Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Спонтанный уровень хромосомного мутагенезав популяциях человека и факторы, определяющие его модификацию.Обзор литературы 11
1.1 . Оценка спонтанного уровня цитогенетических нарушений влимфоцитах крови человека 12
1.2. Модификация спонтанного уровня хромосомных аберраций 15
1.3. Индивидуальная чувствительность к воздействию генотоксикан-тов как фактор модификации спонтанного уровня хромосомныхаберраций 28
1.4. Аберрации хромосом в условиях профессионального контактас генотоксикантами 33
1.5. Экологическая характеристика районов проживания какмодификатор спонтанного мутагенеза 44
1.6. Место и значимость метода учета хромосомных аберраций в системе биоиндикации генетических нарушений в популяциях человека... 52
Собственные исследования
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 60
2.1. Климатогеографическая и эколого-гигиеническаяхарактеристика Кузбасского промышленного региона 60
2.2. Методы оценки состояния окружающей среды 64
2.3. Характеристика исследуемых контингентов, местпроживания и работы 65
2.4. Описание базы данных для анализа количественных характеристикчастоты хромосомных аберраций 69
2.5. Культивирование лимфоцитов, фиксация, приготовлениепрепаратов для цитогенетического анализа. Учет цитогенетических показателей 72
2.6. Методы статистической обработки 74
ГЛАВА 3. Результаты и обсуждение 76
3.1. Количественные характеристики основных цитогенетическихпоказателей 76
3.1.1. Основные статистики частоты хромосомных аберраций вцелом по базе данных 76
3.1.2. Частоты хромосомных аберраций в группах с разной степеньюнагрузки химическими загрязнителями 79
3.1.3. Влияние пола 82
3.1.4. Влияние возраста 84
3.1.5. Влияние курения 86
3.1.6. Влияние сезона 88
3.2 Генотоксические эффекты в производственных условиях 94
3.2.1. Хромосомные аберрации у рабочих коксохимического завода 94
3.2.2. Кластогенные эффекты в условиях алюминиевого производства... 104
3.2.3. Цитогенетические нарушения в условиях профессиональногоконтакта с факторами горнообогатительного производства 108
3.2.4. Сравнительная оценка кластогенного потенциалапромышленных предприятий разного профиля 113
3.3. Пространственно-временной мониторинг хромосомныхаберраций у детей и подростков Кемеровской области 123
3.3.1. Параметры хромосомного мутагенеза у жителейкрупных промышленных городов 123
3.3.2. Многолетняя динамика цитогенетических нарушений уподростков из крупного промышленного города 129
3.3.2.1. Оценка уровня радиационного воздействия натерритории г.Кемерово в период 1992 - 1996 гг. каквозможного кластогенного фактора для подростков-горожан 132
3.3.2.2. Оценка значения качества потребляемых воды и продуктовпитания в формировании уровня хромосомных аберраций уподростков г. Кемерово 135
3.3.2.3. Загрязненность атмосферного воздуха и динамикацито цитогенетических нарушений у подростков г. Кемерово 138
3.3.3. Хромосомные аберрации у жителей шахтерских городов ипоселков 143
3.3.4. Реализация цитогенетических эффектов в сельскохозяйственныхрайонах промышленного региона 150
3.4. Картографирование цитогенетических эффектов какметодическая основа мониторинга генотоксических параметров средыпромышленного региона 156
Заключение 161
Выводы 174
Литература 176
- Оценка спонтанного уровня цитогенетических нарушений влимфоцитах крови человека
- Климатогеографическая и эколого-гигиеническаяхарактеристика Кузбасского промышленного региона
- Количественные характеристики основных цитогенетическихпоказателей
- Сравнительная оценка кластогенного потенциалапромышленных предприятий разного профиля
Введение к работе
Изучение теоретических и прикладных аспектов проблемы хромосомного мутагенеза в популяциях человека представляет собой одну из актуальных проблем современной экологической генетики. Теоретическая сторона данной проблемы вытекает из того факта, что человек как биологический вид эволюционировал и сформировался в современном виде под постоянным воздействием факторов среды, инициирующих мутационные процессы на всех уровнях организации геном, в т.ч. - на хромосомном. Относительная стабильность спектра и интенсивности давления природных факторов на протяжении тысячелетий обеспечила определенный темп возникновения и реализации мутаций (Бочков, Чеботарев, 1989). Вместе с тем, загрязнение окружающей среды химическими, физическими и биологическими факторами, к которым человек как биологический вид не приспособлен, может реально увеличивать темп мутаций и, следовательно, отрицательно влиять на здоровье как настоящего, так и последующего поколений (Бочков, 2001)
В этих условиях очевидной становится необходимость расширения наших представлений о спонтанном метагенезе в целом и о факторах, приводящих к его модификации для проведения генетического мониторинга популяций человека (Чеботарев, 2001).
