Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Оценка уровня спонтанного мутагенеза на химических предприятиях Йеменской Республики

ВАК РФ 03.02.07, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Оценка уровня спонтанного мутагенеза на химических предприятиях Йеменской Республики"

На правах рукописи

Сайд Ареф Даил Мохаммед

ОЦЕНКА УРОВНЯ СПОНТАННОГО МУТАГЕНЕЗА НА ХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ ЙЕМЕНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

03.02.07 — генетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

7 НОЯ 2013

005537272

Москва 2013

005537272

Работа выполнена на базах научно-исследовательской лаборатории «Генетика» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Курский государственный университет» и лаборатории медицинской генетики кафедры биологии, медицинской генетики и экологии Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Курский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Научный руководитель: Трубникова Елена Владимировна

доктор биологических наук, доцент, заведующая НИЛ «Генетика» ФПБОУ ВПО КГУ

Официальные оппоненты: Федорин Дмитрий Николаевич

Щипков Валерий Петрович

кандидат биологических наук, ассистент кафедры биохимии и физиологии клетки ФГБОУ ВПО Воронежского

государственного университета

доктор медицинских наук, профессор, и.о. заведующего кафедрой биологии и общей генетики ФГБОУ ВПО Российского университета дружбы народов

Ведущая организация: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»

Защита состоится^7ноября в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.203.05 в ФГБОУ ВПО Российском университете дружбы народов по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, дом 8.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Российский университет дружбы народов» по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, дом 6.

Автореферат разослан « октября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент

О.Б. Гигани

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В условиях современных городов остро стоят проблемы защиты окружающей среды и здоровья населения. В значительной мере это обусловлено тем, что основная часть промышленных, энергетических и бытовых предприятий сосредотачивается в урбанизированных зонах, охватывающих большие по численности контингента населения, и является источником физического, химического и биологического загрязнения среды. Помимо этого существенным элементом сегодня выступает рост численности и мощностей транспортных средств, оказывающих также значительное влияние в формировании среды города [Новиков Г. В., Дударев А. Л., 1978].

Несмотря на то, что поражение генетического аппарата человека, обусловленное факторами, действующими в настоящее время, в полной мере проявиться спустя сотни лет, уже сегодня исключительно остро встает вопрос об организации генетического мониторинга в связи с загрязнением окружающей среды [Бочков Н. П., 1981]. Одним из составляющих системы генетического мониторинга является метод с применением культуры лимфоцитов периферической крови человека. Цитогенетические исследования хромосомных аберраций в соматических клетках человека используются для оценки воздействия вредных факторов на производстве и в окружающей среде [Кулешов Н. П., Шрам Р.Г., 1982].

На протяжении последних пяти десятков лет была оценена мутагенная опасность работы с различными химическими веществами; однако при определенных уровнях и условиях воздействия любой из вредных факторов приобретает определенное значение в их суммарном биологическом эффекте, тем более что на человека на производстве воздействует комплекс химических и физических факторов в различных токсических комбинациях.

В связи с этим особенно актуальной становится задача суммарной оценки мутагенной активности производственной среды промышленных предприятий различного профиля [Бочков Н.П., Катосова Л.Д.:,1994, Тарасов В.А., 1994] и в особенности для такой страны с развивающейся промышленностью и здравоохранением, как Йеменская Республика, где много лет фактически не уделяли внимание экологическим аспектам охраны здоровья и технологии производства, а также не принимали мер по защите населения от вредных загрязнений.

Следует отметить, что отсутствие к настоящему времени в Йемене научно обоснованной схемы рекомендаций для лиц, относящихся к группам высокого токсико-генетического риска, затрудняет использование данных цитогенетического контроля в практической медицине. Вместе с тем, создание, апробация и внедрение такой схемы имеет важное значение, так как позволит проводить реальные профилактические и реабилитационные мероприятия в тех случаях, где это действительно необходимо.

Цель исследования:

Изучить уровень спонтанного мутагенеза на химических предприятиях Йеменской республики.

Задачи исследования:

1. Определить уровень спонтанного мутагенеза у здоровых жителей республики Йемен.

2. Оценить уровень хромосомных аберраций на промышленных производствах республики Йемен (завод по производству пластика в городе Таиз и цементный завод в городе Баджиль).

3. Проанализировать воздействия неблагоприятных факторов производства на уровень и структуру хромосомных аберраций среди различных категорий работающих заводов по производству цемента и пластика в городах Таиз и Баджиль Республики Йемен.

4. Рассмотреть особенности цитогенетических эффектов в зависимости от пола и возможных факторов, потенцирующих техногенное воздействие (возраст, стаж, курение).

5. Выявить с помощью методов многомерной статистики наиболее значимые хромосомные аберрации в их совокупности среди различных категорий работающих и здорового населения.

Научная новизна исследования

Основным научным результатом исследования явилось впервые проведенное изучение уровня спонтанного мутагенеза среди различных групп населения Йеменской Республики (здоровые жители, сотрудники заводов по производству пластика и цемента в городах Таизе и Баджиле).

С использованием цитогенетического метода для ИР впервые была проведена оценка степени мутагенного воздействия техногенных факторов промышленных предприятий на лиц, работающих в условиях вредного производства, а также лиц, не занятых во вредном производстве, но живущих на близлежащих территориях в радиусе одного километра. Впервые установлено выраженное влияние неблагоприятных факторов вредных производств ЙР (завод по прсизводству цемента, завод по производству пластика) на уровень хромосомных аберраций у человека. Показано, что неблагоприятные факторы вредны?: производств, характеризующиеся специфичностью их технологического профиля, оказывают неспецифическое влияние на формирование цитогенетических эффектов.

Впервые для ЙР выявлены значимые различия по цитогенетическим показателям между группами "производственных" предприятий и "непроизводственного" контроля.

Научно-практическая значимость работы

Результаты выполненной работы открывают новые перспективы для решении многих теоретических и практических задач в области экологической генетики для ЙР. Они могут быть использованы как доказательная база для прогнозирования возникновения и информирования о негативном воздействии

неблагоприятных условий вредных производств на уровень хромосомных аберраций у лиц. работающих на этих производствах или приживающих в близости них. Полученные данные представляют интерес для специалистов в области цитогенетики, генетики развития, терапевтов и профпатологов. особенно арабских стран.

Полученные результаты рекомендуются к использованию при чтении специальных курсов по медицинской и клинической генетике, внутренним болезням в вузах медицинского и медико-биологического профиля, а также на курсах повышения квалификации медицинских работников.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Рассчитан средний уровень спонтанного мутагенеза для популяции жителей Йеменской республики, который может быть использован в качестве эталона для дальнейших исследований.

2. Установлено, что условия работы обследованных лиц на вредных производствах (заводы по производству цемента и пластика) оказывают выраженное мутагенное воздействие.

3. Уровень хромосомных аберраций в рассмотренных производствах превышает фоновые значения в среднем в 4 раза (в 5 раз у работников завода по производству цемента и в 3 раза у работников завода по производству пластика).

4. Доказано, что профиль и особенности технологии производственных процессов обследованных промышленных предприятий не оказывают специфического влияния на структуру цитогенетических эффектов.

