действию ретинола, по-видимому, обусловлены индивидуальными особенностями генотипа - генетическим полиморфизмом.

Апробация работы

• на Всероссийской конференции "Научные аспекты экологических проблем России" (г.Москва, 13-16 июня 2001г.);

• на VI Международной Конференции по никелю (г.Мурманск, 1-6 сентября 2002г.);

• на ежегодном семинаре "Физика авроральных явлений" (Апатиты, 25-28 февраля 2003 г.);

• на научной конференции "Медико-генетическая оценка пищевых продуктов" (Москва, 27-29 мая 2003г.);

• на секционном семинаре ПГИ КНЦ РАН (Апатиты, 12 ноября, 2004г.).

• на заседании лаборатории мутагенеза и репарации Института общей генетики им. Н.И. Вавилова (Москва, 2004 г.).

Объем и структура диссертации.

Работа изложена на 100 страницах машинописного текста, содержит 19 рисунков и 6 приложений. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов, 5 глав результатов собственных исследований, их обсуждения, выводов и списка литературы. Библиографический указатель включает 49 отечественных и 137 иностранных источников.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ_

Объекты исследования

С целью изучения генотоксической активности соединений никеля и антимутагенной эффективности витамина А, была сформирована группа рабочих, занятых в процессе пирометаллургической переработки сульфидных медно-никелевых руд и в наибольшей степени подверженных воздействию высоких концентраций соединений никеля (п. Никель, Мурманская область). При этом учитывались возраст, стаж работы, период постоянного проживания на Севере, вредные привычки (курение, прием алкоголя), наличие хронических заболеваний, которые по литературным данным могут влиять на степень проявления генотоксических эффектов (Shaham J. et.al., 2002; Sram R. J., Binkova В., 2000). Средний возраст рабочих в данной выборке составил 39 лет. Период постоянного проживания на Севере - не менее 20 лет.

В контрольную группу были включены лица, профессионально неподвергающиеся воздействию вредных химических веществ и проживающие на территории, незагрязненной соединениями никеля (г. Апатиты, Мурманская область). Отбор проб крови производился дважды, до и после курса приема витамина А, в зимне-весенний период. Для анализа содержания никеля в организме у обследуемых лиц проводился отбор проб волос.

Для изучения цитотоксических и генотоксических эффектов соединений никеля in vitro в тестах клеточной выживаемости и оценки уровня репликативного синтеза ДНК (РлС ДНК) использовались перевиваемые фибробласты человека линии рабдомиосаркомы (RD).

Характеристика использованных реактивов и исследуемых веществ

В экспериментах in vitro использовалась соль никеля NiSO4 x 6H2O (Sigma, США). В качестве положительного контроля использовали мутагены с известным механизмом действия УФ-миметик - 4-нитрохинолин-1-оксид (4НХО, Sigma, США) и у-облучение (источник - 137Cs с мощностью дозы 486 рад/мин, установка ГУП0С-800, ИОГен РАН).

В качестве антимутагена был использован жирорастворимый витамин А (ретинола ацетат, СП "Минскинтеркапс", Республика Беларусь). Рабочие и

контрольная группа принимали витамин per os по одной капсуле (ЗЗООО ME) ежедневно в течение 1 месяца. В экспериментах in vitro использовали ретинола ацетат (Sigma, США) с концентрацией 2 мкг/мл, которым клетки обрабатывали до воздействия мутагенов.

В качестве ингибитора активности цитозольной формы СОД использовали триэтилентетрамин (ТРИЕН, CeHigN^ Merck, Германия). Клеточную культуру обрабатывали ТРИЕНом (10-3М) в течение 1 часа перед обработкой клеток мутагенами.

Методы исследований

В настоящем исследовании критериями оценки генотоксических эффектов соединений никеля и антимутагенной активности ретинола у рабочих служили цитогенетический показатель частоты образования СХО (СХО/клетку) в лимфоцитах периферической крови и показатель способности клетки к восстановлению повреждений ДНК, индуцированных мутагенными факторами - репаративный синтез ДНК (PC ДНК).

Для определения уровней СХО и скорости прохождения генерации (СПГ) лимфоциты культивировали в пенициллиновых флаконах по стандартной методике. Фиксацию клеток проводили через 90-96 часов после стимуляции клеток фитогемагглютинином (ФГА). Окраску проводили по FPG-технике, предложенной Перри и Вольфом (Perry P.E., Wolff S., 1974), модифицированной Ю.С.Лазуткой и Р.К Лекявичюсом (1984). СХО для каждого индивидуума считали в 25-30 клетках.

PC ДНК в лимфоцитах крови и РлС ДНК в фибробластах RD определяли жидкостно-сцинтилляционным методом по включению 3Н-тимидина в ДНК клеток. Для этого лимфоциты крови культивировали в среде роста в присутствии ФГА в течение 48 часов в пенициллиновых флаконах. Через 48 часов вносили оксимочевину (ОМ, 2x10-3M, Boehringer Mannheim GmbH, Германия) на 40 минут для подавления репликативного синтеза. Одновременно с мутагенами вводили 3Н-тимидин (3,7хЮ5 Бк/мл, Россия) вводили на 2 часа при 37°С. Клетки после заморозки осаждали на нитроцеллюлозных фильтрах (1,2 мкм, Sartorius, Германия). Для оценки РлС ДНК культуру фибробластов инкубировали 24 часа в пенициллиновых флаконах. Затем клетки обрабатывали сульфатом никеля в течение 24 часов при 37°С или подвергали воздействию у-излучения. После воздействия мутагенов вносили 3Н-тимидин ^^Ю'Бк/мл). Об интенсивности PC ДНК или подавлении РлС ДНК судили по отношению радиоактивности в обработанных мутагеном образцах к радиоактивности в контрольных образцах, измеренной на сцинтилляционном счетчике.

Исследование выживаемости фибробластов RD проводили по тесту учета живых клеток, неокрашенных трипановым синим (Moshell A.N. et al., 1986). После 24 часов кутьтивирования клетки подвергали воздействию мутагенных факторов: NiSO4 или у-лучей. Подсчет проводили микроскопически в камере Горяева через 3-4 суток после посадки клеток, с использованием 0,4% раствора трипанового синего (Sigma, США).

Анализ проб волос на содержание никеля выполнен методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной аргоновой плазмой (прибор ICAP-9000 "Thermo Jarrell Ash", США) в центре биотической медицины (г.Москва).

Статистическая обработка данных, построение диаграмм и графиков осуществлялись с использованием пакета прикладных программ "Excel 95"и "Statistica" на IBM. Для сравнения выборок применяли непараметрические критерии, рекомендованные для использования в медико-биологических исследованиях и применяемые для любых распределений [Платонова А.Е., 2000]. Для сравнения двух связанных выборок использовали критерий Вилкоксона, для несвязанных выборок - U-критерий Манна-Уитни. Корреляционный анализ проводился по коэффициенту корреляции Спирмена (rs). Характеристики распределений представлены в виде: A (L, Н), где А -медиана, L - нижний квартиль, Н - верхний квартиль, дающие представления о центральной тенденции, ширине и асимметрии распределения результатов. Для определения достоверности различий экспериментальных данных in vitro использовали t-критерий Стьюдента для независимых и зависимых выборок, при этом характеристики распределений представлены в виде М ± тм, где М -среднее значение, mM - ошибка среднего.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ_

1. Исследование уровней СХО и интенсивности процессов репарации ДНК в лимфоцитах рабочих пирометаллургического производства никеля

Оценка формирования СХО в лимфоцитах рабочих и контрольной группы

В лимфоцитах рабочих уровень СХО составил по медиане 9,7 (8,4; 10,1) СХО/клетку, в контрольной группе - 7,7 (6,8; 7,8) СХО/клетку (см. рис. 1). Использование U-критерия Манна-Уитни позволило обнаружить статистически значимые различия между уровнями СХО в группе рабочих и контроле (р=0,001). В то же время, на уровне высоких значений СХО в лимфоцитах рабочей группы отмечалось статистически значимое снижение СПГ по сравнению с контролем (р=0,02), которое свидетельствует о задержке клеточного цикла в лимфоцитах рабочих.

Различий в уровнях СХО рабочих основных (п=4) и вспомогательных профессий (п=9), различающихся по уровням воздействующих факторов, выявлено не было (р>0,05), возможно в связи с недостаточно репрезентативной численностью группы наблюдений.

Анализ корреляционной зависимости цитогенетических показателей от стажа работы показал отсутствие связи между количеством СХО и стажем работы в плавильном цехе (rs=0,23, p>0,05). Не обнаружено влияния на цитогенетический статус таких показателей, как возраст и прием алкоголя, которые по литературным данным могут влиять на уровни СХО (Lazutka J. R. et al., 1999; Zhao Z. et al., 1998 и др.).

В то же время, анализ полученных результатов установил статистически значимое влияние курения на цитогенетический показатель рабочих. Так, количество СХО в лимфоцитах курящих индивидуумов составило 10,0 (9,7; 10,5) СХО/клетку, в лимфоцитах некурящих рабочих - 8,6 (8,3; 8,9) СХО/клетку (р=0,04).

Рабочие, п=13 Контроль, п=9

Рис. 1. Уровень формирования СХО в лимфоцитах рабочих и

контрольной группы.

Полученные нами экспериментальные данные по влиянию курения на уровни СХО подтверждаются результатами других исследований, свидетельствующих о способности курения индуцировать дополнительные повреждения генетического материала и, как следствие, повышать частоту СХО, что, в конечном счете, увеличивает риск развития злокачественных новообразований (Ирегакои S. M. et а1., 2000; NoIppa К, 2003).

Таким образом, повышенный спонтанный уровень СХО в сочетании с низкой величиной СПГ в лимфоцитах рабочих плавильного цеха свидетельствует о генотоксической активности соединений никеля. Курение модифицирует мутагенные эффекты никеля в сторону повышения уровней СХО у курящих рабочих.