Несмотря на почти полувековую историю использования цитогенетических методов для изучения спонтанного и индуцированного хромосомного мутагенеза у человека, некоторые аспекты этой фундаментальной проблемы до настоящего времени остаются нерешенными, либо изученными в недостаточной степени. В частности, открытым остается вопрос о вариабельности частоты спонтанных хромосомных аберраций на популяционном уровне с учетом всего разнообразия факторов, вызывающих ее модификацию. В современных популяционных токсико-генетических исследованиях интенсивно разрабатываются подходы к оценке генетического здоровья населения, в основе которого лежит уровень воздействия. Такие исследования проводятся, как правило, на контингентах, имеющих контакт с гентоксикантами на производстве. Вместе с тем, до сих пор дискутируется проблема оценки кластогенного действия промышленных загрязнений в приложении к большим группам населения, не контактирующего с генотоксикантами профессионально, но проживающих в условиях реальной мутагенной нагрузки. В литературе практически отсутствуют сведения о результатах цитогенетического мониторинга генотоксических эффектов в разных группах населения крупного промышленного региона, выполненного на протяжении достаточно большого временного интервала и охватывающего локальные территории с различающимися параметрами экологического состояния среды. Очевидна необходимость создания методологических принципов регионального цитогенетического мониторинга для осуществления экспертной оценки состояния среды на основании изучения биомаркеров эффекта. Анализ состояния и динамики токсико-генетических процессов в населении территорий с промышленно-напряженной экологической ситуацией может служить вариантом своеобразной модели при оценке комплексного влияния экстремальных условий на генотип человека и способствовать разработке принципов прогнозирования отдаленных биомедицинских последствий и управления здоровьем населения.
Очевидно, что для определения практической ценности мониторинга и аргументации основных методических принципов его осуществления необходима апробация в условиях конкретного промышленного региона. В этом смысле Кузбасский промышленный регион (Кемеровская область), в силу своих климатогеографических особенностей и параметров загрязнения среды, является наиболее удобным объектом исследования, так как может рассматриваться в качестве своеобразного полигона для проведения мониторинга за генотоксическими эффектами у населения.
Цель и задачи исследования:
Целью настоящего исследования явилось изучение хромосомных нарушений у населения крупного промышленного региона (на примере Кемеровской области).
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
• Обосновать стратегию и тактику цитогенетического картографирования региона.
• Оценить спектр и характер распределения химических и радиационных факторов техногенной и естественной природы на территории Кузбасского промышленного региона.
• Изучить основные количественные показатели частот хромосомных аберраций в исследуемых выборках.
• Определить региональный фоновый уровень хромосомных аберраций.
• Дать оценку влияния факторов пола, возраста, курения и сезона на формирование частоты хромосомных аберраций.
• Изучить цитогенетические нарушения в группах детского и подросткового населения промышленного региона с учетом экологических характеристик мест проживания.
• Определить динамику формирования хромосомных аберраций у населения промышленного города в сочетании с анализом показателей состояния окружающей среды в рассматриваемый период времени.
• Дать сравнительную характеристику кластогенных эффектов, регистрируемых в контингентах работников предприятий с повышенной генотоксической вредностью и у населения, не занятого во вредном производстве.
Научная новизна и практическая значимость работы:
На основе анализа данных литературы и собственных результатов разработана методология регионального цитогенетического мониторинга популяций человека в связи с загрязнением среды, а также сформулирован, обоснован и апробирован на практике новый методический подход (картографирования цитогенетических эффектов) для выполнения экспертной оценки эколого-генетических параметров окружающей среды в условиях промышленного региона. Впервые осуществлен пространственно-временной мониторинг цитогенетических эффектов в группах населения крупного промышленного региона Западной Сибири -Кемеровской области.