5. Комплексное влияние неблагоприятных факторов промышленных производств оказывает дезинтегрирующее влияние на сопряженность цитогенетических эффектов в культурах лимфоцитов.

6. Курение выступает как аддитивный фактор к мутагенному воздействию техногенных факторов рассмотренных производств.

7. Возраст и стаж работы на предприятии по производству цемента оказывают влияние на накопление мутагенных эффектов.

Внедрение в практику

Результаты исследования внедрены в работу лаборатории медицинской генетики кафедры биологии, медицинской генетики и экологии Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Курский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации, научно-исследовательской лаборатории «Генетика» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Курского государственного университета, кафедры общей биологии Курского государственного университета, завода по производству цемента г. Баджиля Йеменской Республики.

Апробация работы и публикации

Результаты диссертационной работы представлялись на 73-й научной конференции КГМУ и сессии Центрально-Черноземного научного центра РАМН (Курск, 2008), на конференции «Оптимизация образовательного и лечебно-

диагностического процесса» (Курск, 2008), в журнале «Медицинская генетика» (Москва, 2010), межвузовской научной конференции Современные технологии в медицине и педагогике (Курск, 2010), конгрессе с международным участием «Молекулярные основы клинической медицины: возможное и реальное» (СПб, 2010), 77 -й Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученных: Молодежная наука и современность (Курск, 2012). Основные положения и выводы исследования были опубликованы в статьях журналов и научных сборников (по материалам исследования опубликовано 10 работ, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации

Диссертация построена по классическому плану и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, глав результатов собственных исследований, заключения, выводов, библиографического списка и приложения. Работа изложена на 124 страницах машинописного текста, иллюстрирована 3 рисунками, 40 таблицами, 18 приложениями. Библиографический список используемой литературы включает 242 источников, 122 из которых - зарубежные.

Личный вклад автора

Диссертационная работа представляет собой законченный, самостоятельно выполненный автором труд. Автором составлены план и дизайн исследования, проведен анализ отечественных и зарубежных источников литературы по теме диссертации, проведены лабораторные исследования, проанализированы совместно с научным руководителем полученные результаты, сделаны выводы и практические рекомендации. В работах, выполненных в соавторстве, использованы результаты исследований с долей личного участия автора 75-95%.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Анапиз уровня спонтанного мутагенеза проводили на цитогенетических препаратах метафазных хромосом лимфоцитов периферической крови, полученных от граждан ЙР, проживающих в г. Таиз, г. Баджиль и деревне Аль-Ламес 'Гаизовской области.

Всего было обследовано 251 человек в возрасте от 18 до 75 лет, проанализировано 25100 метафазных пластинок. За единицу наблюдения принимали отдельного индивида.

Выборка была поделена на три группы: в первую группу (контроль) вошли относительно здоровые жители деревни Аль-Ламес Таизовской области ЙР, изолированные от влияния производственной зоны, занимающиеся сельским хозяйством и не имеющие контактов с химическими веществами. В данной группе было проанализировано 5100 клеток (N=51), 2500 от мужчин (N=25) и 2600 от женщин (N=26) (таблица 1).

Другие две группы составили работники промышленных предприятий: во вторую группу вошли рабочие завода по производству цемента г. Баджиль ЙР, проживающие в ближайших населённых пунктах в радиусе одного километра

(таблица 1). Всего от них проанализировано мужчин (N=58) и 7200 от женщин (N=72).

13000 клеток (N=130), 5800 от

Таблица 1.

Признак Общая группа Мужчины Женщины

М±Бш ШБт М±5т

Контроль

Возраст, гг 37,45±2,02 39,68±3,01 35,31±2,70

Вес, кг 59,78±1,09 59,12±1,76 60,42±1,33

Рост, см 166,45±1,26 168,84±1,59 164,15±1,85

Завод по производству цемента (г. Баджиль)

Возраст, гг 35,56±0,92 36,03±1,67 35,18±0,97

Вес, кг 60,68±0,89 61,07±1,36 60,38±1,18

Рост, см 163,88±1,01 166,47±1,03 161,79±1,58

Завод по производству пластика (г.Таиз)

Возраст, гг 35,10±1,30 34,77±2,42 35,35±1,40

Вес, кг 61,19±1,24 61,40±1,84 61,03±1,70

Рост, см 165,27±1,30 167,30±1,44 163,75±1,99

Третью группу составили рабочие завода по производству пластика г. Таиз ИР, а также жители ближайших населённых пунктов в радиусе одного километра. Здесь проанализировано 7000 клеток (N=70), от мужчин - 3000 (N=30), от женщин - 4000 (N=40) (таблица 1).

Отбор обследованных лиц в группы проводился с учётом возраста, стажа работы на предприятии и в данном цехе и других факторов, которые могли оказать влияние на частоту цитогенетических показателей, что нашло отражение в разработанной анкете.

Забор материала и первичный цитогенетический анализ культур клеток проводили в медицинских лабораториях г. Таиз, г. Баджиль Йеменской республики. Цитогенетический анализ полностью завершен на базе научно-исследовательской лаборатории «Генетика» Курского государственного университета и лаборатории медицинской генетики курского государственного медицинского университета.

Цитогенетнческне методы: Соблюдались единые условия забора материала, культивирования и фиксации. Взятие крови производили из локтевой вены в объеме 10 мл. Кровь немедленно помещали во флаконы с гепарином, разведенным водой в отношении 1:20. с целью предотвращения ее свертывания. Культивирование клеток периферической крови обследованных лиц проводилось общепринятым методом, описанным Нигщегйэгс! и МоогИсас!. Фиксацию проводили на 72 часу культивирования. Окрашивали по Романовскому-Гимза. Для каждого человека анализировали 100 метафазных пластинок

Статистические методы: Статистический анализ сформированного банка данных проводился на ПК с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel 2007 фирмы Microsoft Inc. (США) и STATISTICA фирмы StatSoft Inc. (США), версия 6.0. Обработка данных осуществлялась по стандартным методикам вариационной статистики. Были использованы подсчет средних значений (М - средняя арифметическая); ошибки среднего (Sm), стандартного отклонения (Stil. Dev.); расчет коэффициентов корреляции по Спирману (R); анализ распределения признака по Фишеру (F-критерий); сравнение средних величин по Стьюденту (t - критерий), а также дискриминантный анализ. Во всех случаях уровень статистической значимости принимали за 95% (р < 0,05). [Банержи А., 2007; Гланц С., 1998; Гржибовский А. М., 2008; ChangY. H., 2003; Field А., 2005].

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Оценка популяционного уровня спонтанного мутагенеза у жителей республики Йемен

В результате проведенного исследования нами впервые рассчитан уровень спонтанного мутагенеза для популяции жителей ИР, который составил 1,12±0,09 на 100 клеток (таблица 2). Данный уровень не превышал предельно допустимых норм, описанных в литературе для ряда стран [Бочков Н.П., Чеботарев А.Н., Катосова Л.Д., Платонова В.И., 2001].

Таблица 2.

Уровень спонтанного мутагенеза у здоровых жителей ИР

Призма к ¡Всего Мужчины Женщины t(p) F(P)

M±Sm M±Sm M±Sm

Std. dev. Std. dev.