Характеристика репаративной активности в лимфоцитах рабочих и контрольной группы

Результаты проведенного теста по оценке PC ДНК в лимфоцитах рабочих производства никеля представлены на рис. 2. Уровень PC ДНК, индуцированного NiSO4 в группе рабочих был достоверно ниже уровня PC ДНК (р=0,05), зарегистрированного в лимфоцитах контроля и составил 0,92 (0,79; 1,08), в контрольной группе - 1,19 (0,98; 1,40). Показатель PC ДНК, индуцированного 4НХО в популяции рабочих достиг значения - 0,92 (0,82; 1,11), в контроле - 1,16 (0,93; 1,30) (р>0,05).

♦ ♦

до ^т

-----■------- • Медиана

4НХО N1804 ГП 25%-75%

М,Б04 4НХО X Мт-Мах

Рабочие, п=16 Контроль, п=13

Рис. 2. Уровень PC ДНК, индуцированного 4НХО и NiSO4 в лимфоцитахрабочихи контрольной группы.

Установлено, что у рабочих в 56% случаев наблюдалось ингибирование PC ДНК, индуцированного 4НХО (в контрольной группе - 33 %) и в 63 % случаев - в опытах с N18 04 (в контроле - 31 %). Ингибирование репаративной активности в лимфоцитах рабочих, по-видимому, объясняется тем, что соединения никеля

подавляют ДНК-репарацию. Имеются сведения, подтверждающие данное предположение (Перминова И.Н. и др., 1997; Kasprzak K.S. et al., 2003).

Таким образом, достоверно повышенные уровни СХО в сочетании со сниженной СПГ в лимфоцитах рабочих, и значительным уровнем ингибирования репаративных процессов, свидетельствуют о выраженности мутационного процесса при профессиональной экспозиции соединениями никеля. Как известно, генетическая нестабильность приводит к нарушению геномного баланса и может сопровождаться развитием клеточных дисфункций, малигнизацией, индуцированием апоптоза.

2. Сравнительное изучение in vitro антимутагенных свойств ретинола в клетках человека, обработанных сульфатом никеля или у-радиацией

Оценка протекторного действия ретинола на выживаемость фибробластов человека при воздействии сульфата никеля или у-излучения

Изучение влияния витамина А на выживаемость фибробластов при воздействии сульфата никеля показало, что предобработка клеток витамином достоверно повышала (р<0,001) выживаемость клеток при всех трех выбранных концентрациях соли никеля (10-6, 10-5, 10-4М) на 15%, 13% и 8% соответственно.

Исследование выживаемости фибробластов, предобработанных витамином А, показало достоверное увеличение выживаемости облученных клеток. Количество живых клеток, предобработанных витамином А и облученных в дозе 1, 5 и ЮГр, увеличилось на 2% (р>0,05), 9% (р<0,001) и 14% (р<0,001) соответственно. Полученные результаты демонстрируют различную кинетику протекторного действия витамина А в клетках, подвергнутых воздействию разных концентраций NiSO4 и разных доз у-излучения.

Изучение модифицирующего действия ретинола на репликативный синтез ДНКв фибробластахчеловека при воздействии сульфата никеля или^радиации

Установлено, что статистически значимое влияние на РлС ДНК витамин А проявил в опытах, в которых клетки обрабатывали сульфатом никеля с концентрацией 10-5М и 10-4М. Уровень синтеза ДНК в клетках, предобработанных витамином и подвергнутых воздействию NiSO4 при концентрации 10-5 М увеличился на 32% (р=0,02), при концентрации соли никеля 10-4 М - на 62% (р=0,002).

В опытах с у-лучами, предобработка клеток витамином А не оказывала значимого влияния на РлС ДНК (р<0,05). При облучении фибробластов в дозе 1Гр уровень РлС ДНК увеличился на 7%, а при увеличении дозы у-излучения до 5 и 10Гр величина РлС уменьшилась на 5% и 13% соответственно. Вероятно, применяемая

концентрация витамина А при воздействии NiSO4 была достаточной для выявления эффекта, но эта же концентрация была неэффективной по отношению к у-радиации в диапазоне выбранных доз -1,5 и 10Гр.

Стимуляцию репликативного синтеза ДНК ретинолом в клетках, обработанных солью никеля, по-видимому, можно объяснить тем, что ретинол, задерживая пресинтетическую фазу клеточного деления, приводит к их накоплению, затем начинается репликация ДНК и обнаруживается стимуляция синтеза ДНК за счет увеличения клеток. Это предположение согласуется с литературными данными, в которых указывают на то, что ретиноиды являются модификаторами клеточной репликации (De Flora S., Ramel С, 1988).

Влияние ретинола на репаративный синтез ДНК, индуцированный сульфатом никеля или у-излучением в лимфоцитах человека

Результаты экспериментов по изучению влияния витамина А на PC ДНК, индуцированный сульфатом никеля с концентрацией 10-4М, показали, что предобработка лимфоцитов витамином А достоверно снижала (р<0,001) уровень PC ДНК на 39%, в опытах с у-излучением в дозе 100 Гр - на 10%. Анализ модифицирующего действия ретинола на PC ДНК выявил общую закономерность как для NiSO4, так и для у-радиации, которая выражалась в снижении ретинолом индуцированной мутагенами репарации.

Возможно, снижение PC ДНК при воздействии витамина и использованных в наших опытах генотоксикантов связано с тем, что ретинол стабилизировал структуру ДНК, в которой возникало меньше мутаген-индуцированных разрывов, чем в необработанных витамином клетках. В этом случае небольшое число разрывов будет сопровождаться невысоким уровнем репарации ДНК. Данные о стабилизации структуры молекулы ДНК при предобработке антимутагенами были описаны, например, при воздействии CdCl2 (Zasukhina G.D., 2000).

Таким образом, витамин А проявил протекторное действие на клетки человека по критерию клеточной выживаемости, что выражалось в снижении цитотоксических эффектов сульфата никеля и у-излучения. Кроме того, предобработка клеток ретинолом в опытах с солью никеля повышала уровень репликативного синтеза ДНК, достигнув контрольный значений. Полученные результаты свидетельствуют об антимутагенном потенциале ретинола, вероятно, связанного с его антирадикальной активностью.

3. Механизмы генотоксического действия сульфата никеля, связанного со свободнорадикальными процессами

Нами использовался ингибитор активности СОД - триэтилентетрамин (ТРИЕН), мембранопроницаемый агент, способный вступать в химическую связь с активным центром СОД. Критериями оценки служили: выживаемость клеток человека, показатели репликативного синтеза ДНК (РлС ДНК) и репаративного синтеза ДНК после воздействия соли никеля. В качестве контрольного мутагена использовали у-излучение, основной механизм ДНК-повреждающего действия которого, как известно, связан с индукцией свободных радикалов (Синелыцикова ТА, Засухина Г.Д., 1992; Цховребова Л.В., 1998 и др.].

Исследование влиянияингибитора СОДнаклеточную выживаемость при воздействии сульфатаникеля илиу-излучения

При обработке клеток ТРИЕНом процент живых клеток достоверно уменьшался как при обработке солью никеля, так и при облучении по сравнению с таковым в клетках, необработанных ингибитором. После воздействия NiSO4 в диапазоне концентраций 10-6-10-4 М выживаемость клеток, обработанных ТРИЕНом, находилась на уровне 50±6%, 44±4%, 37±4% соответственно (без ТРИЕНа - 74±4%, (р<0,001), 62±4%, (р<0,001), 42±4%, (р=0,02)). Таким образом, предобработка клеток ингибитором СОД усиливала цитотоксический эффект сульфата никеля и у-излучения, что выражалось в снижении клеточной выживаемости. Полученные результаты свидетельствуют об определенном сходстве в действии NiSO4 и у-излучения, связанного, по-видимому, с индукцией свободнорадикальных процессов.

Репаративный ирепликативный синтез ДНК в клетках человека при ингибировании СОДи воздействии сульфатаникеля илиу-излучения

Согласно полученным данным, предобработка клеток ТРИЕНом достоверно снижала уровень PC ДНК, индуцированного как сульфатом никеля (10-4М), так и у-радиацией в дозе 100 Гр. При этом индекс стимуляции PC ДНК, индуцированного NiSO4 в лимфоцитах составил 0,62±0,05 (без ТРИЕНа -1,52+0,085, р<0,001)), индуцированного у-лучами - 0,85+0,04 (без ТРИЕНа -1,69±0,06,р<0,001).

Уменьшение величины PC ДНК, индуцированного солью никеля и у-радиацией, вызванное ТРИЕНом, позволяет сделать вывод о том, что СОД в кооперации с системой репарации принимает участие в механизмах гомеостаза и защиты генома от повреждающего действия исследуемых нами мутагенов.

Одним из проявлений эффектов мутагенов на клеточные системы является подавление репликативного синтеза ДНК. Обработка клеток

ТРИЕНом вызвала достоверное снижение (р< 0,001) уровня синтеза ДНК в клетках, обработанных разными концентрациями NiSO4. При воздействии у-излучения наибольшее снижение интенсивности процессов репликации в клетках, предобработанных ТРИЕНом, наблюдалось в дозе 1 и 5 Гр (при р<0,05).

Результаты проведенных экспериментов продемонстрировали, что ингибирование активности СОД усиливает генотоксические эффекты NiSO4 и у-излучения, проявляющиеся в снижении клеточной выживаемости, уровней репликативного и репаративного синтеза ДНК. Полученные данные свидетельствуют, во-первых, об участии АФК, в частности, супероксидного анион-радикала, в ДНК-повреждающем действии NiSO4; во-вторых, о том, что нейтрализация ТРИЕНом одного фермента АОС клетки - СОД, приводит как к подавлению систем репарации и репликации, так и к изменению конечных событий в клетке, выражающегося в снижении клеточной выживаемости, т.е. усилению мутагенеза при воздействии соли никеля или у- радиации.

Результаты собственных экспериментов, а также данные других исследователей об участии свободнорадикальных процессов в ДНК-повреждающем действии соединений никеля, подтверждают правильность выбора витамина А в качестве антимутагена. Антирадикальная активность данного витамина была также показана в других работах (Кужир Т.Д., 1999; Badr F.M. et al., 1998; Kartha V.N., Krishnamurty S., 1977).

4. Оценка антимутагенной эффективности ретинола в лимфоцитах рабочих

Модификацияретиноломпроцессов формирования СХО влимфоцитахрабочих

Результаты цитогенетических исследований по критерию СХО, полученные в группе рабочих и контроле до и после приёма витамина А, наглядно демонстрируют положительный эффект приема ретинола (рис.3).