В результате проведения исследований впервые:
показано, что половозрастные особенности, приверженность к курению и сезон проведения обследования являются факторами слабой модификации спонтанной частоты хромосомных аберраций и не могут рассматриваться в качестве ведущих причин увеличения уровня цитогенетических нарушений;
установлено, что основными источниками мутагенного воздействия на популяции человека в регионе являются: загрязнение среды отходами предприятий химического, углеперерабатывающего, металлургического профилей, нарушение радиоэкологического фона, вследствие горных разработок и обогащения минерального сырья, нарушение условий использования и хранения ядохимикатов;
дана сравнительная сравнительная оценка кластогенного потенциала промышленных предприятий разного профиля. Показано, что в ряду изученных предприятий наиболее выраженные цитогенетические эффекты реализуются у лиц профессионально подверженных воздействию факторов коксохимического производства. Выявлена стабильная воспроизводим ость высокой частоты хромосомных аберраций у этой категории трудящихся.
выявлено, что население промышленного города, вне зависимости от района проживания, можно характеризовать как единую популяцию в плане воздействия генотоксикантов;
в условиях промышленного города показано наличие корреляционной взаимосвязи между динамикой цитогенетических нарушений у населения и изменением концентрации отдельных генотоксических загрязнителей воздуха. Таким образом, можно говорить о принципиальной возможности выделения ведущих экологических факторов модификации хромосомных аберраций в пределах одного населенного пункта у населения, не контактирующего профессионально с производственными вредностями.
Методологические и методические подходы, а также результаты исследования вошли в соответствующие отчеты и были использованы для составления плана мероприятий по реализации программ эколого-гигиенического мониторинга населения Кемеровской области (х/д «Медген», «Радген», «Кокс» по заданию департамента здравоохранения АКО 1993-97гг.), чтении лекций по курсу «Генетика» в Кемеровском государственном университете. Материалы диссертационного исследования были использованы в специальном докладе Уполномоченного по правам человека в Кемеровской области «О состоянии экологии в Кемеровской области и нарушениях прав граждан на благоприятную окружающую среду» (Кемерово, 2002). Положения, выносимые на защиту:
Региональный фоновый уровень хромосомных аберраций.
Данные экспертно-аналитической оценки цитогенетических эффектов у населения промышленного региона.
Взаимосвязь динамики хромосомных аберраций у жителей промышленного города с изменением концентрации отдельных загрязнителей воздуха.
Сравнительная характеристика генотоксического потенциала промышленных предприятий.
Метод цитогенетического картографирования, дающий возможность экспертной оценки суммарной генотоксичности параметров среды промышленного региона на основе анализа биомаркеров эффекта в конкретных климатогеографических и экологических условиях.
Оценка спонтанного уровня цитогенетических нарушений влимфоцитах крови человека
За почти полувековой период использования цитогенетических методов накоплено большое число сведений об уровне и типах спонтанных хромосомных аберраций в лимфоцитах человека. Анализ данных литературы показывает, что несмотря на существенную эволюцию представлений в этой области, до сих пор остается открытым вопрос о вариабельности частоты спонтанных хромосомных аберраций на популяционном уровне с учетом всего разнообразия гено- и паратипических факторов, вызывающих ее модификацию.
В ранних цитогенетических исследованиях, за редким исключением, отсутствовали специальные работы, посвященные анализу спонтанного мутационного процесса. Вместе с тем, в большинстве случаев, сведения об уровне аберраций приводились для контрольных культур. Н.П.Бочков (Бочков, 1971) указывает на тот факт, что по данным разных авторов частота клеток с аберрациями в культуре лимфоцитов варьирует в очень широких пределах: от 0,1 до 14%, при этом наибольший разброс данных приходится на частоты клеток с хроматидными фрагментами. В более поздних экспериментальных работах и обзорах неоднократно подчеркивалось, что для осуществления корректных межлабораторных сравнений необходимо использование унифицированных методов постановки опытов и учета аберраций (Бочков, 1972; Севанькаев и др., 1974; Бочков, 1977; Кулешов, Шрам, 1982; Сусков, Сазонова, 1983). К этому времени сложилось представление о том, что спонтанному уровню хромосомных аберраций, как правило, соответствует интервал в 0,9% - 3% аберрантных клеток, в то время как более высокие показатели следует рассматривать как следствие нарушения методических условий проведения анализа (Журков, 1975).