ЧА 1,12±0.09 1,32±0,15 0,92±0,09 2,26 (0,03)* 2,39 (0,03)*

0,75 0,48

ЧОФ' 0,69±0,10 0,88±0,17 0,50±0,Ю 1,97 (0,05)* 2,67 (0,02)*

0,83 0,51

ЧХТО 0,08±0.04 0,12±0,07 0,04±0,04 1,07 (0,29) 2,86 (0,01)*

0,33 0,20

ЧПФ' 0,35±0,07 0,36±0,10 0,35±0,10 0,10(0,92) 1,02 (0,69)

0,49 0,49

чхо 0,02±0,02 0,01±0,01 0,04±0,04 0,98 (0,33) 0,01 (1,00)

0,01 0,01

ЧРХ 1,16±0,09 1,36±0,14 0,96±0,09 2,44 (0,02)* 2,47 (0,03)*

0,70 0,45

чвпх 1,14±0,09 l,36d:0,14 0,92±0,09 2,60 (0,01)* 2,10 (0,07)

0,70 0,48

Основным типом аберраций при этом были одиночные фрагменты (0,69±0,10%), которые встречались в два раза чаще парных (0,35±0,07%). Хромосомные обмены и хроматидные обмены встречались с частотой 0.02±0.02% и 0,08±0,04% у 1,96% населения. В анализируемом материале не наблюдалось дицентрических хромосом, внутрихроматидных, межхромосомных обменов, что может указывать на отсутствие влияния радиации и химических веществ выше фонового.

При дальнейшем сравнении показателей уровня мутагенеза в здоровой популяции при сегрегации по полу (таблица 2) были также установлены статистически значимые различия по ряду показателей: частоте аберраций (1=2,26), частоте разрывов (1=2,44) и поврежденных хромосом (1=2,60).

При сравнительном анализе частоты встречаемости различных типов аберраций среди групп курящих и некурящих жителей статистически значимых различий не обнаружено. В этой связи мы сравнили количество аберраций внутри группы мужчин курящих и некурящих, а также среди группы женщин курящих и некурящих. Полученные результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Частота аберраций при сегрегации по полу среди курящих и некурящих в

Показатель Некурящие Курящие *(р)

М±8ш М±8ш 1-Н

Мужчины 1,75±0,44 2,00±0,31 0,78(0,45)

Женщины 1,08±0,29 1,44±0,53 2,01(0,06)

Таким образом, частота аберраций внутри группы мужчин курящих и некурящих, а также по сравнению с группой женщин курящих и некурящих в популяционной выборке статистически значимых различий не обнаружено.

Анализ уровня спонтанного мутагенеза на промышленных производствах ИР

Для анализа потенцирующего воздействия промышленных производств на уровень хромосомных аберраций нами были выбраны два предприятия: завод по производству цемента (г. Баджиль) и завод по производству пластика (г. Таиз). Полученные данные представлены в таблицах 4-7.

Впервые на территории ЙР для сотрудников завода по производству цемента была рассчитана средняя частота хромосомных аберраций на 100 клеток, которая составила 5,36±0,42 и это превышало в пять раз данные для контрольной группы (1=6,31). Количество поврежденных хромосом при этом составило 5,42±0,41 на клетку, а основным типом аберраций являлись разрывы хроматид (5,45±0,42%). Дицентрические хромосомы без парных фрагментов встречались с частотой 0,06, что может говорить о хронизации мутагенных эффектов в соматических клетках у работающих во вредных цехах производства.

Анализ частоты встречаемости различных видов аберраций при сегрегации по полу выявить различия между средними значениями позволил только в двух

случаях - по частоте хроматидных обменов (1=2,98) и по частоте хромосомных обменов (1=2,29), а также практически по всем показателям при анализе степени варьирования признаков, исключение составил показатель частоты встречаемости одиночных фрагментов.

Таблица 4.

Уровень спонтанного мутагенеза у сотрудников завода по производству

_цемента

Признак Всего Мужчины Женщины 4 СР)

ЧА 5,36±0,42 5,91±0,72 4,92±0,49 1,18(0,24)

ЧОФ 3,90±0,34 4,22±0,57 3,64±0,41 0,86(0,39)

ЧХТО 0,27±0,07 0,51±0,16 0,08±0,03 2,98(0,01)*

ЧПФ 1,22±0,14 1,31±0,27 1,14±0,12 0,63(0,53)

ЧХО 0,15±0,03 0,22±0,06 0,08±0,03 2,29(0,02)*

ЧРХ 5,45±0,42 5,98±0,72 5,03±0,49 1,14(0,26)

ЧВПХ 5,42±0,41 5,90±0,69 | 5,03±0,49 1,05(0,29)

В общей выборке среди сотрудников уровень аберраций варьировал от 0% до 17% к для большей наглядности мы посчитали целесообразным разделить её на три группы по уровню хромосомных аберраций: первая от 0 до 1 аберрации; вторая от 2 до 3; третья - 4 и выше. Таким образом, количество лиц, имевших уровень хромосомных аберраций от 0 до 1, в общей группе составило 23,08% от всей выборки; от 2 до 3 составило 21,54%; от 4 и высшее составило 55,38% (таблица 5).

Таблица 5.

Встречаемость аберраций у сотрудников завода по производству цемента

Встречаемое ь аберраций Кол-во мужчин (%) Кол-во женщин (%) Общая выборка (%) Х2 Р

0-1 24,14 22,22 23,08 4,10 0,01

2-3 13,79 27,78 21,54 5,42 0,01

4-> 62,07 50,00 55,38 18,97 0,01

Для сотрудников завода по производству пластика рассчитанная нами средняя частота встречаемости аберраций на 100 клеток составила 3,39±0,42, что превышаю в три раза данные в контрольной группе (1=4,53) (таблица 6). Основным типом аберраций при этом также являлись разрывы хроматид (3,46±0,42%) и частота поврежденных хромосом (3,44±0,42%). Дицентрические хромосомы без парных фрагментов встречались с частотой 0,04 на 100 клеток, что может говорить о хронизации мутагенных эффектов в соматических клетках, работающих во вредных цехах производства. В подавляющем большинстве аберрантных клеток имелось по три аберрации.

Анализ уровня спонтанного мутагенеза при сегрегации по полу статистически значимых различий между средними показателями у мужчин и женщин не выявил (таблица 6).

Таблица 6.

Уровень спонтанного мутагенеза у сотрудников завода по производству

пластика

Признак Всего Мужчины Женщины Кр)

ЧА 3,39±0,42 3,63±0,75 3,20±0,48 0,51(0,61)

ЧОФ 2,46±0,33 2,60±0,58 2,35±0,39 0,37(0,71)

ЧХТО 0,13±0,07 0,24±0,15 0,05±0,03 1,42(0,61)

ЧПФ 0,79±0,14 0,80±0,27 0,78±0,15 0,09(0,93)

чхо 0,09±0,03 0,13±0,06 0,05±0,03 1,23(0,22)

ЧРХ 3,46±0,42 3,70±0,75 3,28±0,49 0,49(0,62)

ЧВПХ 3,44±0,42 3,67±0,73 3,28±0,49 0,46(0,65)

Распределение внутри данных групп по количеству аберраций (таблица 7) указывает на относительное снижение средних показателей частоты встречаемости в группе женщин по сравнению с мужчинами за счет накопления индивидов с минимальными и средними значениями (0 и 1. а также с 2-3 аберрациями). Во всех случаях значения р для /2 были ниже принятого в исследовании (р>0,05).