Сравнительный анализ с использованием критерия Вилкоксона показал, что количество СХО в лимфоцитах рабочих после приёма ретинола достоверно уменьшилось (р=0,01), в целом, на 25%, достигнув значения 7,5 (7,4; 7,8) СХО/клетку, т.е. контрольных значений (7,7 СХО/клетку).

Данные, полученные по оценке влияния ретинола на СПГ, указывают на статистически значимое увеличение (р=0,01) этого показателя в лимфоцитах рабочих на 14% после курса приема витамина А.

В литературе имеются сведения о влиянии ретинола на процессы клеточного деления, которое связывают со способностью ретинола воздействовать на обмен белков и нуклеиновых кислот и, как следствие, на аппарат деления и митотический цикл (Ильинских Н.Н. и др., 1986; De Vet Н.С., 1989). Это предположение согласуются с нашими экспериментальными

данными, отражающими стимулирующее влияние ретинола на процессы клеточного деления, которое выражалось в увеличении показателя СПГ в лимфоцитах рабочих.

□Г

* Медиана

до витамина

после витамина

Рабочие, п=9

после витамина до витамина

Контроль, п=9

I 125%-75% I Мт-Мах

Рис. 3. Влияние приема витамина А (ретинола) на формирование СХО в лимфоцитахрабочихи контрольной группы.

Таким образом, ретинол проявил антимутагенную активность в отношении соединений никеля, которая выражалась в снижении уровней формирования СХО в лимфоцитах рабочих. Кроме того, ретинол оказал стимулирующее воздействие на клеточные процессы, проявившееся в увеличении показателя СПГ.

Оценка влияния ретинола на уровень репаративного синтеза ДНК в лимфоцитахрабочих

После приёма ретинола уровень PC ДНК, индуцированного 4НХО, в лимфоцитах рабочих увеличился на 15%, в опытах с NiSO4 - на 12% (рис. 4). В среднем в группе рабочих стимулирующее действие на репаративные процессы ретинол проявил в лимфоцитах 63% рабочих в опытах с 4НХО и 50% плавильщиков в опытах с NiSO4. Стимулирующий эффект ретинола на процессы репарации ДНК в лимфоцитах был обнаружен также у рабочих кадмиевого производства (Васильева И.М. и др., 1991).

Рис. 4. Величина РС ДНК, индуцированного 4НХ0 и NiSO4 лимфоцитахрабочих(п=1б) до и после приема витаминаА.

Статистически значимого влияния витамина А на динамику PC ДНК в лимфоцитах рабочих и контроля выявлено не было (р>0,05), однако следует отметить, что этот показатель имел тенденцию к повышению: у 89% рабочих с исходной ингибированной репарацией в опытах с 4НХО и у 70% - в опытах с NiSO4. В контрольной группе эта закономерность была установлена у всех обследованных лиц с исходным ингибированным уровнем репарации в отношении NiSO4 и у 50 % лиц в опытах с 4НХО, что позволяет предположить возможность достоверных различий в больших по численности группах наблюдения.

Таким образом, витамин А проявил оптимизирующее действие на систему репарации - от стимуляции репаративных процессов в случае их ингибирования до снижения при относительно высоком исходном уровне PC ДНК. Чем ниже был исходный уровень PC ДНК, тем более эффективным был витамин А Небольшое увеличение индекса стимуляции PC ДНК в клетках рабочих после приема витамина, возможно, связано со стимуляцией ретинолом некоторых ферментных систем репарации, обеспечивающих восстановление индуцированных повреждений ДНК.

5. Различия в индивидуальной чувствительности рабочих к воздействию соединений никеля и антимутагенному действию ретинола

Для оценки индивидуальной чувствительности рабочих использовались цитогенетический критерий СХО и интенсивность PC ДНК в клетках рабочих. Содержание никеля, как показатель экспозиции данным токсикантом, определяли в волосах обследуемых лиц.

В группе рабочих содержание никеля было достоверно выше, в среднем в 36 раз, чем в контрольной группе и варьировало от 3,6 до 30,9 мкг/г, в контроле - от 0,07 до 0,90 мкг/г.

Представленные на рис. 5 данные по индивидуальному распределению цитогенетического показателя свидетельствуют об отсутствии прямой связи между уровнями СХО и накоплением никеля в организме.

Рис. 5. Индивидуальноераспределение показателя СХОв зависимости от содержания никеля в волосах. Вквадратныхскобкахуказан стажработы на предприятии.

Анализ модифицирующего влияния таких факторов, как курение, содержание никеля в волосах, стаж работы выявил индивидуальные различия в чувствительности рабочих к соединениям никеля.

Курение не оказало влияния на уровни содержания никеля в волосах, однако модифицировало индивидуальную чувствительность по критерию СХО. Ранее подобная закономерность была обнаружена у лиц, экспонированных диэпоксибутаном (Landi S. et al., 1996). Кроме того, известно, что существует индивидуальная чувствительность к факторам курения, связанная с полиморфизмом генов, кодирующих ферменты детоксикации, в частности, семейства GST. Показано, что в лимфоцитах курящих доноров с GSTM1-нулевым генотипом образуется больше СХО, чем в лимфоцитах курящих доноров с GSTM1-положительным генотипом (Perera F. et al., 2002; Rossi A.M. et al., 1997 и др.).

Курение оказало также влияние на связь интенсивности репаративных процессов от содержания никеля в волосах рабочих. Возможно, обнаруженная у курящих рабочих связь между уровнями никеля в организме и интенсивностью репарации, указывает на то, что факторы курения ингибируют и систему детоксикации, и репаративную систему.

Выявленные различия в индивидуальной чувствительности рабочих к соединениям никеля и антимутагенному действию ретинола, который выражается в индукции СХО, независимой от накопления никеля в волосах, стажа работы, по-видимому, обусловлены индивидуальными особенностями генотипа, то есть, генетическим полиморфизмом.

ВЫВОДЫ_

1. В лимфоцитах рабочих пирометаллургического производства никеля зарегистрирован достоверно повышенный уровень СХО по сравнению с контрольной группой. У курящих рабочих частота СХО в лимфоцитах была больше, чем у некурящих лиц.

2. Выявлено антимутагенное действие ретинола в клетках человека in vitro к воздействию сульфата никеля и -у-излучения, выражающееся в увеличении репликативного синтеза ДНК и клеточной выживаемости.

3. Приведены доказательства участия супероксиддисмутазы в защите клеток человека от мутагенной активности соединений никеля, что свидетельствует о вкладе свободнорадикального механизма в генотоксическое действие сульфата никеля.

4. Прием рабочими ретинола (33 000 МЕ/сут. в течение месяца) сопровождался достоверным снижением уровней СХО.

5. Выявлены различия в индивидуальной чувствительности рабочих по критериям СХО и PC ДНК к соединениям никеля и антимутагенной активности ретинола. Наибольшая защита ретинолом наблюдалась в группе курящих рабочих.

6. Цитогенетический критерий (СХО), использованный в группе рабочих, контактирующих с соединениями никеля, может служить показателем для выявления групп повышенного риска.

7. Полученные данные указывают на возможность применения ретинола в качестве антимутагенного препарата для снижения генотоксических эффектов соединений никеля у рабочих.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Перминова И.Н., Яковлева М.Н., Алехина Н.И., Засухина Г.Д. Различия в индивидуальной чувствительности к антимутагенному действию ретинола в лимфоцитах рабочих, контактирующих с соединениями никеля. -Генетика.- 2001. -Т.37. - №8. - С. 1-4.

2. Perminova I., Yakovleva M., Alekhina N., Zasukhina G. Variation in lymphocyte sensitivity to the antimutagenic effect of retinol in workers exposed to nickel compounds // Russian Journal of genetics. - Vol.37. - №8. - P.976-978.

3. Яковлева М.Н., Синелыцикова ТА, Перминова И.Н., Засухина Г.Д. Роль супероксиддисмутазы в поддержании клеточного гомеостаза при воздействии у-излучения и сульфата никеля // Радиобиология. Радиоэкология. -2002. -N.42. -№3. -С.299-301.

4. Яковлева М.Н., Перминова И.Н., Синелыцикова ТА, Перминова Е.В. Сравнительное действие ингибитора антиоксидантного фермента супероксиддисмутазы при у-облучении и воздействии сульфата никеля в клетках человека // Тезисы Международной конференции «Проблемы радиационной генетики на рубеже веков, Москва, 20-24 ноября, 2000. - С.64.

5. Перминова И.Н., Яковлева М.Н., Синелыцикова ТА Изучение вклада повреждающего действия свободнорадикальных процессов на клетки человека при воздействии гамма-радиации и соединений никеля // Тезисы докл. симпозиума "Актуальные проблемы экологической физиологии человека на Севере", Сыктывкар, 20-22 июня 2001.

6. Перминова И.Н., Яковлева М.Н. Подход к снижению неблагоприятных генетических последствий, индуцированных тяжелыми металлами, с помощью природных антимутагенов // Тезисы докладов Всероссийской конференции "Научные аспекты экологических проблем России", Москва, 13-16 июня 2001. - С. 120.

7. Яковлева М.Н., Синелыцикова Т.А., Перминова И.Н. Роль свободнорадикальных процессов в клетках человека при воздействии гамма -радиации и обработке соединениями никеля // Тезисы докл. IV Съезда по радиационным исследованиям, Москва, 20-24 ноября 2001.- С.406

8. Перминова И.Н., Синелыцикова Т.А., Яковлева М.Н., Засухина Г.Д. Модификация устойчивости клеток человека к у-радиации и тяжелым металлам с помощью ингибирования свободнорадикального окисления и стимулирования процессов восстановления клеточных повреждений // Тезисы Международной конференции «Генетические последствия чрезвычайных радиационных ситуаций, Москва, 10-13 июня 2002. - С.140

9. Yakovleva M., Sinelshchikova Т., Perminova I. Mechanisms of nickel toxicity in human cells. // Abstracts of the Sixth International Nickel Conference, Murmansk, September 1-6, 2002. - P.76.

10. Perminova I., Yakovleva M., Perminova E. Appoaches to DNA damage protection from exposure to nickel in high risk population groups // Abstracts of the Sixth International Nickel Conference, Murmansk, September 1-6, 2002. - P.92.