В монографии Н.П. Бочкова, А.Н. Чеботарёва (1989) приводятся обобщённые результаты исследования спонтанных аберраций хромосом у лиц различного возраста и пола за десятилетний период (Бочков, Чеботарёв, 1989). Обследовано 437 человек, у которых проанализировано более 80000 клеток. Установлено, что средняя частота клеток с хромосомными аберрациями составляет 1,16%. Сходные данные получены Н.П. Кулешовым и В.И.Алехиным при обследовании 1625 новорожденных москвичей, у которых средняя частота хромосомных аберраций составила 1,02% (Кулешов, Алехин, 1974). S. Gundy, L.P. Varga (1983) изучили частоту хромосомных аберраций у 175 здоровых людей в возрасте от 18 до 45 лет. При индивидуальной вариации этого показателя от 0 до 6% частота аберрантных метафаз составила в среднем 0.88% при анализе 17500 клеток. Авторы оценили это значение как спонтанный уровень цитогенетических нарушений, который можно применять при сопоставлении генотоксических эффектов от воздействия радиации (Gundy, Varga, 1983). В другой работе (Kasuba et al., 1995) при анализе аберраций в группе из 135 здоровых доноров изучили 15368 клеток. Частота аберраций составила в среднем 1,1 х 10" , в том числе на долю дицентрических хромосом пришлось 0,26 х 10" . Группой болгарских исследователей при анализе спонтанных цитогенетических нарушений у 105 доноров было установлено, что аберрантные метафазы встречаются с частотой 1,17 на 100 клеток (Ivanov et al., 1978).
Несколько большим оказался уровень лимфоцитов со структурными аберрациями в исследовании Н.Н.Ильинских и др.(1990) - (1,9% у взрослых доноров и 1,7% у детей). Число же аберраций на 100 клеток составило 2,2 (у взрослых) и 2,1 (у детей) (Ильинских и др., 1990). Для групп доноров г. Нижнекамска и г. Уфы средняя частота метафаз с хромосомными аберрациями составила 1,5 и 2,9%, соответственно (Викторова, 1993).
Для оценки спонтанного уровня частоты хромосомных аберраций у детей двух сельскохозяйственных районов Рязанской области проводили цитогенетическое обследование 93 детей в возрасте 6-11 лет. От каждого индивида анализировали по 300 клеток. Частота хромосомных аберраций на 100 клеток составила 2,39, при уровне индивидуальных колебаний этой величины - 0,66-5,00 на 100 клеток (Рыжкина и др., 1998).
Всесторонний анализ количественных характеристик частоты спонтанных хромосомных аберраций был выполнен с использованием специально созданной базы данных (Бочков и др., 2001). Применение такого анализа позволило корректно сформировать группу базового контроля (289 человек), для которой частота аберрантных метафаз составила 0,0213 ± 0,00085.
Известно, что качественный спектр повреждений хромосом позволяет в определенной степени судить об индуцирующем факторе и стадии клеточного цикла, в которой сформировалась аберрация (Бочков и др., 1994). Данные о соотношении различных типов аберраций, выявляемых в культуре лимфоцитов можно найти в ранних работах Н.П. Бочкова (1971) и А.В. Севанькаева (1974) Исследователями проанализировано 13029 метафаз из 126 культур и 22000 метафаз из 205 культур соответственно. Выявлены следующие частоты аберраций отдельных типов: одиночные фрагменты -40,0% (57,9%); парные фрагменты - 47,2% (34,6%); дицентрические хромосомы - 6,0% (0,9%); кольцевые хромосомы - 0,4% (0 %); хроматидные транслокации - 3,0% (0,9%); перестроенные хромосомы (транслокации, перицентрические инверсии) - 1,7% (0,5%); интерстициальные делеции -0,4% (4,2%); ацентрические кольца - 0% (0,5%); разрывы в области центромеры - 1,3% (0,5%) (Бочков, 1971; Севанькаев и др., 1974).
Климатогеографическая и эколого-гигиеническаяхарактеристика Кузбасского промышленного региона
Кемеровская область (Кузбасс) расположена в юго-восточной части Западной Сибири. Территория области (95,5 тыс. кв. км) находится на стыке Западно-Сибирской равнины и гор Южной Сибири. Граничит с Томской и Новосибирской областями, Алтайским и Красноярским краями, республиками Алтай и Хакасия.