Таблица 7.

Аберрации Кол-во мужчин (%) Кол-во женщин (%) Общая выборка (%) Х2 Р

0-1 40,00 32,50 35,71 0,12 0,01

2-3 40,00 37,50 30,00 0,23 0,01

4-> 20,00 30,00 34,29 0,02 0,01

Сравнительный анализ уровня спонтанного мутагенеза среди сотрудников рассматриваемых заводов статистически значимых показателей, таких как частота аберраций, частота одиночных и парных фрагментов, частота разрывов хроматид и частота встречаемости поврежденных хромосом не выявил (таблица 8). В этой связи для выявления наиболее значимых при дискриминации цитогенетических показателей в дальнейшем мы рассматривали общую группу работников промышленных производств.

Таблица 8.

Сравнительный анализ уровня спонтанного мутагенеза у сотрудников

Признак Цемент* Пластик* 1(Р)

ЧА 5,36±0,42 3,39±0,42 3,04(0,01)*

ЧОФ 3,90±0,34 2,46±0,33 2,76(0,01)*

ЧХТО 0,27*0,07 0,13±0,07 1,29(0,22)

ЧПФ 1.22±0,14 0,79±0,14 2,03(0,04)*

ЧХО 0,15±0,03 0,09±0,03 1,23(0,22)

ЧРХ 5,45±0,42 3,46±0,42 3,07(0,01)*

ЧВПХ 5,42*0,41 3,44±0,42 3,09(0,01)*

* Цемент - показатели по заводу по производству цемента;

*Л ластик - показатели по заводу по производству пластика.

Влияние фактора курения на уровень спонтанного мутагенеза жителей республики Йемен

С лелью определения влияния фактора курения на формирование аберраций у сотрудников производств нами был проведен сравнительный анализ показателей уровня спонтанного мутагенеза среди курящих и некурящих сотрудников, результаты которого представлены в таблицах 9-10.

Таблица 9.

Уровень спонтанного мутагенеза у сотрудников завода по производству __цемента (дискриминация по курению)

Показатель Некурящие (N=64) Курящие (N=66) 1(р)

ЧА 3,63±3,14 7,05±5,47 4,35 (0,01)*

ЧОФ 2,52±2.,13 5,24±4,57 4,27 (0,01)*

ЧПФ 0,95±1,03 1,47±1,89 1,93 (0,06)

чхго 0,09±0,29 0,45±1,12 2,47 (0,01)*

ЧХО 0,09±0,29 0,20±0,40 1,67 (0,10)

ЧР'Х 3,75±3,22 7,11 ±5,44 4,27 (0,01)*

ЧВПХ 3,75±3,22 7,03±5,30 4,25 (0,01)*

Из данных таблицы можно хорошо видно, что курение является фактором модификации частоты аберраций в условиях производства пластика. Статистически значимые различия не наблюдались лишь по одному показателю -частоте хромосомных обменов, различия по частоте встречаемости парных фрагментов приближались к критическому уровню.

Сравнительный анализ между группами курящих и некурящих в выборке завода по производству цемента (таблица 10) также показал достоверные различия

между частотой ХА на 100 клеток, одиночными фрагментами, разрывами хроматид и частотой поврежденных хромосом.

Таблица 10.

Уровень спонтанного мутагенеза у сотрудников завода по производству __пластика (дискриминация по курению)

Показатель Некурящие(1Ч=40) Курящие (N=40) t(p)

ЧА 2,55±2,30 4,50±4,50 2,36 (0,02)*

ЧОФ 1,83±1,62 3,30±3,66 2,27 (0,03)*

ЧПФ 0,65±0,89 0,97±1,47 1,11 (0,27)

ЧХТО 0,05±0,22 0,24±0,80 1,42 (0,16)

ЧХО 0,05±0,22 0,13±0,35 1,23 (0,22)

ЧРХ 2,63±2,37 4,57±5,27 2,34 (0,02)*

чвпх 2,63±2,37 4,53±5,92 2,33 (0,02)*

Дискримииантный анализ

На основании цитогенетических и других данных нами были рассчитаны несколько линейных уравнений и созданы несколько моделей дискриминации, позволяющие выявить наиболее существенные различия между исследуемыми группами сотрудников заводов по производству пластика и цемента, а также контрольной группы в различных комбинациях.

При сравнении показателей сотрудников завода по производству цемента и контрольной группой в линейно-дискриминантную функцию вошли пять наиболее значимых признаков, таких как частота парных фрагментов, частота хроматидных обменов, частота хромосомных обменов, пол, наличие фактора курения (таблица 11).

Таблица 11.

Результаты дискриминантного анализа между группой завода по производству цемента и контрольной группой (Р(9,17)*=23,69, р<0,0001)

Признак Ценность признака Коэффициенты**

I П

ЧПФ 10,13 -2,83 -4,34

ЧХТО 26,34 0,05 -0,74

ЧХО 11,88 2,74 3,58

Курение 99,81 0,99 -3,25

Пол 4,85 15,31 16,47

Constanta -188,99 -192,08

Ошибка классификации 12,15%

*Р - распределение Фишера, (9,17) - степени свободы;

** 1 - группа сотрудников завода цемента, II - контрольная группа,

Полученное итоговое уравнение линейно-дискриминантной функции позволит в дальнейшем избежать неблагоприятного воздействия вредного производства на организм человека

Результаты дискриминантвого анализа выборки завода по производству пластика г. Таиз ИР и контрольной группы представлены в таблице 12.

Таблица 12.

Результаты дискриминантного анализа между группой завода по

Признак Ценность признака Коэффициенты*

I II

ЧИФ 29,67 2,08 0,47

ЧХТО 36,80 0,60 -0,03

чхо 15,44 -0,32 0,28

Constanta -26,66 -24,73

Ошибка классификации 16.53%

* I — сотрудника завода по производству пластика, группа.

II - контрольная

у 1 = 2,08х 1+0,60х2+(-0,32x3)+(-26,66), у2 = 0,47х 1 +(-0,03х2)+0,2 8>:3+(-24,73), где х1 — Частота парных фрагментов;

х2 - Частота хроматидных обменов; хЗ - Частота хромосомных обменов. Полученное итоговое уравнение линейно-дискриминантной функции позволяет распределить индивидов по уровню хромосомных аберраций в зависимости от профессиональной принадлежности.

Результаты дискриминантного анализа групп завода по производству цемента и завода по производству пластика выявили наиболее ценные признаки: частот}.' хромосомных обменов и пол обследованных (таблица 13).

Таблица 13.

Результаты дискриминантного анализа между группами завода по

Признак Ценность признака Коэффициенты*

I II

ЧХО 3,20 0,49 0,63

Пол 1,67 13,58 13,99

Constanta -156,15 -154,92

Ошибка классификации 33,50% * I -- сотрудники завода по производству цемента, по производству пластика.