11. Perminova E., Yakovleva M., Perminova I., Zasukhina G.Experimental study of y-radiation effects on human cells // The abstracts ofXXVI Annual Seminar "Physics of Auroral Phenomena", February, 25-28. - Apatity, 2003 - P.22

12. Перминова Е.В., Яковлева М.Н., Перминова И.Н., Засухина Г.Д. Роль витаминов С и А в повышении генетической стабильности при воздействии химических факторов и радиации // Тезисы докл. науч. конф. "Медико-генетическая оценка пищевых продуктов", Москва, 27-29 мая 2003 - С.93

13. Яковлева М.Н. Эколого-генетическая оценка воздействия соединений никеля на клетки человека и снижение его генотоксичности витамином А // Тезисы докл. XV Коми Республиканской молодежной конференции, Сыктывкар, 19-23 апреля 2004. - С. 125-126.

Автореферат

ЯКОВЛЕВАМаринаНиколаевна

ЭКОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТОВ СОЕДИНЕНИЙ НИКЕЛЯ И ИХ МОДИФИКАЦИЯ РЕТИНОЛОМ

Технический редактор В.А.Ганичев

Лицензия ПД 00801 от 06 октября 2000 г.

Подписано к печати 14.01.2005

Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Гарнитура Times/Cyrillic

Уч.-издл. 1.2. Заказ № 2. Тираж 100 экз.

Ордена Ленина Кольский научный центр им.С.М.Кирова 184209, Апатиты, Мурманская область, ул.Ферсмана, 14

V -¡ ■ i ) 16 ФЙ-2Ю - 1Ш

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Яковлева, Марина Николаевна

Введение.

Глава 1. Эколого-генетическая оценка эффектов химических соединений и их модификация антимутагенами.

1.1. Современные подходы к оценке влияния химических генотоксикантов на человека.

1.1.1. Биоиндикация генотоксических эффектов химических факторов загрязнения окружающей среды.

1.1.1.1. Цитогенетические биомаркеры при изучении мутагенеза, индуцированного химическими веществами.

1.1.1.2. Оценка репаративного синтеза ДНК в механизмах защиты генома при индуцированном мутагенезе.

1.1.1.3. Роль генотипа в чувствительности организма к химическим мутагенам.

1.2. Оценка генотоксических эффектов соединений никеля на клетки человека и животных in vivo и in vitro.

1.2.1. Цитогенетические показатели в группах рабочих, контактирующих с соединениями никеля.

1.2.2. Роль свободнорадикальных процессов в механизмах генотоксического действия соединений никеля.

1.3. Модификация генотоксических эффектов химических соединений с помощью антимутагенов.:.

1.3.1. Витамины - природные антимутагены, обладающие антирадикальной активностью.

1.3.2. Роль витамина А в оптимизации показателей генетической стабильности при воздействии мутагенов.

Глава 2. Объекты и методы исследований.

2.1. Объекты исследований.

2.2. Характеристика выборки.

2.3. Характеристика реактивов и исследуемых веществ.

2.4. Методы исследований.

2.4.1. Методы культивирования клеток, используемых в работе.

2.4.2. Определение уровней сестринских хроматидных обменов и скорости прохождения генерации в лимфоцитах периферической крови человека.

2.4.3. Определение репаративного синтеза ДНК методом сцинтилляционной радиометрии в лимфоцитах периферической крови человека.

2.4.4. Определение выживаемости клеток человека методом окрашивания трипаным синим.

2.4.5. Определение уровня репликативного синтеза ДНК в клетках человека.

2.4.6. Анализ проб волос на содержание никеля.

2.4.7. Статистическая обработка результатов. ф

Глава 3. Исследование уровней СХО и интенсивности процессов репарации

ДНК в лимфоцитах рабочих пирометаллургического производства никеля.

3.1. Оценка формирования СХО в лимфоцитах рабочих и контрольной группы.

3.2. Характеристика репаративной активности в лимфоцитах рабочих и контрольной группы.

Глава 4. Сравнительное изучение in vitro антимутагенных свойств ретинола в клетках человека, обработанных сульфатом никеля или у- радиацией.

4.1. Оценка протекторного действия ретинола на выживаемость фибробластов человека при воздействии сульфата никеля и у-излучения.

4.2. Изучение модифицирующего действия ретинола на репликативный синтез ДНК в фибробластах человека при воздействии сульфата никеля и у-радиации. г 4.3. Влияние ретинола на репаративный синтез ДНК, индуцированный сульфатом никеля или у-излучением в лимфоцитах человека.

Глава 5. Механизмы генотоксического действия сульфата никеля, связанного со свободнорадикальными процессами.

5.1. Исследование влияния ингибитора СОД на клеточную выживаемость при воздействии сульфата никеля или у-излучения.

5.2. Репаративный и репликативный синтез ДНК в клетках человека при ингибировании СОД и воздействии сульфата никеля или у-излучения.

Глава б. Оценка антимутагенной эффективности ретинола в лимфоцитах рабочих.

6.1. Модификация ретинолом процессов формирования СХО в лимфоцитах рабочих.

6.2. Оценка влияния ретинола на уровень репаративного синтеза ДНК в лимфоцитах рабочих.

Глава 7. Различия в индивидуальной чувствительности рабочих к воздействию соединений никеля и антимутагенному действию ретинола.

7.1. Оценка различий в индивидуальной чувствительности рабочих к воздействию соединений никеля.

7.2. Оценка различий в индивидуальной чувствительности рабочих к антимутагенному действию ретинола.

Обсуяздение результатов.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Эколого-генетическая оценка эффектов соединений никеля и их модификация ретинолом"

Актуальность работы

Актуальность охраны окружающей среды и, в частности, проблемы оценки и предотвращения негативных последствий, связанных с введением в биосферу многочисленных химических соединений техногенного происхождения, в настоящее время очевидна.

Немногим более 30 лет тому назад научным, а вслед и всем обществом, был осознан тот факт, что химические соединения - загрязнители окружающей среды (ОС), также как и ионизирующая радиация, представляют реальную генетическую опасность для человека. В результате возникло новое направление на стыке генетики и экологии - экологическая генетика, - область знания, исследующая взаимовлияние генетических процессов и экологических отношений [Инге-Вечтомов, 1998].

В процессе своего развития человечество постоянно подвергалось генотоксическим воздействиям естественных факторов, но в ходе своей биологической эволюции человек вырабатывал адаптивные реакции на различные воздействия. В настоящее время, в условиях ускорения темпов научно-технического прогресса, обусловливающего увеличение поступления и накопления химических веществ в окружающей среде, встаёт вопрос соотнесения темпов изменения окружающей среды с адаптационными возможностями человеческой популяции.

В условиях загрязнения ОС химическими генотоксикантами создается угроза насыщения человеческой популяции грузом мутаций. Такое насыщение может вызвать крайне неблагоприятные процессы в популяции людей - увеличение числа спонтанных абортов, врожденных пороков развития (ВПР), наследственных заболеваний, онкопатологии и генетически детерминированной предрасположенности к ряду хронических болезней.

Мурманская область (см. приложение 1) является регионом, где сосредоточены предприятия металлургической промышленности. Мощным источником загрязнения природной среды Кольского полуострова тяжелыми металлами, в первую очередь, соединениями никеля, является комбинат "Печенганикель". Наиболее интенсивное влияние соединений никеля испытывают рабочие, занятые в пирометаллургическом производстве. Известно, что приоритетными по критериям превышения ПДК и интенсивности вредного воздействия веществами для плавильного цеха данного производства являются соединения никеля (оксиды, сульфиды) [Гигиеническое изучение., 1984; Doll, 1990].

Оценку экологических последствий техногенного воздействия тяжелых металлов на различные экосистемы неоднократно проводили сотрудники Института проблем промышленной Экологии Севера КНЦ РАН [Евдокимова, 1999; Калабин, 1999 и др.]. При этом разработаны концепции и подходы для оценки состояния ОС в зонах антропогенного влияния тяжелых металлов и других химических соединений [Евдокимова, 1995; Евсеев и др, 1999; Кашулин, 1999 и др.].

Никель, с точки зрения воздействия на здоровье человека, представляет особую опасность, так как согласно классификации, разработанной Международным агентством по изучению рака (МАИР), относится к канцерогенам I группы, т.е. к безусловным канцерогенам для человека [IARC Monographs., 1990]. В связи с этим, оценка риска при контакте с соединениями никеля представляется особо актуальной. Кроме того, на сегодняшний день недостаточно ясны механизмы генотоксического воздействия соединений никеля на клетки человека, а в связи с этим, не разработаны подходы снижения неблагоприятных эффектов никеля и его соединений.

Среди биомаркеров, отражающих биологические эффекты при воздействии химических генотоксикантов, в том числе, тяжелых металлов, ведущую роль играют цитогенетические методы, в частности, метод определения частоты сестринских хроматидных обменов (СХО). Данный метод широко применяется для выявления генотоксических свойств различных факторов и на сегодняшний день является наиболее чувствительной тест-системой для идентификации генотоксического действия химических соединений [Hulka, Wilcosky, 1988; Wulf, 1990 и др.].

Единственным подходом для снижения неблагоприятных последствий, вызванных химическими генотоксикантами, служит применение антимутагенов, которые снижают уровень индуцированных повреждений и тем самым положительно влияют на организм. Среди известных антимутагенов, наиболее перспективными, с точки зрения эффективности и безвредности для организма, являются природные вйтамины и их аналоги, в первую очередь, витамины А, С и Е, обладающие высоким антиоксидантным действием.

Предполагается, что одним из механизмов цито- и генотоксичности никеля является индукция свободнорадикальных процессов [Dally, Hartwig, 1997; Kasprzak et al., 2003]. Это теоретическое обоснование позволило нам предположить, что применение антиоксидантов, нейтрализующих свободные радикалы, будет способствовать снижению неблагоприятных генетических эффектов никеля. Использование витаминов С и Е в качестве модификаторов генотоксичности соединений никеля, было продемонстрировано с применением различных тест-систем [Перминова и др., 2001; Lin X. et al., 1991 и др.]. В данной работе использовали витамин А (ретинола ацетат), антирадикальная и антимутагенная активность которого ранее была показана в отношении у-излучения, 4-нитрохинолин-1-оксида (4НХО), соединений Mo и Cd [Чопикашвили, 1993; Badr, 1998 и др.], при этом активность витамина А в отношении соединений никеля не изучалась.