Климат - резко континентальный, зима продолжительная (5 месяцев), средняя температура января - 20 градусов по Цельсию, средняя температура короткого лета + 20. Колебания температуры от - 40 до + 40 С.
Большая часть территории области занята Кузнецкой котловиной, расположенной между Кузнецким Алатау и Салаирским кряжем. Крайний юг - обширная территория средневысотных гор Горной Шории. Значительные угольные запасы Кузнецкой котловины определили второе название области - Кузбасс.
Как самостоятельный субъект Российской Федерации область образована в январе 1943г. Население 3063,5 тыс. человек (1996). Административным центром является г. Кемерово. Кемеровская область является наиболее урбанизированной в Западной Сибири; 86% ее населения проживает в 20 городах и 47 рабочих поселках, расположенных в узкой полосе, прилегающей к реке Томи, которая служит основным коллектором для приема сточных вод промышленных предприятий и, в то же время, основным источником питьевой воды (рис.1). Из 922 предприятий только 243 имеют очистные сооружения.
Более 500 млн. куб. метров промышленных стоков сбрасываются в поверхностные водоисточники без какой-либо очистки. Со сточными водами ежегодно сбрасываются более 600 тыс. тонн загрязняющих веществ: нефтепродукты, сульфаты, аммонийный азот, фенол, формальдегид, тяжелые металлы и др. (Состояние окружающей природной среды Кемеровской области, 2000).
Эколого-гигиенические проблемы в регионе имеют свои особенности, которые связаны, прежде всего, с многолетними неоптимальными методами освоения природной и социальной среды обитания; концентрацией большого числа промышленных предприятий химической, металлургической, горнодобывающей и др. отраслей. Ввиду несовершенства технологических процессов и из-за отсутствия должной переработки отходов на многих производствах происходит утечка в среду токсических, в том числе - мутагенных и канцерогенных соединений. Следствием этого является включение крупных городов региона в разряд наиболее загрязненных на территории РФ (Здоровье населения и химическое загрязнение окружающей среды в России, 1994). Наиболее существенной экологической проблемой считается загрязнение атмосферного воздуха. По сумме валовых выбросов в атмосферу «лидируют» гг. Новокузнецк (502 тыс. т/год), Белово (95 тыс. т./год), Кемерово (71,4 тыс. т./год). В атмосферу городов выбрасывается около 200 различных соединений, которые в большинстве своем являются высокотоксичными и канцерогеноопасными: полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), цианиды, фториды, тяжелые металлы и др. (Состояние окружающей природной среды Кемеровской области, 2000). Положение с загрязнением атмосферного воздуха усугубляется особенностью географического расположения региона. Центральную часть области занимает Кузнецкий бассейн, где сконцентрирована добыча угля, руды, металлургические и химические предприятия, крупные тепловые электростанции. Кемеровская область с трех сторон окружена горными массивами, которые создают замкнутую географическую систему, обособленную от соседних регионов. Таким образом, образовавшаяся Кузнецкая котловина является накопителем большей части промышленных выбросов, чему также способствуют метереологические условия: частые и длительные антициклоны, сопровождающие их штили и атмосферные инверсии в холодное время года (Дьяченко, Хмелева, 1999).
Радиационная ситуация в регионе, согласно данным Кемеровского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Комитета природных ресурсов Кемеровской области, Областного комитета по охране окружающей среды, СЭС Кемеровской области, Управления ГО и ЧС Кемеровской области в целом признается как удовлетворительная. Мощность экспозиционной дозы в городах и районах Кемеровской области колеблется от 8,7 до 15,2 мкР/час при среднем радиационном фоне Земли 15 мкР/час. Радиоактивность большинства добываемых в Кузбассе углей не превышает 11,5 мкР/час, среднее содержание радионуклидов в углях — от 1 до 16 г/т (уран — от 1 до 7 г/т, радий — от 1 до 7 г/т, торий — от 2 до 16 г/т), радиационная загрязненность — от 18 до 40 Бк/кг. Однако при общей приемлемой радиационной ситуации на угольных шахтах, разрезах и на территории области в Кузбассе имеются локальные потенциально опасные по радиационному загрязнению участки (золо- и шлакоотвалы, хранилища отходов и др.).