II - сотрудники завода

yl= 0,49х1+13,58х2+(-156,15), у2= 0,63x1+13,99х2+(-154,92),

где х1 - Частота хромосомных обменов; х2-Пол.

Полученное итоговое уравнение линейно-дискриминантной функции позволяет выявить существенные отличия между индивидами в зависимости от их профессиональной принадлежности.

В результате дискриминантного анализа данных из объединенной группы заводов по производству цемента и пластика при сравнении с контрольной группой были выявлены наиболее ценные признакам, которыми явились частота парных фрагментов и частота хроматидных и хромосомных обменов (таблица 14).

Таблица 14.

Результаты дискриминантного анализа между группой заводов по производству цемента и пластика и контрольной группой при распределении на группы благоприятного и неблагоприятного прогноза уровня хромосомных

Признак Ценность признака Коэффициенты*

I И

ЧПФ 31,43 1,46 0,14

ЧХТО 33,93 0,70 0,23

ЧХО 22,73 -0,07 0,58

Сог^аг^а -21,73 -21,01

Ошибка классификации 20,72%

*1 - сотрудники заводов по производству цемента и пластика, II — контрольная группа.

у1 = 1,46x1+0,70х2+(-0,07x3)+(-21,73), у2 = 0,14x1+0,23x2+0,58хЗ+(-21,01), где х1 - Частота парных фрагментов;

х2 - Частота хроматидных обменов; хЗ - Частота хромосомных обменов.

Полученные итоговые уравнения линейно-дискриминантной функции позволяют в дальнейшем выполнять предварительную оценку благоприятного и неблагоприятного прогноза уровня хромосомных аберраций по вышеуказанным показателям с вероятностью от 79% до 88%.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о вовлеченности некоторых цитогенетических показателей, таких как частота парных фрагментов, частота хроматидных и хромосомных обменов, а также ряда других показателей, таких как пол и курение в возникновении хромосомных аберраций у разных категорий лиц на заводах и в контрольной группе. При этом присутствие различий по цитогенетическим показателям выборки заводов по производству цемента и пластика с контрольной группой носит важный прогностический характер для оценки уровня спонтанного мутагенеза на предприятиях по производству цемента и пластика в Йеменской Республике.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Известно, что в человеческой популяции существует широкий наследственный полиморфизм порога резистентности к токсическому воздействию факторов среды. Это выражается в дифференциации риска возникновения патологии у разных людей, проживающих в сходных экологических условиях.

Согласно литературным данным, большинство химических веществ, с которыми контактирует человек на производстве, не показывает дозовой зависимости по частоте хромосомных аберраций, т.е. их нельзя отнести к сильным мутагенам. Наблюдается широкая индивидуальная вариабельность в мутагенном ответе, поэтому заключения о мутагенной опасности являются наиболее корректными только в отношении группы работников, а не отдельных индивидов.

Следует отметить, что отсутствие к настоящему времени в Йемене научно обоснованной схемы рекомендаций для лиц, относящихся к группам высокого токсико-генетического риска, затрудняет использование данных цитогенетического контроля в практической медицине. Вместе с тем, создание, апробация и внедрение такой схемы имеет важное значение, т.к. позволит проводить реальные профилактические и реабилитационные мероприятия в тех случаях, где это действительно необходимо.

Проблема оценки спонтанного мутагенеза представляется особенно актуальной для страны с развивающейся промышленностью и здравоохранением как Йеменская Республика, где много лет фактически не уделяли внимание экологическим аспектам охраны здоровья и технологии производства не защищают население от вредных загрязнений. Все вышеизложенное заставило нас обратитьс я к проведению настоящего исследования.

В рамках выполнения данной работы впервые, полно, всесторонне и объективно представлена оценка спонтанного мутагенеза на химических предприятиях Йеменской Республики. В ходе решения задач исследования было выявлено, что вещества, с которыми контактируют работники заводов республики Йемен, имеют мутагенные воздействия на хромосомный аппарат клеток.

В настоящей работе рассмотрены показатели спонтанного мутагенеза среди жителей Йеменской республики у работников цементного завода и завода по производству пластика и граждан, не работающих на предприятиях. При этом показано, что в контрольной группе уровень хромосомных и хроматидных аберраций не превышал предельно допустимых норм, в то время как в двух экспериментальных группах наблюдались повышенные значения уровня спонтанного мутагенеза. Полученные данные являются важным звеном в понимании особенностей влияния химических и физических факторов на здоровье населения.

Проведение корреляционного анализа показало наличие тесных взаимосвязей между цитогенетическими показателями, а также некоторыми соматическими данными. В группах работников цементного завода и завода по производству пластика наиболее часто встречались ацентрические кольца, двойные фрагменты, хромосомные обмены. Среди аберраций хроматидного типа наиболее часто встречались одиночные фрагменты, хроматидные обмены. Также в экспериментальных группах среди аберраций встречались дицентрические кольца,

что свидетельствует о повышенном уровне радиации на рассматриваемых производствах.

В нашем исследовании, как в группе контроля, так и в экспериментальных группах отмечались незначительные достоверные различия между полами по ряду показателей: количестве аберраций, частоты разрывов и повреждённых хромосом, курению. Основной вклад в не значительных и статически достоверных различиях между мужчинами и женщинами по частоте аберраций на 100 клеток, частоте поврежденных хромосом и соответственно и в частоте разрывов вносил такой соматический фактор как курение. Повышенный уровень ХА у мужчин можно объяснить повешение количества курящих среди мужчин по сравнению с женщинами. Установлены отличия в количестве аберраций среди работников вредных производств по сравнению с контрольной группой. Полученные данные подтверждают литературные данные о высокой положительной корреляции негативного влияния факторов внешней среды и уровня спонтанного мутагенеза.

Результатом работы стало проведение линейно-дискриминантного анализа, в ходе которого удалось выявить ряд характеристик (стаж работы, возраст, наличие курения, наличие заболеваний), позволяющих прогнозировать риск развития возможной патологии, а также возможность рождения детей с врожденными пороками развития у лиц, подвергающихся воздействию вредных факторов производства.

Таким образом, в результате исследования: получены данные, отражающие работу хромосомного аппарата клетки в условиях вредного воздействия факторов окружающей среды. Показатели уровня спонтанного мутагенеза являются важными предикторами развития различных патологий, а также формирования врожденных пороков развития.

выводы

1. Уровень спонтанного мутагенеза для жителей республики Йемен составляет 1,12±0,09%. Наиболее часто встречаемым типом аберраций являются одиночные (0,69±0,10%) и парные фрагменты (0.35±0,07%). Полученные данные могут служить критерием оценки уровня спонтанного мутагенеза в нормальной популяции Йеменской Республики.

2. Рассчитанный уровень спонтанного мутагенеза для сотрудников промышленных предприятий ЙР на несколько порядков превышает популяционные данные: для завода по производству цемента (г. Баджиль) он составляет 5.36±0,42% для завода по производству пластика (г. Таиз) -3,39±0,42%.

3. Для рассматриваемых промышленных производств наиболее часто встречаемыми типами аберраций в обоих случаях являются одиночные фрагменты (3,90±0,34% на цементном заводе и 2,46±0,33% на пластиковом заводе).