Данная работа посвящена изучению генотоксических свойств соединений никеля in vivo и in vitro, связанных со свободнорадикальными процессами, и проблеме модификации мутагенного потенциала соединений никеля витамином А.

Цель и задачи исследования

Делью работы была эколого-генетическая оценка эффектов соединений никеля in vitro и in vivo и возможности модификации генотоксических проявлений соединений никеля витамином А (ретинолом).

В связи с поставленной целью были определены следующие задачи:

2. Оценка антимутагенных эффектов ретинола по показателям клеточной выживаемости, репаративного и репликативного синтеза ДНК при воздействии NÍSO4 в культивируемых клетках человека.

5. Выявление различий в индивидуальной чувствительности рабочих к мутагенному воздействию соединений никеля и антимутагенному действию ретинола в зависимости от содержания никеля в организме, стажа работы и особенностей образа жизни (по критериям СХО и PC ДНК).

Научная новизна исследования

• Проведены исследования по изучению генетических эффектов соединений никеля на основе параллельного определения структурных изменений хромосом по критерию СХО, уровней репаративного синтеза и содержания никеля в организме рабочих плавильного производства никеля на Европейском Севере. Установлен достоверно повышенный уровень СХО, который не зависел ни от степени содержания никеля в организме, ни от стажа работы. Курение усиливало генотоксические эффекты никеля в лимфоцитах рабочих.

• Показано, что один из механизмов ДНК-повреждающего действия соединений никеля связан со свободнорадикальным механизмом, так как ингибирование супероксиддисмутазы (СОД) - ключевого фермента антиоксидантной системы, сопровождается усилением генотоксического действия NiS04.

• Доказано, что прием ретинола по 33000 МЕ/сут. в течение месяца сопровождается достоверным снижением частоты СХО в лимфоцитах рабочих пирометаллургического производства никеля.

Научно-практическая значимость работы

- Использование цитогенетического критерия (СХО) позволило выявить группу повышенного риска среди рабочих, контактирующих с соединениями никеля.

- Показана ключевая роль СОД в поддержании генетического гомеостаза при воздействии соединений никеля, что может служить основой для выявления лиц с пониженной активностью СОД среди рабочих, контактирующих с соединениями никеля.

- Результаты исследований могут быть использованы при профессиональном отборе и профориентации рабочих по признаку чувствительности к соединениям никеля, а также для регистрации возможных генетических изменений в клетках рабочих, занятых в пирометаллургическом производстве никеля.

- Показана высокая эффективность ретинола в снижении уровней цитогенетических повреждений в лимфоцитах рабочих (курс приема ретинола в дозе 33 ООО МЕ/сут. в течение месяца), что может служить основой для разработки мероприятий по профилактике нежелательных генетических эффектов соединений никеля.

Основные положения, выносимые на защиту

2. Ретинол проявляет антимутагенное действие in vitro, выражающееся в повышении клеточной выживаемости и синтеза ДНК в клетках человека, обработанных níso4, что явилось предпосылкой для использования этого витаминного препарата в группе рабочих.

3. В условиях ингибирования СОД цито- и генотоксические свойства NÍSO4 усиливаются, что свидетельствует о вкладе свободнорадикальных процессов в ДНК-повреждающее действие соединений никеля.

Объем и структура диссертации.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Яковлева, Марина Николаевна

выводы

2. Выявлено антимутагенное действие ретинола в клетках человека in vitro к воздействию сульфата никеля, выражающееся в увеличении репликативного синтеза ДНК и клеточной выживаемости.

4. Прием рабочими ретинола (33 ООО МЕ/сут. в течение месяца) сопровождался достоверным снижением уровней СХО.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Яковлева, Марина Николаевна, Апатиты

1. Абрамова Ж.И., Оксенгендлер Г.И. Человек и противоокислительные средства. М.: Наука, 1985. - 230 с.

2. Алекперов У.К. Антимутагенез: Теоретические и практические основы. М.: Наука, 1984.- 104 с.

3. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях. М.: ИКЦ Академкнига, 2003. -431с.

4. Артамонова Е.Ю., Синелыцикова Т.А., Засухина Г.Д. Различия в антимутагенной активности витаминных препаратов в клетках человека при воздействии мутагенов различной природы // Генетика. 1994. -Т.30. - №11. - С.1556-1557.

5. Атлас географический справочный. М.: ГУК, 1986. - с. 84.

6. Биккулова А.Т., Ишмуратова Г.М. Биоэлементология s-, p-, d-элементов. СПб.: Наука, 1999. 256 с.

7. Бобылева Л.А., Чопикашвили Л.В. Алехина Н.И., Засухина Г.Д. Модификация аскорбиновой кислоты спонтанного и индуцированного уровней ХА и СХО в лимфоцитах рабочих, контактирующих с солями молибдена // Генетика. 1993. - Т. 29. -№3.-С.43 0-434.

8. Большаков А.М., Крутько В.Н., Пуцилло Е.В. Оценка и управление рисками влияния окружающей среды на здоровье населения. М.: Эдиториал УРСС, 1999. - 256 с.

9. Борисенкова К.В., Пылев Л.Н., Лученко Л.А. Экспериментальное исследование по оценке онкогенного действия пыли медно- никелевой сульфидной руды // Мед. Тр. Пром. Экол. -1996. -№2. -С.10-13.

10. Гигиеническое изучение условий труда и разработка оздоровительных мероприятий в производстве никеля, мели и кобальта на Крайнем Севере. Отчет о научно.- исслед. работе. Кировск, 1984. - 3 ч. - 223 с.

11. Дубинин Н.П. Принципы мониторинга по генным мутациям в популяциях человека // ДАН СССР. 1986. - Т.291. - №6. - С. 1496-1498.

12. Дурнев А.Д. Модификация мутационного процесса в клетках человека // Вестник РАМН.- 2001. №10. - С.70-76.

13. Дурнев А.Д., Середеннн С.Б. мутагены (скрининг и фармакологическая профилактика воздействий). -М.: Медицина, 1998. 328 с.

14. Евдокимова Г.А. Эколого-микробиологические основы охраны почв Крайнего Севера. -Апатиты: КНЦ РАН, 1995. 272 с.

15. Ильинских H.H., Ильинских И.Н., Бочаров Е.Ф. Цитогенетический гомеостаз и иммунитет. Новосибирск: Наука, 1986. - 256 с.

16. Инге-Вечтомов С.Г. Экологическая генетика. Что это такое? // Соросовский образ, журнал. 1998. - № 2. - С. 59-65.

17. Капралов A.A., Донченко Г.В., Петрова Г.В. Роль витамина в процессах функционирования клетки. Антиоксидантные и неантиоксидантные механизмы //Успехи совр. биологии. -2003. -Т. 123. №6. -С.573-589.

18. Козлов Ю.П. Свободнорадикальное окисление липидов в биомембранах в норме и при патологии /Биоантиокислители. Труды МОИП. М.: Наука, 1975. - С.5-14.

19. Котелевцев C.B., Стволинский С.Л., Бейм А.М. Эколого-токсикологический анализ на основе биологических мембран. М.: Изд. МГУ, 1986. - 106с.

20. Кудрин A.B., Скальный A.B., Жаворонков A.A., Скальная М.Г., Громов O.A. Иммунофармакология микроэлементов. М.: издательство КМК, 2000. - 537с.

21. Кужир Т.Д. Антимутагены и химический мутагенез в системах высших эукариот. -Минск: Тэхнолопа, 1999. 267 с.

22. Кульгавин А.Э., Рагимова Г.К. Влияние рациона, не содержащего витамин Е, на уровень аберраций хромосом в клетках костного мозга крыс. Деп. ВИНИТИ, 1988.- № 2240-В88.

23. Лазутка Ю.С. Сестринские хроматидные обмены: Теоретические и практические аспекты. Вильнюс, 1989. - 203 с.

24. Лазутка Ю.С., Лекявичюс Р.К. Сестринские хроматидные обмены в лимфоцитах периферической крови человека тест для оценки генотоксичности химических загрязнителей окружающей среды. Метод, указания. - Вильнюс, 1984. - 54 с.

25. Лекявичюс Р.К. Химический мутагенез и загрязнение окружающей среды. Вильнюс: Мокслас, 1983. - 223 с.

26. Леонард А. Нарушения в хромосомах под действием тяжелых металлов / Некоторые вопросы токсичности ионов металлов. Под ред. Х.Зигеля, А.3игеля. М.: Мир, 1993. - С. 190-212.

27. Лисицына Т.А., Васильева И.М., Дурнев АД., Засухина Г.Д. Свободные радикалы и восстановление повреждений ДНК в репарационно-дефектных клетках человека//Докл. РАН. 1999. -Т.365. - №2. - С.263-265.

28. Осипова Т.Б., Синелыцикова Т.А., Перминова И.Н., Засухина Г.Д. Репаративные процессы в культивируемых клетках человека при воздействии соли никеля и их модификация //Генетика. 1998. - Т.34. - №6. - С.852-856.

29. Перминова И.Н., Алехина Н.И., Синелыцикова Т.А., Осипова Т.Б., Засухина Г.Д. Формирование сестринских хроматидных обменов и репаративный синтез ДНК у рабочих, контактирующих с соединениями никеля // Генетика. 1997. - Т.ЗЗ. - № 4. -С. 556-560.

30. Перминова Й.Н. Синелыцикова Т.А., Алехина Н.И., Перминова Е.В., Засухина Г.Д. Мониторинг в лимфоцитах рабочих, контактирующих с соединениями никеля, и подход к снижению генетических эффектов // Цитология и генетика. 2001. - №3. - С.59-65.

31. Перспективы медицинской генетики / Под ред. Н.П. Бочкова. М.: Медицина, 1982. - 400 с.

32. Платонова А.Е. Статистический анализ в медицине и биологии: задачи, терминология, логика, компьютерные методы. М.: Изд. РАМН, 2000. - 52с.

33. Ревазова Ю.А., Журков B.C. Генетические подходы к оценке безопасности факторов среды обитания человека // Вестник РАМН. 2001. - №10. - С.70-76.