Количественные характеристики основных цитогенетическихпоказателей
Изучению генотоксических эффектов у населения региона, характеризующегося многообразием экологических ситуаций, с очевидностью, должен предшествовать этап анализа основных количественных показателей частот хромосомных аберраций в исследуемых выборках. Наиболее важным следствием выполнения этого этапа является определение регионального спонтанного уровня хромосомных мутаций, который может быть точкой отсчета для дальнейшего изучения аберраций при действии каких-либо мутагенных факторов (Чеботарев, 2001). Помимо этого, анализ количественных характеристик цитогенетических нарушений на данном этапе позволяет дать оценку возможного модифицирующего влияния таких факторов как пол, возраст, сезон обследования и наличие вредных привычек (курение).
В табл. 4 приведены общие частоты различных типов хромосомных аберраций, полученных как отношение числа аберраций определенного типа к числу проанализированных метафаз. Частоты приведены для всей базы данных, включающей анализ 92900 клеток. В качестве группы сравнения в таблицу включены результаты, опубликованные Н.П. Бочковым с соавт. (Бочков и др., 2001).
Сопоставление частот хромосомных аберраций из двух сравниваемых баз данных показывает, что общая частота аберрантных метафаз в «кемеровской» выборке оказывается несколько выше аналогичного показателя для выборки жителей европейской части России и стран СНГ (0,0373 и 0,0256 соответственно). При этом увеличение достигается за счет хроматидных фрагментов (0,0251 и 0,0174) и парных фрагментов (0,01212 и 0,00682). Напротив, в отношении хроматидных обменов наблюдается обратная тенденция: их средняя частота в целом по «кемеровской» базе определенно ниже (0,00045), чем в группе сравнения (0,00993). Интересным представляется тот факт, что суммарные частоты всех обменных аберраций хромосомного типа в сравниваемых базах данных оказались практически одинаковыми (0,00144 и 0,00165), хотя по отдельным их видам наблюдаются явные различия. Так, например, суммарная частота всех типов кольцевых хромосом в выборке жителей Кемеровской области примерно в 4 раза ниже аналогичного значения из базы данных сравнения (0,000140 и 0,000593 соответственно).
Основные статистические данные в целом по всей исследованной выборке представлены в табл. 5. Даны средние значения показателей из оценок этих показателей у отдельных индивидов.
Сопоставление данных табл. 4 и табл. 5 показывает, что общие частоты всех показателей практически совпадают со средними значениями тех же цитогенетических показателей.
Одной из основных цитогенетических характеристик, наиболее часто используемых при анализе хромосомных нарушений, является число метафаз с аберрациями, обычно выражаемое в процентах. Известно, однако, что в одной клетке можно одновременно наблюдать несколько аберраций. Таким образом, следует выделить еще один показатель - «число аберраций на 100 клеток», который наиболее полно отражает частоту мутационных событий. Распределение клеток по числу аберраций приведено в табл. 6, из которой следует, что частоты встречаемости метафаз с 2, 3 или более аберрациями в общем пуле клеток невелики; отмечается их снижение на порядок с каждой дополнительной аберрацией в клетке. Так из 3449 аберрантных метафаз, зарегистрированных в базе данных, отмечено только 9 мультиаберрантных клеток (0,000097).
При формировании базы данных общая группа обследованных индивидов была условно подразделена на 5 основных групп в зависимости от степени и характера химической нагрузки (см. главу «Материалы и методы»). В табл. 7 приводятся сведения об общих частотах различных типов хромосомных аберраций в этих группах. Из данных табл. 7 следует, что минимальные значения частот цитогенетических нарушений отмечаются в 1-й группе, куда были включены индивиды, проживающие в населенных пунктах, не имеющих на своей территории предприятий химической, металлургической или горнодобывающей промышленности и не контактирующие профессионально с какими-либо производственными вредностями. Именно эту группу (ПО человек) можно обозначить в качестве регионального базисного контроля.
В табл. 8 даны основные статистические параметры цитогенетических нарушений для базовой контрольной группы. Сопоставление показателей по всей базе данных (табл. 5) с базовым контролем показывает, что практически все типы хромосомных аберраций имеют меньшие значения в последнем случае, однако достоверность различий наблюдается только в отношении числа аберрантных метафаз (Р = 0,000873; U = 41008) и парных фрагментов (р = 0,0184; U = 43884).