4. Статистически значимых различий по средним значениям уровня спонтанного мутагенеза между мужчинами и женщинами, сотрудниками производств, не обнаружено, однако, выявлены существенные отличия в степени варьирования показателей.

5. Фактор курения оказывает негативное влияние на возникновение хромосомных аберраций у здоровых жителей ЙР, а также является аддитивным фактором .для мутагенеза у сотрудников вредных производств.

<3. Рассчитаны несколько моделей дискриминации, позволяющие выявить типы хромосомных аберраций, по которым различия между группами максимальны. К ним относятся парные фрагменты, хроматидные и хромосомные обмены.

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ЙР - Йеменская Республика

ФГА - фитогемагглютинин

ЧА - Частота аберраций

ЧОФ - Частота одиночных фрагментов

ЧХТО - Частота хроматидных обменов

ЧПФ - Частота парных фрагментов

ЧХО - Частота хромосомных обменов

ЧРХ - Частота разрывов хроматид

ЧВПХ - Частота встречаемости поврежденных хромосом

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИСЕРТАЦИИ

1. Иванов В.П., Трубникова Е.В., Сайд А.Д., Барков А.Н., Стабровская Н.В. Мутагены окружающей среды и их влияние на генетический аппарат человека // Университетская наука: Теория, практика, инновации. Сборник трудов 73-й научной конференции КГМУ и сессии Центрально-Черноземного научного центра РАМН. В 3-х томах - Курск, 2008. - Т1. - С.414 - 420.

2. Трубникова Е.В., Кохтенко Е.В., Стабровская Н.В., Барков А.Н., Сайд А.Д. Цитогенетические методы изучения мутагенности экзогенных факторов // Оптимизация образовательного и лечебно-диагностического процесса: сборник научных трудов - Курск, 2008. - с. 90 - 91.

3. Барков А.Н., Трубникова Е.В., Стабровская Н.В., Горлатых H.A., Сайд А.Д. Цианкобаламин как фактор-модификатор экспрессии рибосомных генов // Оптимизация образовательного и лечебно-диагностического процесса: сборник научных трудов - Курск, 2008.- с. 3-4.

4. Сайд А.Д., Трубникова Е.В., Кохтенко Е.В. «РНК-полимераза I - фактор транскрипции рибосомных генов» // Университетская наука: Теория, практика, инновации. Сборник трудов 73-й научной конференции КГМУ и сессии Центрально-Черноземного научного центра РАМН. В 3-х томах - Курск, 2008. -Tl. - С.320 — 322.

5. Сайд А.Д., Трубникова Е.В., Климова Е.А. Оценка уровня спонтанного мутагенеза в популяции Йеменской Республики (деревня Аль Ламес, Таизовская область) // Молодежная наука и современность. Матер. 77-й Всерос. науч. конфер. студентов и молодых ученных. В 3-х томах - Курск, 2012. -С.103 - 104.

6. Сайд А.Д., Иванов В.П., Мандрик И.А., Борков А.Н. Анализ аберраций в метафазных хромосомных лимфоцитов периферической крови жителей Йеменской Республики (г. Таиз) // Консилиум. Материалы конгресса с международным участием « Молекулярные основы клинической медицины: возможное и реальное» - СПБ, 2010. -№4(35). - С.49.

7. Сайд А.Д., Иванов В.П., Мандрик И.А. Оценка уровня спонтанного мутагенеза у жителей Йеменской Республики // Современные технологии в медицине и педагогике. Сборник научных, учебных и учебно- методических трудов.- Курск, 2010.- С. 113 - 114.

8. Сайд А. Д., Иванов В. П., Мандрик И. А. Анализ аберраций в метафазных хромосомах лимфоцитов периферической крови жителей Йеменской Республики (г. Таиз) Медицинская генетика. - Москва, 2010. - Т.9. - №10 (100). - С.32 - 34.

9. Сайд, А. Д. Анализ уровня спонтанного мутагенеза у работников завода по производству пластика г. Таиз Йеменской Республики / А.Д. Сайд, В.П. Иванов, Е.В. Трубникова, Г.В. Комкова // Ученые записки : электрон, науч. Журн: Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 6. - Режим доступа: http:// www.science-education.ru/106-8085(flaTa обра:щения:02.10.2013).

10. Сайд, А. Д. Анализ уровня спонтанного мутагенеза у работников завода по производству цемента г. Баджиль Йеменской Республики / А. Д. Сайд, В. П. Иванов, Е. В. Трубникова, А. А. Абрамов // Ученые записки : электрон, науч. Журн: Фундаментальные исследования. - 2012. - № 11 (6). - С. 1337- 1340. Режим доступа: Режим доступа: http:// www.rae.ru/fs/pdf/2012/11-6/30793.pdf, свободный.

Сайд Ареф Даил Мохаммед (Россия)

Оценка уровня спонтанного мутагенеза на химических предприятиях Йеменской Республики

В работе впервые представлены результаты анализа уровня спонтанного мутагенеза у человека на территории Йеменской Республики. Определены популяционные значения уровня аберраций, как для общей выборки жителей, так и отдельно для мужчин и женщин. Рассчитана частота встречаемости для каждого типа аберраций. Впервые представлены данные и проведен сравнительный анализ уровня спонтанного мутагенеза среди различных категорий сотрудников заводов по производству цемента и пластика в городах Таиз и Баджиль. Установлено значительное превышение рассчитанных показателей по сравнению с популяционными значениями. Полученные данные представляют интерес для специалистов в области цитогенетики, генетики развития, молекулярной генетики, терапевтов и профпатологов. Полученные результаты рекомендуются к использованию при чтении специальных курсов по медицинской и клинической генетике, внутренним болезням в вузах медицинского и медико-биологического профиля, а гакже на курсах повышения квалификации медицинских работников.

Saeecl Aref Dael Mohammed (Russia)

Assessment of the level of spontaneous mutagenesis in chemical factories of Yemen Republic

This work shows the results of the spontaneous mutagenesis level at the person from the Yemen Republic. Population values of the level of aberrations are defined, it is for the general sample of residents and separately for men and women. Frequency of occurrence for each type of aberrations is calculated. For the first time there are dates of the comparative analysis of spontaneous mutagenesis level in the different employee's categories of factories on manufacture of cement and plastic in the cities of Taiz and Bajil. Obtained dates are interested for experts in the cytogenetic, the genetics of progress, the molecular genetics, the therapists and occupational pathology. The results are recommended to use in reading special courses of medical and clinical genetics, internal illnesses in high medical education or in medical and biologic structure, and in courses of qualification improvement of medical workers.

САИД ареф даил мохаммед

Оценка уровня спонтанного мутагенеза на химических предприятиях Йеменской Республики

Автореферат

Лицензия ИД №6248 от 12.11.2001

Подписано в печать 16.10.2013 г. Формат 60x84/16 Объем 2,7 п.л. Печать офсетная. Бумага офсетная. Тираж 100 экз. заказ 2603

Изд-во Курского государственного университета 305000, г. Курск, ул. Радищева, д. 33

Отпечатано в лаборатории информационно-методического обеспечения КГУ

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Саид Ареф Даил Мохаммед, Курск

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Курский государственный университет»

01 365804 пРавахрукописи

УДК: 575.224.4.