34. Середенин С.Б., Дурнев А.Д., Фармакологическая защита генома. М.: ВИНИТИ, 1992. -161с.

35. Синелыцикова Т.А., Засухина Г.Д. К механизму действия малых доз у-радиации, связанному с формированием устойчивости клеток человека к мутагенам // Радиац. биол. и радиоэкология. 1992. - Т. 32. - №6. - С. 826-829.

36. Степанова Л.И., Козлов Ю.П., Котелевцев C.B. Механизмы накопления, метаболической активации и детоксикации мутагенных соединений в тканях рыб и рыбоядных птиц // Тезисы докл. II съезда биофизиков России, Москва, 1999.

37. Худолей В.В. Канцерогены: характеристики, закономерности, механизмы действия. -СПб.: НИИ Химии СПбГУ, 1999. 419 с.

38. Хэммонд П.Б., Фолкс Э.К. Токсичность иона металла в организме человека и животных / Некоторые вопросы токсичности ионов металлов. Под ред. Х.Зигеля, А.Зигеля. М.: Мир, 1993. - С. 131-165.

39. Цховребова Л.В. Радиоадаптивный ответ в лимфоцитах человека и его модификация. Дис. канд. биол. наук. М., 1998. - 123 с.

40. Чопикашвили Л.В. Генетико-гигиенические аспекты воздействий тяжелых металлов (Cd, Со, Mo) на организм человека и животных. Дис. докт. биол. наук. М., 1993. - 290с.

41. Чопикашвили Л.В., Васильева И.М., Львова Г.Н., Засухина Г.Д., Бобылева Л.А. Снижение репаративных процессов в лимфоцитах рабочих, контактирующих с тяжелыми металлами //Генетика. 1989. - Т.25. - № 12. - С.2247-2250.

42. Albertini R. J. Developing sustainable studies on environmental health // Mutat. Res. 2001. -Vol.480-481. - P. 317-331.

43. An J., Hsie A.W. Effects of an inhibitor and a mimic of superoxide dismutase on bleomycin mutagenesis in Chinese hamster ovary cells // Mutat.Res. 1992. - Vol.270. - P. 167-175.

44. Anderson D., Basaran N., Blowers S.D., Edwards A.J. The effect of antioxidants on bleomycin treatment in vitro and in vivo genotoxicity assays // Mutat.Res. 1995. - Vol.329. - P.37-47.

45. Ariza M.E., Williams M.V. Mutagenesis of AS52 cells by low concentrations of lead (II) and mercury (II) //Environ. Mol. Mutagen. 1996. - Vol.27. - P.30-33.

46. Au W.W., Heo M.Y., Chiewchanwit T. Toxicological interactions between nickel and radiation on chromosome damage and repair // Environ. Health Perspect. - 1994. - Vol.102. - №9. -P.73-77.

47. Au W.W., Sierra-Torres C.H., Cajas-Salazar N., Shipp B.K., Legator M.S. Cytigenetic effects from exposure to mixed pesticides and the influence from genetic susceptibility // Environ.Health Perspect. 1999. - 107. - P.501-505.

48. Badr F.M., El-Habit O.H.M., Hamdy M., Hassan G.A.R. The mutagenic versus protective role of vitamin A on the induction of chromosomal aberration in human lymphocyte cultures // Mutat.Res. 1998. -Vol.414. - P.157-163.

49. Bala Krishana Murthy P. Frequency of sister chromatid exchanges in cigarette smokers // Human Genet. 1979. - Vol.52. - P.343-345.

50. Balansky R.M., Mircheva Z., Blagoeva P. Modulation of the mutagenic activity of cigarette smoke condensate and benzoa.pyrene in vitro and in vivo // Mutagenesis. 1994. - Vol. 9. - P. 107-112.

51. Bhattacharya R.K., Firozi P.F., Aboobaker V.S. Factors modulating the formation of DNA adduct by aflatoxin B in vitro // Carcinogenesis. 1984. - Vol.5. - P. 1359-1362.

52. Biedermann K.A., Landolph J.R. Induction of anchorage independence in human diploid fibroblasts by carcinogenic metal salts // Cancer Res. -1987. Vol.47. - P.3815-3823.

53. Bodiwala D., Luscomble C.J., French M.E., Liu S., Sakby P.W., Jones P.W. Polymorphisms in the vitamin D receptor gene, ultraviolet radiation, and susceptibility to prostate cancer // Environ, and MoLMut. 2004. - Vol.43. - P. 121-127.

54. Bonassi S., Neri M., Puntoni R. Validation of biomarkers as early predictors of disease // MutatRes. 2001. - Vol.480-481. - P.349-358.

55. Brockman H.E., Stack H.F., Waters M.D. Antimutagenicity profiles of some natural substances //MutatRes. 1992. - Vol.267. - P.157-172.

56. Busk L., Sjostrom B., Ahlborg U.G. Effect of vitamin A on cyclophosphamide mutagenecity in vitro (Ames test) and in vivo (mouse micronucleus test) // Food Chem. Toxicol. 1984. -Vol.22. - P.725-730.

57. Butkiewicz D., Grybowska E., Phillips D.H., Hemminki K., Chorazy M. Polymorphisms of the GSTP1 and GSTM1 genes and PAH-DNA adducts in human mononuclear white blood cells // MutatRes. 2000. - Vol.35. - P.99-105.

58. Cabrera G. Effect of five dietary antimutagens on the genotoxicity of six mutagens in the microscreen prophage-induction assay // Environ.Molec. Mutagen. 2000. - Vol. 36. - P.206-220.

59. Chen C.Y., Huang Y.L., Lin T.E. Effects of vitamin A pretreatment on nickel-induced lipid peroxidation and concentration of essential metals in liver, kidney and lung of mice // Arch. Toxicol. 1998. - Vol. 72. - P. 381-386.

60. Chorvatovicova D., Kovacikova Z. Inhalation exposure of rats to metal aerosol. II. Study of mutagenic effect on alveolar macrophages // J. Appl. Toxicol. 1992. - Vol.12. - P.67-68.

61. Costa M., Klein C. Nickel carcinogenesis, mutation, epigenetics or selection // Environ. Health Perspect. 1999. - Vol. 107. - № 9. - P. A438-A439.

62. Crow J.F. Human population monitoring // Chemical mutagens. N.Y.: Plenum press, 1971. -Vol.2. -P.591-605.

63. Dally H., Hartwig A. Induction and repair inhibition of oxidative DNA damage by nickel (II) and cadmium (II) in mammalian cells // Carcinogenesis. 1997. - Vol.18. - P. 1021-1026.

64. Daube H., Scherer G., Riedel K., Ruppert T., Tricker A.R., Rosenbaum P., Adlkofer F. DNA adducts in human placenta in relation to tobacco smoke exposure and plasma antioxidant status //J.CancerRes. Clin. Oncol. 1997. - Vol.123. - P. 141-151.

65. Decoudi S., Cassand P., Daubeze M. Frayssinet C., Narbonne J.F. Effect of vitamin A dietary intake on in vitro and in vivo activation of aflatoxin Bi // MutatRes. 1992. - Vol.269. - P.269-278.

66. De Flora S., Ramel C. Mechanisms of inhibitors of mutagenesis and carcinogenesis. Classification and overview // Mutat.Res. 1988. - Vol.202. - P.285 - 306.

67. De Vet H.C., The puzzling role vitamin A in cancer prevention // Anticancer Research. 1989. -Vol.9. -P.145-151.

68. Doll R., ed. Report of the International Committee on Nickel Carcinogenesis in Man // Scand. J. Work Environ. Health. 1990. - Vol. 16. - P. 1-82.

69. Dunnick J.K., Elwell M.R., Radovsky A.E., Benson J.M., Hahn F.F. Comparative carcinogenic effects of nickel subsulfide, nickel oxide, or nickel sulfate hexahydrate chronic exposures in the lung // Cancer Research. 1995. - Vol.55. - № 22. - P.5251-5256.

70. Edenharder R., Worf-Wandelburg A., Deaker M., Piatt K.L. Antimutagenic effects and possible mechanisms of action of vitamins and related conpounds against genotoxic heterocyclic amines from cooked food // Mutat.Res. 1999. - Vol. 444. - P.235-248.

71. Falck G.C.M.; Hirvonen A., Scarpato R., Saarikoski S.T., Migliore L., Norppa H. Micronuclei in blood lymphocytes and genetic polymorphism for GSTM1, GSTT1 and NAT2 in pesticide-exposed greenhouse workers // Mutat.Res. 1999. - Vol.441. - P.235-237.

72. Fletcher G.G., Rossetto F.E., Turnbull J.D., Nieboer E. Toxicity, uptace, and mutegenecity of particulate and soluble nickel compounds // Environ. Health Perspect. 1994. - Vol.102. - P.69-79.

73. Gebhart E., Wagner K., Behnsen H. The action of anticlastogens in human lymphocyte cultures and their modification on by rat liver S9 mix. II. Studies with vitamin C and E // Mutat.Res. -1985,- Vol.149.-P.83-94.

74. Gennart J.P., Baleux C., Verellen-Dumoulin C. Increased sister chromatid exchanges and tumor markers in workers exposed to elemental chromium-, cobalt- and nickel containing dusts // MutatRes. - 1993. - Vol.299. - P.55-61.

75. Ghaskadbi S., Rajmachikar S., Agate C. Modulation of cyclophosphamide mutagenecity by vitamin C in the in vivo rodent micronucleus assay // Teratog.Carcinog.Mutagen. 1992. -Vol.321.-P.l 1-17.

76. Greggi Antunes L.M., Takahashi C.S. Effects of high doses of vitamins C and E against doxorubicin induced chromosomal damdge in Wistar rat bone marrow cells // Mutat.Res. -1998,- Vol. 419.-P. 137-143.

77. Hallberg L.M., Bechtold W.E., Grady J., Legator M.S., Au W.W. Abnormal DNA repair activités in lymphocytes of workers exposed to 1,3-butadiene // Mutat.Res. 1997. - Vol.383. -P.213-221.