Сравнительная оценка кластогенного потенциалапромышленных предприятий разного профиля
Мониторинг цитогенетических эффектов в контингентах работников предприятий разных отраслей промышленности, выполненный одной исследовательской группой, с использованием единого методического подхода, позволяет осуществить сопоставление степени и характера генотоксических воздействий на данные популяции, оценить общие закономерности и возможную специфику хромосомного мутагенеза в условиях разных производств.
В представленных выше разделах (3.2.1. - 3.2.3.) даны основные характеристики цитогенетических показателей в группах работников коксохимического, алюминиевого и горно-обогатительного предприятий. Сравнительный анализ генотоксического потенциала этих производств, базируясь на основном показателе - числе клеток с аберрациями, позволяет отметить, что наиболее выраженные кластогенные эффекты присущи для контингента рабочих коксохимического завода (рис. 8).
Этот факт хорошо согласуется с данными гигиенических исследований о том, что промышленное получение каменноугольного кокса и сопутствующих продуктов сопряжено с загрязнением окружающей среды рядом химических соединений, многие из которых относятся к мутагенным и канцерогенным факторам (Капитульский и др., 1987; Косой, Хесина, 1990). В этих условиях у работников коксохимического производства можно ожидать наличие генотоксических эффектов, существенно выходящих за рамки спонтанного мутационного процесса, что подтверждается результатами проведенных исследований и данными литературы (MotyKiewicz et al., 1992; Jovicic et al., 1992; Dobias et al., 1996; Kalina et al., 1998).
Факторы алюминиевого производства, хотя и в меньшей степени, также обладают заметным кластогенным потенциалом, что выражается в увеличении доли аберрантных клеток в группе рабочих основных профессий по сравнению с контролем (рис. 8). Наименьшая частота цитогенетических повреждений отмечена для работников горнообогатительного производства (3,81 ± 0,46%), однако и в этом случае она достоверно превышает значение для контрольной выборки. Важно отметить, что средние частоты клеток с аберрациями в контрольных группах для сравниваемых производств имеют определенные, иногда существенные, различия (3,57 ± 0,20 - Кемерово; 4,03 ± 0,42 -Новокузнецк; 2,22 ± 0,35 - Салаир) и этот факт, безусловно, отражает степень генотоксических нагрузок на жителей данных населенных пунктов.
Известно, что спектр аберраций позволяет в определенной мере судить о природе ведущего кластогенного фактора (ров), а также о стадии клеточного цикла, в которой формируется большинство из регистрируемых поломок. Характеристика качественного спектра цитогенетических нарушений, зарегистрированных в условиях трех изученных производств, наглядно представлена на рис. 9. Для сравнения приведены данные по типам аберраций в группе базового контроля (см. главу З.1.). Очевидно, что производственные условия вносят определенную специфику в спектр аберраций. Прежде всего, эта специфика проявляется в соотношении фрагментов хромосомного и хроматидного типов. Так, если в группе базисного контроля доля хроматидных фрагментов составляет 67,6%, то для контингентов рабочих аналогичные значения оказываются определенно ниже, не превышая 60% уровня. Кроме того, в производственных выборках стабильно регистрируется увеличение доли обменов хромосомного типа (дицентрических и кольцевых хромосом, инверсий и реципроктных транслокаций). В частности, в группе рабочих - коксохимиков на долю хромосомных обменов приходится 4,27% от общего числа аберраций, т.е. отмечается почти 2-х кратное увеличение по сравнению со значением для базисного контроля (2,63%). Для двух других производств: алюминиевого и горно-обогатительного данный показатель еще выше - 10,8% и 7,32% соответственно.
Как представляется, подобное увеличение доли аберраций хромосомного типа в группах рабочих является следствием того, что в производственных условиях организм человека сталкивается с гораздо более широким набором химических генотоксикантов, воздействующих в комплексе с радиационными факторами. Известно, что при увеличении дозы излучения, как правило, возрастает количество "двухударных" аберраций хромосомного типа: фрагментов, транслокаций, дицентриков (Окладникова и др., 1994; Севанькаев и др., 1994; Хандогина и др., 1994; Weber et al., 1995; Brogger et al., 1996). При этом, хромосомные аберрации нестабильного типа (дицентрические и кольцевые хромосомы) традиционно считаются наиболее удобными индикаторами генотоксического действия ионизирующих излучений (Бочков, 1992; Bauchinger, 1995; Edwards, 1997; Straume, Bender, 1997).