Сайд Ареф Даил Мохаммед

Оценка уровня спонтанного мутагенеза на химических предприятиях

Йеменской Республики

03.02.07 - генетика

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, доцент

Е.В.Трубникова

Курск-2013

Содержание

Список сокращений..............................................................................................5

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................6

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ......................................................13

1.1. Спонтанный хромосомный мутагенез......................................................13

1.1.1. Мутагенез физической природы................................................................13

1.1.2. Биологические мутагены............................................................................16

1.1.3. Химические мутагены.................................................................................17

1.2. Использование лимфоцитов крови человека при оценке спонтанного мутагенеза.................................................................................................. 19

1.3. Основные типы хромосомных перестроек и механизмы их возникновения..................................................................................................... 26

1.4. Влияние вредных факторов промышленных производств на

уровень хромосомных аберраций у человека..........................................27

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ....................35

2.1. Характеристика изучаемой выборки.............................................35

2.2. Цитогенетический метод.............................................................39

2.3. Методы статистической обработки.............................................41

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава 3. АНАЛИЗ УРОВНЯ СПОНТАННОГО МУТАГЕНЕЗА У ЖИТЕЛЕЙ ДЕРЕВНИ АЛЬ ЛАМЕС, ТАИЗОВСКОЙ ОБЛАСТИ РЕСПУБЛИКИ ЙЕМЕН......................................................................42

3.1. Сравнительная и количественная оценка цитогенетических показателей контрольной группы.............................................................................................42

3.2. Многомерный анализ цитогенетических показателей контрольной группы .......................................................................................................45

3.3. Обсуждение.............................................................................48

Глава 4. Оценка уровня спонтанного мутагенеза на заводе по производству цемента (г. Баджиль)................................................52

4.1. Сравнительная и количественная оценка цитогенетических показателей..........................................................................................................52

4.2. Многомерный анализ цитогенетических

показателей........................................................................................................60

4.3. Обсуждение.......................................................................................63

Глава 5. Оценка уровня спонтанного мутагенеза на заводе по производству пластика (г.Таиз)......................................................68

5.1.Сравнительная и количественная оценка цитогенетических показателей..............................................................................................68

5.2. Многомерный анализ цитогенетических

показателей............................................................................................................77

5.3. Обсуждение........................................................................................80

Глава 6. Анализ влияния вредных факторов промышленных предприятий на спонтанный уровень хромосомных аберраций (Республика Йемен)..................................................................................84

6.1. Сравнительный анализ уровня спонтанного мутагенеза у сотрудников завода по производству цемента и контрольной группы.......;.........................................................................................................84

6.2. Сравнительный анализ уровня спонтанного мутагенеза у сотрудников завода по производству пластика

и контрольной группы.........................................................................................92

6.3. Сравнительный анализ уровня спонтанного мутагенеза на рассматриваемых предприятиях.......................................................100

6.4. Дискриминантный анализ............................................................................108

6.5. Обсуждение......................................................................................116

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...........................................................................119

ВЫВОДЫ...................................................................................124

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.............................................................125

ПРИЛОЖЕНИЯ.............................................................................................150

Список сокращений

ХА - хромосомные аберрации

СХО - сестринские хроматидные обмены

ЙР - Йеменская Республика

ФГА - фитогемагглютинин

ДНК - Дезоксирибонуклеиновая кислота

РНК- Рибонуклеиновая кислота

X - средняя арифметическая

Бх - ошибка среднего арифметического

Р- вероятность ошибки

Б- распределение Фишера

с - стандартное отклонение

I - критерий Стьюдента

Кл - клетка

ПК - персональный компьютер

ВНМГЦ - Всероссийский научно-методический геронтологический центр

ЧА - Частота аберраций

ЧОФ - Частота одиночных фрагментов

ЧХТО - Частота хроматидных обменов

ЧПФ - Частота парных фрагментов

ЧХО - Частота хромосомных обменов

ЧРХ - Частота разрывов хроматид

ЧВПХ - Частота встречаемости поврежденных хромосом

Введение

В условиях современных городов остро стоят проблемы защиты окружающей среды и здоровья населения. В значительной мере это обусловлено тем, что основная часть промышленных, энергетических и бытовых предприятий сосредотачивается в урбанизированных зонах, охватывающих большие по численности контигенты населения и является источником физического, химического и биологического загрязнения среды. Помимо этого существенным элементом сегодня выступает рост численности и мощностей транспортных средств, оказывающих также значительное влияние в формировании среды города [Новиков Г. В., Дударев А. Л., 1978].

На экспериментальных тест-системах доказано мутагенная и канцерогенная опасность значительного числа химических веществ, с которыми человек сталкивается повседневно. К настоящему времени в биосфере насчитывается от 3,5 до 4,3 млн. несвойственных ей химических веществ [Гичев Ю. П., 2003], 63 тыс. веществ находятся в постоянном пользовании у людей. Идет медленное повышение радиационного фона от источников ионизирующего излучения, вводимых в народное хозяйство, медицину и науку [Бочков Н. П., Катосова Л. Д., 1992].

Получены данные свидетельствуют о мутагенной опасности достигнутого загрязнения окружающей среды для половых клеток человека. Что может приводить к гибели эмбрионов или появлению организмов, имеющих наследственные дефекты; а также для соматических клеток, что может вызывать рак, поражения иммунной системы и уменьшать длительность жизни [Щербо А. П., Киселев А. В., 2006].

Несмотря на то, что поражение генетического аппарата человека , обусловленное факторами, действующими в настоящее время, в полной мере

проявиться спустя сотни лет, уже сегодня исключительно остро встает вопрос об организации генетического мониторинга в связи с загрязнением окружающей среды [Бочков Н. П., 1981]. Одним из составляющих системы генетического мониторинга является метод с применением культуры лимфоцитов периферической крови человека. Цитогенетические исследования хромосомных аберраций в соматических клетках человека используются для оценки воздействия вредных факторов на производстве и в окружающей среде [Кулешов Н. П., Шрам Р.Г., 1982].

На протяжении последних пяти десятков лет была оценена мутагенная опасность работы с различными химическими веществами; однако при определенных уровнях и условиях воздействия любой из вредных факторов приобретает определенное значение в их суммарном биологическом эффекте,

о

тем более, что на человека на производстве воздействует комплекс химических и физических факторов в различных токсических комбинациях. В связи с этим особенно актуальной становится задача суммарной оценки мутагенной активности производственной среды промышленных предприятий различного профиля [Бочков Н.П., Катосова Л.Д.,1994; Тарасов В.А.,1994] и в особенности для такой страны с развивающейся промышленностью и здра-вохранением, как Йеменская Республика, где много лет фактически не уделяли внимание экологическим аспектам охраны здоровья и технологии производства, а также не принимали мер по защите населения от вредных загрязнений.

Следует отметить, что отсутствие к настоящему времени в Йемене научно обоснованной схемы рекомендаций для лиц, относящихся к группам высокого токсико-генетического риска, затрудняет использование данных цитогенетического контроля в практической медицине. Вместе с тем, создание, апробация и внедрение такой схемы имеет важное значение, так как по-

зволит проводить реальные профилактические и реабилитационные мероприятия в тех случаях, где это действительно необходимо [Farhana Masood, Reshma Anjum, Masood Ahmad and Abdul Malik, 2012].

Цель исследования

Изучить уровень спонтанного мутагенеза на химических предприятиях

о

Йеменской республики.

Задачи исследования

1. Определить уровень спонтанного мутагенеза у здоровых жителей республики Йемен.

2. Оценить уровень хромосомных аберраций на промышленных производствах республики Йемен (завод по производству пластика в городе Таиз и цементный завод в городе Баджиль).

3. Проанализировать воздействия неблагоприятных факторов производства на уровень и структуру хромосомных аберраций среди различных категорий работающих заводов по производству цемента и пластика в городах Таиз и Баджиль Республики Йемен.

4. Рассмотреть особенности цитогенетических эффектов в зависимости от пола и возможных факторов, потенцирующих техногенное воздействие (возраст, стаж, курение).

5. Выявить с помощью методов многомерной статистики наиболее значимые хромосомные аберрации в их совокупности среди различных категорий работающих и здорового населения.

Научная новизна

Впервые изучен спонтанный уровень хромосомных аберраций среди различных групп (заводы по производству пластика и цемента в городах Таи-зе и Баджиле Йеменской Республики). С использованием цитогенетического метода проведена оценка степени мутагенного воздействия техногенных факторов промышленных предприятий на лиц, работающих в условиях вредного производства, а также лиц, не занятых во вредном производстве, но живущих на близлежащих территориях в радиусе 1км.

Впервые установлено выраженное влияние неблагоприятных факторов вредных производств (завод по производству цемента, завод по производству пластика) на уровень хромосомных аберраций у человека. Показано, что неблагоприятные факторы вредных производств, характеризующиеся специфичностью их технологического профиля, оказывают неспецифическое влияние на формирование цитогенетических эффектов.

Впервые выявлены значимые различия по цитогенетическим показателям между группами "производственных" предприятий и "непроизводственного" контроля.

Научно-практическая значимость

Результаты выполненной работы открывают новые перспективы для решения многих теоретических и практических задач в области экологической генетики для ЙР. Они могут быть использованы как доказательная база для прогнозирования возникновения и информирования о негативном воздействии неблагоприятных условий вредных производств на уровень хромо-

сомных аберраций у лиц, работающих на этих производствах или проживающих в близости них. Полученные данные представляют интерес для специалистов в области цитогенетики, генетики развития, терапевтов и профпа-тологов, особенно арабских стран.

Полученные результаты рекомендуются к использованию при чтении специальных курсов по медицинской и клинической генетике, внутренним болезням в вузах медицинского и медико-биологического профиля, а также на курсах повышения квалификации медицинских работников.

Основные положения, выносимые на защиту:

Рассчитан средний уровень спонтанного мутагенеза для популяции жителей Йеменской республики, который может быть использован в качестве эталона для дальнейших исследований.

Установлено, что условия работы обследованных лиц на вредных производствах (заводы по производству цемента и пластика) оказывают выраженное мутагенное воздействие.

Уровень хромосомных аберраций в рассмотренных производствах превышает фоновые значения в среднем в 4 раза (в 5 раз у работников завода по производству цемента и в 3 раза у работников завода по производству пластика).

Доказано, что профиль и особенности технологии производственных процессов обследованных промышленных предприятий не оказывают специфического влияния на структуру цитогенетических эффектов.

Комплексное влияние неблагоприятных факторов промышленных производств оказывает дезинтегрирующее влияние на сопряженность цитогенетических эффектов в культурах лимфоцитов.

Курение выступает как аддитивный фактор к мутагенному воздействию техногенных факторов рассмотренных производств.

Возраст и стаж работы на предприятии по производству цемента оказывают влияние на накопление мутагенных эффектов.

Внедрение в практику

Результаты исследования внедрены в работу лаборатории медицинской генетики кафедры биологии, медицинской генетики и экологии Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Курский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации, научно-исследовательской лаборатории «Генетика» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Курского государственного университета, кафедры общей биологии Курского государственного университета, завода по производству цемента г. Баджиля Йеменской Республики.

Апробация и публикации

Результаты диссертационной работы представлялись на 73-й научной конференции КГМУ и сессии Центрально- Черноземного научного центра РАМН (Курск, 2008), на конференции «Оптимизация образовательного и ле-

чебно- диагностического процесса» (Курск, 2008), в журнале «Медицинская генетика» (Москва, 2010), межвузовской научной конференции Современные технологии в медицине и педогогике (Курск, 2010), конгрессе с международным участием «Молекулярные основы клинической медицины: возможное и реальное» (Санкт-Петербург, 2010), 77-й Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученных:Молодежная наука и современность (Курск, 2012). По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, глав результатов собственных исследований, заключения, выводов, библиографического списка и приложения. Работа изложена на 124 страницах машинописного текста. Работа иллюстрирована 3 рисунками, 39 таблицами, 18 приложениями. Библиографический список используемой литературы включает 242 источников, 122 из которых зарубежные.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Спонтанный хромосомный мутагенез

В настоящее время принято подразделять хромосомные аберрации на спонтанные и индуцированные, но такое разделение является чисто условным, так как возникновение любой аберрации обусловлено определенными мутагенными факторами [Бочков Н. П., Демин Ю. С., Лучник Н. В., 1972; Ford С. Е., Hamerton J. Z., 1996]. О спонтанных хромосомных аберрациях говорят в тех случаях, когда точная причина их возникновения неизвестна. Спонтанный или индуцированный мутагенез имеет физическую, химическую или биологическую природу [Дубинин Н. П., Пашин Ю. В., 1978].

1.1.1. Мутагенез физической природы

К физическим мутагенам относятся: ионизирующее излучение (альфа-бета-, гамма-, нейтронное и рентгеновское излучение), коротковолновое ультрафиолетовое излучение, СВЧ-излучение, действие экстремальных температур [Andrea К., Rownak А., 2003].

Радиация включает электромагнитные волны очень короткой длины (рентгеновские и гамма-лучи) и высокоэнергетические частицы (альфа-частицы, бета- частицы и нейтроны) [Красавин Е. А., Козубек С., 1991].

Рентгеновские лучи, гамма-лучи и нейтроны имеют большую мощность проникновения, но альфа-частицы могут проникнуть через мягкие тка-

ни на глубину доли миллиметра, а бета- частицы на несколько миллиметров [Красавин Е. А., Козубек С., 1991; Шмакова Н. Л. и др., 2002].

Количество радиации, полученное пораженными тканями, часто называется 'доза', которая измеряется в терминах "поглощенная доза радиации" или рад. Рад - мера для измерения любой атомной радиации, которая фактически поглощена тканями, 1 рад эквивалентен 100 эргам энергии, поглощенной граммом ткани. Биологические эффекты атомной радиации зависят от объема пораженной ткани [Тимошевский В. А. и др., 2010].

У людей с поражением всего тела доза 300-500 радов обычно фатальна, но доза 10 000 радов дается маленькому объему ткани при лечении злокачественных опухолей без серьезных последствий для организма человека [Тимошевский В. А. и др., 2010].

В тоже время люди могут быть подвергнуты воздействию несколько видов радиаци