78. Halliwell B., Gutteridge J.M.C. Free radicals in biology and medicine. Oxford:Clarendon Press, 1986. - 346 p.

79. Hamdan S., Morse B., Reinhold D. Nickel subsulfide is similar to potassum dichromate in protecting normal human fibroblasts from the mutagenic effects of benzoa.pyrene diolepoxide // Environ. Mol. Mutagen. 1999. - Vol.33. - №3. - P.211-218.

80. Hartmann A., Fender H., Speit G. Comparative biomonitoring study of workers at a waste disposal site using cytogenetic tests and the Comet (single-cell gel) assay // Environ.Health Perspect. 1998. - Vol.32. - P. 17-24.

81. Hartwig A. Carcinogenicity of metal compounds: possible role of DNA repair inhibition // Toxicool.Lett. 1998. - Vol.28. - P.102-103.

82. Hartwig A., Beyersmann D. Enhancement of UV induced mutagenesis and sister chromatid exchanges by nickel ions in V79 cells: evidence for inhibition of DNA repair // Mutat.Res. -1989.-Vol.217.-P.65-73.

83. Hoda Q., Sinha S.P. Vitamin C mediated minimisation of Rogor - induced genotoxicity // Mutat.Res. - 1993. - Vol. 299. - P. 29-36.

84. Huang X., Klein C.B., Costa M. Crystalline N¡382 specifically enhances the formation of oxidants in the nuclei of CHO cells as detected by dichlorofluorescein // Carcinogenesis. 1994. -Vol.15. -P.545-548.

85. Hulka B.S., Wilcosky T. Biological markers in epidemiologic reserach // Arch. Environ. Health. 1988.-Vol.43. - P.83-89.

86. Huttner E., Gotze A., Nikolova T. Chromosomal aberration in humans as genetic endpoints to assess the impact of pollution // Mutat.Res. 1999. - Vol.445. - P.251-257.

87. IARC. Chromium, nickel and welding // IARC Monographs. 1990. - Vol.49. - P.257-445.

88. Kalina I., Brezani I., Gajdosova D., Binkova B., Salagovic J., Habalova V., Mrackova G., Dobias L., Sram R.J. Cytogenetic monitoring in coke oven workers // Mutat.Res. 1998. -Vol.417. - P.9-17.

89. Karahalil B., Burgaz S., Fisek G., Karakaya A.E. Biological monitoring of young workers exposed to polycyclic aromatic hydrocarbons in engine repair workshops // Mutat.Res. 1998. -Vol.412. - P.261-269.

90. Karakaya A.E., Karahalil B., Yilmazer M., Aygun N., Sardas S., Burgaz S. Evaluation of genotoxic potential of styrene in furniture workers using unsaturated polyester resins // Mutat.Res. 1997. - Vol.392. - P.310-310.

91. Kargacin B., Klein C.B., Costa M. Mutagenic respons of nickel oxides and nickel sulfides in Chinese hamster V79 cell lines at the xanthine-guanine phosphoribosyl transferase locus // Mutat.Res. 1993. - Vol.300. - P.63-72.

92. Kartha V.N.R., Krishnamurty S. Antioxidant function of vitamin A // Int. J. Vit. Nutr. Res. -1977. V.47.-P.384-401.

93. Kasprzak K.S. Oxidative DNA damage in metal-induced carcinigenesis. In: Chang L.W., Magos L., Suzuki T., eds Toxicology of metals. Boca Raton, FL: Lewis Publishers, 1996. -P.299-320.

94. Kasprzak K.S., Sunderman F.W., Salnikov K. Nickel carcinogenesis // Mutat.Res. 2003. -Vol.533. -P.67-97.

95. Katsifis S.P., Kinney P.L., Hasselet S., Burns F.J., Christie N.T. Interaction of nickel with mutagens in the induction of sister chromatid exchanges in human lymphocytes // Mutat.Res. -1996. Vol.359. -P.7-15.

96. Katsifis S.P., Shamy M., Kinney P.L., Burns F.J. Interaction of nickel with UV light in the induction of cytogenetic effects in human peripheral lymphocytes // Mutat.Res. - 1998. -Vol.422.-P.331-337.

97. Khan P.K., Sinha S.P. Ameliorating effect of vitamin C on murine sperm toxicity induced » by three pesticides (endosulfan, phosphamidon and mancozep) // Mutagenesis. 1996. - Vol.11.-P.33-36.

98. Kumari D., Sinha S.P. Effect of retinol on ochratoxin produced genotoxicity in mice // Food Chem. Toxicol. - 1994. - Vol.32. - P.471-475.

99. Kuo M-L., Jee S-H., Chou M-H., Ueng T-H. Involvement of oxidative stress in motorcycle exhaust particle-induced DNA damage and inhibition of intercellular communication // Mutat.Res. 1998. - 413. - P. 143-150.

100. Kuroda Y. Antimutagenic activity of vitamins in cultured mammalian cells // Basic Life Sci.- 1990. Vol.52. - P.233-256.

101. Kuroda Y. Antimutagenic mechanisms of vitamin C and derivatives in mammalian cells in culture // Mutat.Res. 1987. - Vol. 182. - P.365-370.

102. Kuroda Y. Mutagen modifying effects of vitamin A and E in mammalian cells in culture // MutatRes. - 1988. - Vol.203. -P.377.

103. Landi S., Frenzilli G., Sbrana I., Barale R. Modulating factors of individual sensitivity to ^ diepoxybutane: sister chromatid exchanges induced in vitro in human lymphocytes // Mutat.

104. Res. 1996. - Vol. 357. - P. 75-82.

105. Lee Chen S.F., Wang M.C., Yu C.T., Wu D.R., Jan K.Y. Nickel chloride inhibits the DNA repair of UV - treated but not methyl methanesulfonate - treated Chinese hamster ovary cells // Biol. Trace Elem. Res. - 1993. - Vol.37. - P.39-50.

106. Lei Y.X., Zhang Q., Zhuang Z.X. Study on DNA protein cross - links induced by chromate and nickel compounds in vivo with I - 125 Postlabelling assay // Mutat.Res. - 1995. - Vol.329. -P. 197-203.

107. Lin X., Sugiyama M., Costa M. Differnces in the effect of vitamin E on nickel sulfide or nickel chloride induced chromosomal aberrations in mammalian cells // Mutat.Res. - 1991. -Vol. 260.-P. 159-164.

108. Lu X.P., Fanjul A., Picard N., Peahl M. Novel retinoid related molecules as apoptosisinducers and effective inhibitors of human lung cancer cells in vivo // Nature medicine. 1997. -Vol.3.-№6.-P.686-689.

109. Matsushima-Nishiwaki R, Okuno M., Adachi S. Phosphorylation of retinoid receptor a at serine 260 impairs its metabolism and function in human hepatocellular carcinoma // Cancer Research. -2001. Vol.61. - P.7675-7682.

110. Meng Z., Zhang B. Chromosomal aberrations and micronuclei in lymphocytes of workers at a phosphate fertilizer // Mutat.Res. 1997. - Vol.393. - P.283-288.

111. Misra M., Olinski R, Dizdaroglu M., Kasprzak K.S. Enhancement by L histidine of nickel (II) - induced DNA - protein cross - linking and oxidative DNA base damage in the rat kidney // Chem. Res. Toxicol. - 1993. - Vol.6. - P.33-37.

112. Miura T., Patierno S.R., Sakuramoto T., Landolph J.R. Morphological and neoplastictransformation of C3H/10T1/2 mouse embryo cells by insoluble carcinogenic nickel compounds // Environ.Mol.Mutagen. 1989. - Vol. 14. - P.65-78.

113. Mooney L.A., Bell D.A., Santella R.M., Van Bennekum A.M., Ottman R., Paik M., Blaner W.S., Lucier G.W., Covev L., Young T.L. Contribution of genetic and nutritional factors to DNA damage in heavy smokers // Carcinogenesis. 1997. - Vol.18. - P.503-509.

114. Morimoto K., Sato-Mizuno M., Koizumi A. Sister chromatid exchanges and cell cycle kinetics in human lymphocytes cultures exposed to alkylating mutagens: apparent deformity in dose-response relationships //Mutat. Res. 1985. - Vol.152. - P. 187-196.

115. Moshell A.N., Taron R.E., Newfield S.A., Andrews A.D., Robbins I.H. A simple and rapid method for evaluating the survival of Xeroderma pigmentosum lymphoid lines after irradiation with ultraviolet light // In vitro. -1986. V.17. - №4. - P.299-306.

116. Norppa H. Genetic susceptibility, biomarker respones, and cancer. // Mutat.Res. 2003. -Vol.544. - P.339-348.

117. Odin A.P. Vitamins as antimutagens: Advantages and some possible mechanisms of antimutagenic action // Mutat. Res. -1997. Vol.386. - P.39-67.

118. Ogawa H.I., Shibohara T., Iwata H. Genotoxic activities in vivo of cobaltous chloride and other metal chlorides as assayed in the Drosophila wing spot test // Mutat.Res. 1994. -Vol.320. - P. 133-140.

119. Oiler A.R., Costa M., Oberdorster G. Molecular mechanisms of nickel carcinogenesis // Annu.Rev.Pharmacol.Toxicol. 1997. - Vol.143. - P. 152-166.

120. Olvera O., Zimmering S., Arceo C., Cruces M. The protective effects of chlorophyllin in treatment with chromium (VI) oxide in somatic cells of Drosophila // Mutat.Res. 1993. -Vol.301. -P.201-204.

121. Parry E.M., Ballantine J.A., Ellard S., Evans W.E., Jones C., Kilic N., Lewis R.I. Biomonitoring stady of a group of workers potentially exposed to traffic fumes // Environ.Mol.Mutagen. 1997. - Vol.30. - P. 119-130.

122. Perera F., Mooney V., Stampher M. Association between carcinogen-DNA damage, glutatione-S-transferase genotypes and risk of lung cancer in the prospective Physicians Health Cohort study // Carcinogenesis. 2002. - Vol.23. - №10. - P. 1641-1646.

123. Perry P.E., Wolff Sh. New Giemes method for the differential staining of sister chromatide // Nature. 1974. - Vol. 252. - P. 156-158.

124. Piperakou S.M., Petrakou E., Tsilimigaki S. Effect of air pollution and smiking on DNA damage of human lymphocytes // Environ.Mol.Mutagen. 2000. - Vol.36. - P.243-249.

125. Pohl H., Reidy J.H., Vitamin C intake influences the bleomycin-induced chromosome damage assay: implications for detection of cancer susceptibility and chromosome breakage syndromes // Mutat.Res. 1989. - Vol. 224. - P. 247-252.

126. Qin S., Batt T.,Huang C.C. Influence of retinol on carcinogen induced sister chromatid exchanges and chromosome aberrations in V79 cells // Environ. Mutagen. - 1985. - Vol.7. -P.137 -146.

127. Qin S., Huang C.C. Influence of mouse liver stored vitamin A on the induction of mutations (Ames tests) and SCE of bone marrow cells by aflatoxin Bi, benzoa.pyrene, of cyclophosphamide // Environ. Mutagenes. 1986. - Vol.8. - P.839-847.

128. Robichova S., Slamenova D., Chalupa I., Sebova L. DNA lesions and cytogenetic changes induced by N-nitrosomorpholine in HepG2, v79 and VH10 cells: the protective effects of vitamins A, C and E // Mutat.Res. 2004. - Vol. 560. - P.91-99.

129. Robison S.H., Cantoni O., Heck J.D., Costa M. Soluble and insoluble nickel compounds induce DNA repair synthesis in cultured mammalian cells // Cancer Lett. 1983. - Vol. 17. - P. 273-279.

130. Robison S.H., Costa M. The induction of DNA strand breakage by nickel compounds in cultured Chinese hamster ovary cells // Cancer Lett. 1982. - Vol.56. - P.777-786.

131. Rodriguez R.E., Misra M., North S.L, Kasprzak K.S. Nickel-induced lipid peroxidarion in the liver of different strains of mice and its relation to nickel effects on antioxidant systems // Toxicol.Lett. 1991. - Vol.57. - P.269-281.

132. Rossi A.M., Milillo C.P., Bulleri M., Guarnieri C., Landi S., Barale R. Influence of GSTT1 and GSTM1 genotype on spontaneous chromosomal aberration and sister chromatid exchange frequencies //Mutat. Res. 1997. - Vol. 379. - P. 79-85.

133. Rubes J., Kucharova S., Vozdova M., Musilova P., Zudova Z. Cytogenetic analysis of peripheral lymphocytes in medical personnel by means of FISH // Mutat.Res. 1998. - Vol.412.- P.293-298.

134. Sahu K., Das R.K. Reduction of clastogenic effect of clofazimine, an antileprosy drug, by vitamin A and vitamin C in bone marrow cells in mice // Food Chem. Toxicol. 1994. - Vol.32.- P.911-915.

135. Sahu R.K., Katsifis S.P., Kinney P.L., Christie N.T. Ni (II) induced changes in cell-cycle duration and sister-chromatid exchanges in cultured human lymphocytes // Mutat. Res. 1995. -Vol. 327. - Iss. 1-2. - P. 217-225.

136. Salnikov K., Gao M., Voitkin V., Huang X., Costa M. Altered oxidative stress responses in nickel-resistant mammalian cells // Cancer Res. -1994. Vol.54. - P.6407-6412.

137. Salnikov K., Wang S., Costa M. Induction of activating transcription factor 1 by nickel and its role as a negative regulator of thrombospondin I gene exspression // Cancer Res. 1997. -Vol.57. - P.5060-5066.

138. Sardas S., Karahalil B., Akyol D. et.al. The effect of smoking on sister chromatid exchange rate of newborn infants born to smoking mothers // Mutat.Res. 1995. - Vol.341. - P.249-253.

139. Schwerdtle T., Seidel A., Hartwig A. Effect of soluble and particulate nickel compounds on the formation and repair of stable benzoa.pyrene DNA adducts in human lung cells // Carcinogenesis. 2002. - Vol.23. - P.47-53.

140. Senft V., Losan F., Tucek M. Cytogenetic analysis of chromosomal aberrations of peripheral lymphocytes in workers occupationally exposed to nickel // Mutat. Res. 1992. - Vol. 279. - P. 171-179.

141. Shaham J., Gurvich R., Kaufman Z. Sister chromatid exchange in pathology staff occupationally exposed to formaldehyde // Mutat. Res.-2002. Vol. 514. - P. 115-123.

142. Sinha S.P., Dharmshila K. Vitamin A ameliorates the genotoxicity in mice of of aflatoxin Bi containing Aspergillus flavus infested food // Cytobios. - 1994. - Vol.79. - P.85-95.

143. Sirianni S.R., Chen H.H., Huang C.C. Effect of retinoids on plating efficiency, sister chromatid exchange (SCE) and mitomycin C induced SCE in cultured Chinese hamster cells // Mutat.Res. - 1981. - Vol.90. - P. 175-182.

144. Sirover M.A., Loeb L.A. Infidelity of DNA synthesis in vitro: screening for potential metal mutagens and carcinogens // Science. 1976. - Vol.194. - P. 1434-1436.

145. Smalls E., Patterson R.M. Reduction of benzoa.pyrene induced chromosomal aberrations by DL-alpha-tocopherol // Eur. J. Cell Biol. 1982. - Vol.28. - P.92-97.

146. Sotomayor R.E, Sega G.A. Unscheduled DNA synthesis assay in mammalian spermatogenic cells: an updat // Environ, and Molec .Mutagen. 2000. - Vol.36. - P.255-265.

147. Sram R.J., Binkova B. Molecular epidemiology studies on occupational exposure to mutagens and carcinogens, 1997-1999 //Environ.Health Perspect. 2000. - Vol.108. - Suppl.l. -P.57-70.

148. Stich H.F., Stich W., Rosin M.P., Vallejera M.O. Use of the micronucleus tests to monitor the effect of vitamin A, beta carotene and canthaxanthin on the buccal mucosa of betel nut/tobacco chewers // Int. J. Cancer. - 1984. - Vol.34. - P.745-750.

149. Sugiyama M., Ando A., Furuno A., Furlong N.B., Higaka T., Ogura R. Effects of vitamin E, vitamin B2 and selenite on DNA single strand breaks induced by sodium chromate (VI) // Cancer Lett. 1987. - Vol.38. - P. 1-7.

150. Summerfield F.W., Tappel A.L. Vitamin E protects against methyl ketone peroxide-induced peroxidative damage to rat brain DNA // Mutat.Res. 1984. - Vol. 126. - P.l 13-120.

151. Sunderman F.W. Carcinogenicity of nickel compounds in animals. In Sunderman F.W. editor. Nickel in the human environment. Lyon: IRC Monogram Series. -1984. - Vol. 53. -P. 127-142.

152. Tetzner C., Juhl H.J., Rudiger H.W. Sister chromatid exchange induction by metabolically activated retinoids in human diploid fibroblasts cultures // Mutat.Res. 1980. - Vol.79. - P.163-167.

153. Tkeshelashvili L.K., Reid T.M., McBride T.J., Loeb L.A. Nickel induces a signature to mutation for oxigen free radical damage // Cancer Res. 1993. - Vol.53. - P.4172-4274.

154. Topinka J., Binkova B., Sram K.J. The influence of tocopherol and pyritinol on oxidative DNA damage and lipid peroxidation in human lymphocytes // Mutat.Res. 1989. - Vol. 225. -P.131-136.

155. Trizna Z., Hsu T.C., Schantz S.P. Protective effects of vitamin E against bleomycin-induced genotoxicity in head and neck cancer patients in vitro // Anticancer Res. 1992. - Vol.12. -P.325-327.

156. Tucker J. D., Preston R. J. Chromosome aberrations, micronuclei, aneuploidy, sister chromated exchanges, and cancer risk assessment // Mutat. Res. 1996. - Vol. 365. - P. 147159.

157. Waters M.D., Stack H.F., Jakson M.A., Brockman H.E., De Flora S. Activity profiles of antimutages: in vitro and in vivo data // MutatRes. -1996. Vol.350. - P.109-129.

158. Wayner D., Burton E., Ingold K. The antioxidant efficienly of vitamin C is concentration-dependent //Biochem. Acta. -1986.- Vol. 884.- P.l 19-123.

159. Wei Q., Hong W.K., Spitz M.R. Reduced DNA repair capacity in lung cancer patients // Cancer Res. 1996. - Vol.56. - P.4103-4107.

160. Wise J.P., Orenstein J.M., Patierno S.R. Inhibition of lead chromate clastogenesis by ascorbate: relationship to particle dissolution and uptake // Carcinogenesis. 1993. - Vol.14. -P.429-434.

161. Wong R.H., Wang J.D., Hsich L.L., Du C.L., Cheng T.J. Effect on sister chromatid exchange frequency of aldehydedehydrogenase 2 genotype and smoking in vinylchlotide workers // Mutat.Res. 1998. - Vol.420. - P.99-107.

162. Wozniak K., Blasiak J. Free radicals-mediated induction of oxidized DNA bases and DNAprotein cross-links by nickel chloride//Mutat. Res. 2002. - Vol. 514. - P. 233-243.

163. Wu M.T., Huang S.L., Ho ChK., Yeh Y.F., Mao IF., Christiani D.C. Cytochrome P450 1A1 Mspl polymorphism and urinary 1-hydroxypyrene concentration in coke-oven workers // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 1998. - Vol.7. - P.823-829.

164. WulfH.C. Monitoring of genotoxic of humans the sister chromatid exchange test // Danish Med. Bull. 1990. - Vol.37. - P. 132-142.

165. Zasukhina G.D. Radioadaptive response in human cells differing in DNA repair. In: Low doses of radiation. - Nova Sci. Publ.: N.-Y. - 2000. - P/77-86.

166. Zhao X., Niu J., Wang Y., Yan Ch., Wang X., Wang J. Genotoxicity and chronic health effects of automobile exhaust: a study on the traffic policemen in the city of Lanzhou // MutatRes. 1998. - Vol.415. - P. 185-190.

167. Zienolddiny S., Svendsrud D.H., Ryberg D., Mikalsen A.B., Haugen A. Nickel (II) induces microsatellite mutations in human lung cancer cell lines // Mutat. Res. 2000. - Vol. 452. - P. 91-100.

Информация о работе

Яковлева, Марина Николаевна
кандидата биологических наук
Апатиты, 2005
ВАК 03.00.16

Диссертация

Эколого-генетическая оценка эффектов соединений никеля и их модификация ретинолом - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно