Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 11
1.1 Распределение радионуклидов в озерных экосистемах 11
1.2 Особенности накопления радионуклидов в тканях рыб 14
1.3 Радиационно-индуцированные генотоксические эффекты 19
1.4 Биологические эффекты радиационного воздействия на рыб 33
ГЛАВА 2.Материалы и методы 41
2.1 Объект исследований 41
2.1.1 Характеристики вида плотва обыкновенная (Rutilus rutilus. L) 41
2.2 Характеристика исследуемых водоемов. 42
2.2.1 Характеристика водоема В-4 44
2.2.2 Характеристика водоема В-10 45
2.2.3 Характеристика водоема В-11 46
2.2.4 Характеристика Буферного водоема 47
2.2.5 Характеристика Шершневского водохранилища 48
2.3 Химический состав воды исследуемых водоемов 49
2.4 Содержание радионуклидов в воде и донных отложениях исследуемых водоемов 51
2.5 Содержание радионуклидов и расчет доз для плотвы из исследуемых водоемов 54
2.6 Методы исследования 58
2.6.1 Сбор ихтиологического материала 58
2.6.2 Определение морфометрических показателей плотвы 58
2.6.3 Определение кормовой базы для плотвы в исследуемых водоемах 60
2.6.4 Определение уровня повреждения и репарации ДНК клеток периферической крови плотвы с помощью метода ДНК-комет 61
2.6.5 Определение частоты эритроцитов с микроядрами в периферической крови плотвы 63
2.6.6 Определение частоты эритроцитов с морфологическими аномалиями в периферической крови плотвы 64
2.6.7 Статистический анализ 67
ГЛАВА 3. Морфометрические показатели плотвы из исследуемых водоемов 68
3.1 Возрастная структура уловов плотвы из исследуемых водоемов 68
3.2 Размерные показатели плотвы из исследуемых водоемов 69
ГЛАВА 4. Оценка генотоксических эффектов техногенного загрязнения исследуемых водоемов 75
4.1 Оценка повреждения и репарации ядерной ДНК клеток периферической крови плотвы методом ДНК-комет 76
4.2 Оценка частоты эритроцитов с микроядрами в периферической крови плотвы 83
4.3 Оценка частоты эритроцитов с морфологическими аномалиями ядра в периферической крови плотвы 86
Заключение 102
Выводы 112
Список литературы 113
- Особенности накопления радионуклидов в тканях рыб
- Содержание радионуклидов в воде и донных отложениях исследуемых водоемов
- Размерные показатели плотвы из исследуемых водоемов
- Оценка частоты эритроцитов с микроядрами в периферической крови плотвы
Особенности накопления радионуклидов в тканях рыб
Таким образом, в обзоре литературы имеется недостаточно данных о генотоксическом действии на ихтиофауну радиационного фактора, для корректного определения закономерности радиационного генотоксического воздействия на рыб из естественных популяций. А работ, посвященных оценке репарационных возможностей ядерной ДНК у рыб, длительное время обитающих в водоемах с разным уровнем радиоактивного загрязнения в доступной литературе не обнаружено.
Особенностью радиационных инцидентов на ПО «Маяк», является широкое загрязнение объектов гидросферы. В настоящее время вокруг ПО «Маяк» имеется целый ряд водоемов и водотоков с разным уровнем радиоактивного загрязнения (от фоновых уровней до уровней радиоактивного загрязнения воды -излучающими радионуклидами до 20 МБк/л, -излучающими радионуклидами – до 10 кБк/л). Экосистемы этих водоемов и водотоков уже более 60-ти лет находятся в условиях радиоактивного загрязнения. Изучение этих объектов в настоящее время является единственным источником получения полноценной научной информации о закономерностях реакции природных водных экосистем при длительном радиоактивном загрязнении. В проведенных в 2007 г. исследованиях по содержанию радионуклидов в различных видах рыб, обитающих в технологических водоемах ПО «Маяк» [Коломиец И.А. и др., 2010], было показано, что наибольшую поглощенную дозу имеет плотва (Rutilus rutilus L.). Поэтому оценка благополучия популяции плотвы может стать индикатором состояния всей ихтиофауны водоемов и состояния биоценоза в целом. В связи с этим была сформулированы цель и задачи настоящей работы.
Цель работы: Оценить генотоксические эффекты в клетках периферической крови плотвы из промышленных водоемов ПО «Маяк» с разным уровнем радиоактивного загрязнения. Задачи исследования: 1. Провести сравнительный анализ физиологического состояния по морфологическим показателям плотвы из водоемов В-11, В-10, В-4 Теченского каскада и водоемов сравнения – Шершневского водохранилища и Буферного водоема. 2. Определить уровень повреждений и репарации ядерной ДНК у плотвы из исследуемых водоемов с помощью метода ДНК-комет. 3. Оценить частоту эритроцитов с микроядрами в периферической крови плотвы исследуемых водоемов. 4. Оценить частоту эритроцитов с морфологическими аномалиями в периферической крови плотвы исследуемых водоемов. 5. Оценить зависимость проявления генотоксических эффектов у плотвы из исследуемых водоемов от уровня радиационного воздействия. Научная новизна исследования: 1. Впервые с помощью методов ДНК-комет, микроядерного теста и оценки морфологических аномалий клеточного ядра проведен анализ уровня повреждения ядерной ДНК клеток периферической крови плотвы, в течение ряда поколений, обитающей в водоемах с разным уровнем радиоактивного загрязнения. 2. Определена зависимость частоты эритроцитов с морфологическими аномалиями у плотвы от мощности дозы радиационного воздействия.
Теоретическая значимость исследования:
В работе получены новые теоретические знания о радиобиологических закономерностях повреждения и репарации ядерной ДНК соматических клеток рыб при хроническом радиационном воздействии. Генотоксическое действие ионизирующего излучения на рыб проявляется в повышении частоты эритроцитов с микроядрами в периферической крови, а также в повышении частоты эритроцитов с морфологическими аномалиями.
Полученные знания вносят вклад в развитие теоретических представлений о реакции клеток рыб на радиационное воздействие.
Практическая значимость исследования: 1. Результаты работы могут быть использованы для целей нормирования допустимого радиационного воздействия на гидробиоценозы. 2. Результаты диссертационного исследования внедрены в систему производственного экологического мониторинга специальных промышленных водоемов ПО «Маяк». 3. Результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе на курсах «экотоксикология», «гидробиология» на кафедре биоэкологи ЧелГУ, на курсе «ридоэкология» кафедры радиобиологии ЧелГУ, на курсе «экология» кафедры анатомии, физиологии человека и животных ЧГПУ. 4. Материалы данной работы были использованы при разработке методических рекомендаций «Оценка генотоксических свойств природных вод методом ДНК-комет с использованием клеток крови рыб» (2012). Положения, выносимые на защиту: 1. Радиационное воздействие на рыб, длительное время обитающих в радиоактивно-загрязненных водоемах приводит к повышению уровня повреждения ядерной ДНК клеток периферической крови плотвы. 2. Радиационное воздействие на рыб, длительное время обитающих в радиоактивно-загрязненных водоемах приводит к повышению интенсивности репарации ядерной ДНК клеток периферической крови плотвы. 3. Метод определения частоты эритроцитов с морфологическими аномалиями ядра является хорошим инструментом для оценки генотоксического действия среды на рыб и может быть использован в биологическом мониторинге радиоактивно-загрязненных водных экосистем.
Содержание радионуклидов в воде и донных отложениях исследуемых водоемов
Изменение физиологических процессов, происходящих в организме рыб, подвергшихся радиационному воздействию, влекут за собой изменение восприимчивости особей к инфекционным и неинфекционным заболеваниям. В 1988 г. через год после аварии на Чернобыльской АЭС была доказана зависимость от мощности дозы хронического облучения рыб частоты возникновения двух заболеваний молоди карпа: ботриоцефалеза (возбудитель – цестода (Bothriocephalus acheilognathi)) и воспаления плавательного пузыря, что может, вероятно, указывать на их радиационную обусловленность [Слуквин А.М. и др., 2001]. Однако в том же исследовании не было установлено корреляционной зависимости частот возникновения восьми других изучаемых заболеваний от мощности поглощенной дозы облучения молоди карпа [Слуквин А.М. и др., 2001].
При оценке жизнеспособности эмбрионов серебряного карася (Carassius auratus gibelio) и карпа, обитающих в условиях хронического низкоинтенсивного радиационного воздействия было установлено, что эффект, выражающийся в снижении выживаемости эмбрионов, проявляется у серебряного карася при поглощенной дозе – 0,65 мГр, у карпа – 1,06 мГр. Этот факт свидетельствует о различиях в реакции зародышей на облучение в зависимости от вида животных [Жукинский В.Н. и др., 1993]. Статистически значимые отличия между опытными и контрольными выборками зафиксированы главным образом на стадии вылупления и на стадии предличинки, что указывает на постепенное накопление
морфофункциональных нарушений развития эмбрионов под действием радиоактивного излучения и последующем их проявлении при резкой смене внешних условий развития. Хроническое действие облучения имеет и положительный эффект: размер личинок был достоверно больше, чем в контроле. В исследованиях по выявлению биологических эффектов влияния радиационного фактора на рыб, проведенных в лаборатории радиационной биоценологии и биофизики Института экологии растений и животных Уральского научного центра в 1975 г., было показано, что однократное воздействие внешнего -облучения на икру на ранних стадиях дробления оказывает больший биологический эффект, чем хроническое радиационное воздействие на эмбрионов, полученное в условиях инкубации икры в воде с соответствующими концентрациями 90Sr-90Y [Куликов Н.В. и др., 1975].
Результаты исследования воздействия на ихтиофауну условий среды обитания в технологических водоемах ПО «Маяк» приведены в публикациях Смагина А.И. В работе [Смагин А.И., 1996] описано, что общее поступление радиоактивных веществ в экосистему составило более 111 ПБк, что привело к формированию дозы на половые продукты щуки около 8 мГр/сут. При этом выход нормальных предлечинок, полученных в условиях рыборазводного цеха от производителей из изучаемого и контрольного водоемов, практически одинаков и составил 72,2% и 71,4% соответственно. Однако было установлено, что количество предличинок, имеющих комплекс аномалий развития, в эксперименте составил 4,9%, а в контроле 0,3% от всего количества личинок с видимыми отклонениями в развитии организма.
В другой работе Смагина А.И. [Смагин А.И., 2006] представлены данные анализа экологического состояния технологических водоемов ПО "Маяк", проведенного в 80-х – начале 90-х годов. Объектами исследования были: водоем-охладитель реакторного производства оз. Кызыл-Таш (водоем В-2) и водоем В-10 – хранилище низкоактивных радиоактивных отходов. В качестве контрольных водоемов были выбраны оз. Иртяш – водоем источник питьевого водоснабжения г. Озерска и расположенные на границе ВУРСа озера Алабуга и Кажакуль. В исследовании были оценены гидрологические и гидрохимические параметры данных экосистем, определены дозовые нагрузки на обитающих в водоемах В-2 и В-10 рыб, которые составили не менее 2-3 Гр/год. Было отмечено, что многолетнее совместное воздействие химического, радиационного и теплового факторов не вызвало необратимых изменений на популяционном уровне. Кроме того у щук из водоёма В-10 наблюдался высокий уровень прироста массы рыб, на основании чего авторы предположили что, несмотря на техногенную нагрузку, которую испытывают популяции рыб, обитающие в условиях длительного воздействия радиационного и химического факторов, увеличение длины вызвано эффектом радиостимуляции [Смагин А.И., 2006]. О незначительном проявлении эффектов у рыб говорится и в более поздней работе [Смагин А.И., 2005] по изучению ихтиофауны из накопительного водохранилища сточных вод. Было показано, что у рыб из водохранилища-накопителя радиоактивных отходов видимых изменений не обнаружено за исключением отсутствия в ряде случаев пигментации чешуи у плотвы.
В 1998-1999 гг. при изучении отдаленных последствий влияния на функциональное состояние ихтиофауны теплового и радиационного загрязнения водоема-охладителя ЧАЭС были проведены исследования размерно-весовой, возрастной и половой структуры популяций наиболее массовых аборигенных видов рыб данного водоема: плотвы (Rutilus rutilus L.), густеры (Blicca bjoerkna) и голавля (Leuciscus cephalus). [Гончаренко Н.И, и др., 2004]. Одновременно анализировали экологическую изменчивость меристических и пластических признаков рыб. В период наблюдений густера, плотва и голавль образовали в водоеме-охладителе Чернобыльской АЭС мощные стада. На основании проведенных натуральных исследований было установлено, что возрастной ряд густеры, плотвы и голавля не изменялся в сравнении с исходными стадами из Верхнего Днепра и Припяти. Соотношение полов в период нерестового хода составляло в основном 1:1. В то же время размерно-весовые показатели, темп линейного и весового роста исследованных видов рыб в водоеме-охладителе были бльшими, чем в популяциях рыб из природных водоемов. Условия жизни гидробионтов в водоеме-охладителе ЧАЭС по гидрохимическому, гидрологическому и термическому режиму коренным образом отличались от условий естественных водоемов, что определяло изменения не только в биологической структуре популяций, но и в морфологии рыб. В процессе адаптации к новым факторам наблюдались изменения пластических и меристических признаков рыб. Выявленные изменения пластических признаков рыб, в первую очередь, определялись темпом их роста и находились в диапазоне фенотипической изменчивости видов. Наблюдались также незначительные изменения меристических признаков. На основании проведенного исследования был сделан вывод о том, что данные виды проявляют устойчивость к комплексному действию антропогенных факторов и это дает им возможность сохранить биологическую структуру и морфологический статус особей в рамках видовой специфики [Гончаренко Н.И, и др., 2004].
Размерные показатели плотвы из исследуемых водоемов
Следует отметить, что частота эритроцитов с микроядрами в периферической крови у животных из радиоактивно-загрязненных водоемов практически не отличается друг от друга, а выявленная зависимость частоты эритроцитов с микроядрами определяется разницей этого показателя у всех животных, подвергшихся хроническому радиационному воздействию и контрольных животных. При анализе зависимости частоты эритроцитов с микроядрами от мощности дозы для животных, обитающих в радиоактивно-загрязненных водоемах, не было выявлено достоверной зависимости от уровня радиационного воздействия (F = 0,13; R2 = 0,001; р = 0,72). Это говорит о том, что в диапазоне мощностей доз от 0,8 до 19,3 мГр/сут. частота эритроцитов с микроядрами у плотвы существенно не меняется. Таким образом, к описанным выше зависимостям частоты эритроцитов с микроядрами, очевидно, нужно подходить с осторожностью. Из полученных результатов ясно, что хроническое радиационное воздействие приводит к двукратному повышению частоты эритроцитов периферической крови с микроядрами у плотвы при воздействии с уровнем 0,8 мГр/сут. и более, которое не зависит от уровня радиационного воздействия в диапазоне от 0,8 до 19,3 мГр/сут. А дозозависимые изменения показателя находятся в диапазоне от 0,009 до 0,8 мГр/сут. и, вероятно, при мощностях более 19 мГр/сут.
Возникновение морфологических аномалий эритроцитов озерных и прудовых рыб указывает на токсикозы различной этиологии [Ayllon F. et al, 2000; Cavas T. et al, 2005; Eiras J.C., 1990], и, хотя механизмы возникновения аномальных эритроцитов не ясны, определение частоты формирования клеток с морфологическими патологиями используется для оценки состояния организмов, обитающих в условиях воздействия неблагоприятного фактора, и его рекомендовано использовать в качестве маркера генотоксического
действия компонентов среды [Cavas T. et al, 2005; Toni P. et al, 2009].
В нашем исследовании была проведена оценка частоты эритроцитов со следующими аномалиями: амитоз, пуфовидные выпячивания ядра, инвагинация ядра, пикноз ядра блеббинг ядра и суммарная частота всех обозначенных аномалий. В таблице 16 представлены полученные в исследовании результаты.
В нашем исследовании у плотвы из водоемов сравнения – Шершневского водохранилища и Буферного водоема – частота эритроцитов с амитозом была равна 1,35 ± 0,32 и 1,25 ± 0,33 соответственно. У плотвы из водоемов В-11 и В-10 этот параметр имеет близкие к контрольному уровню значения. У рыб из водоема В-4 ТКВ частота эритроцитов с амитозом в 2,2 раза выше, однако статистически достоверных отличий от контроля для всех исследуемых водоемов не зарегистрировано (таблица 16). Регрессионный анализ не выявил зависимости частоты эритроцитов с амитозом (F = 1,1; R2 = 0,07; р = 0,22) от мощности дозы облучения.
Частота эритроцитов с пикнозом ядром у плотвы из водоемов В-11, В-10 и В-4 согласно U-критерию Манна-Уитни была достоверно выше по сравнению с контрольной популяцией, где она принимала значение 16,4 ± 1,7 в Шершневском водохранилище и 20,3 ± 3,0 у плотвы из Буферного водоема. У животных из водоемов ТКВ этот показатель был увеличен в 1,5-3,6 раз и имел значения 36,2 ± 5,5 , 40,1 ± 7,2 и 56,0 ± 6,5 в водоемах В-11, В-10 и В-4 соответственно (таблица 16). Регрессионный анализ показал, что линейная зависимость частоты эритроцитов с пикнозом ядра от мощности дозы (рисунок 20А) имела следующий вид (F = 24; R2 = 0,21; р 0,001):
Где: ЧЭПЯ – частота эритроцитов с пикнозом ядра, ; Р – мощность дозы, мГр/сут. Таблица 16. – Частота встречаемости эритроцитов с морфологическими аномалиями ядра в периферической крови плотвы из водоемов ТКВ, Буферного водоема и Шершневского водохранилища, Водоем Морфологическая аномалия Амитоз Пикноз Инвагинация ядра Пуфовидные выпячивания ядра Блеббинг ядра Все аномалии ядра
Примечание: 1. подчеркнутый шрифт – статистически достоверные отличия от Шершневского водохранилища, р 0,05;2. подчеркнутый шрифт – статистически достоверные отличия от Буферного водоема, р 0,05;3. в скобках указан 95%-ный доверительный интервал
Однако частота эритроцитов с ядром в состоянии пикноза от мощности дозы лучше всего описывается логарифмической функцией (F = 29; R2 = 0,24; р 0,001) (рисунок 20Б):
При оценке частоты эритроцитов с инвагинацией ядра (таблица 16) были получено, что у плотвы из водоемов сравнения этот показатель имел значение 0,85 ± 0,32 и 0,92 ± 0,42 . У животных из водоемов В-11 и В-10 ТКВ частота эритроцитов с инвагинацией ядра достоверно не изменялся и имел очень близкие значения к контрольному уровню. Только у плотвы из водоема В-4 частота эритроцитов с инвагинацией ядра была достоверно выше – 2,05 ± 0,54 , что в 2,4 раза превышает уровень в контрольных популяциях. При проведении регрессионного анализа было показано, что частота эритроцитов с инвагинацией ядра находится в зависимости от мощности дозы и лучше описывается линейной зависимостью (F = 6,7; R2 = 0,07; р = 0,01):
Анализ частоты эритроцитов с пуфовидными выпячиваниями ядра в периферической крови плотвы показал достоверной изменение этого параметра у популяции плотвы из водоема В-11 и водоема В-10 (таблица 16) по сравнению с животными из Шершневского водохранилища. У плотвы в водоеме В-11 значение было 0,85 ± 0,25 ; водоеме В-10 – 0,75 ± 0,20 . У животных из водоема В-4 достоверных отличий от контроля не обнаружено. При проведении регрессионного анализа не было выявлено линейной зависимости частоты возникновения эритроцитов с этой аномалией от мощности дозы облучения (F = 0,54; R2 = 0,006; р = 0,46). Анализ показал слабую, но достоверную логарифмическую зависимость (F = 4,3; R2 = 0,05; р = 0,04) (рисунок 22), которая имела вид:
В нашем исследовании при оценке частоты эритроцитов периферической крови с блеббингом ядра было выявлено достоверное увеличение показателя у плотвы из водоемов В-11, В-10 и В-4 ТКВ. Так у плотвы из водоема В-11 значение показателя было равно 36,0 ± 4,0 , у плотвы из водоема В-10 – 39,1 ± 5,9 и водоема В-4 – 60,9 ± 8,8. В контрольных популяциях этот показатель был равен 21,0 ± 3,9 для Шершневского водохранилища и 20,9 ± 4,1 для Буферного водоема (таблица 16). При проведении регрессионного анализа было показано, что частота эритроцитов с блеббингом ядра находится в зависимости от мощности дозы и хорошо описывается линейной функцией (F = 26; R = 0,23; р 0,001):
Следует обратить внимание, что достоверная линейная зависимость частоты эритроцитов с блеббингом ядра от уровня радиационного воздействия прослеживается и при проведении регрессионного анализа только с использованием данных животных, обитающих в радиоактивно-загрязненных водоемах (F = 8,7; R2 = 0,13; р = 0,05), что еще раз убеждает о наличии зависимости этого показателя от уровня радиационного воздействия.
Оценка частоты эритроцитов с микроядрами в периферической крови плотвы
Сопоставление этих данных с результатами, полученными с помощью использования метода ДНК-комет, позволяют полагать, что выраженность оксидативного стресса в клетках рыб из водоема В-11 является минимальным, а повышение активности репарационных процессов в клетках животных из водоемов В-10 и В-4 является адаптивным или компенсаторным процессом, который препятствует дозозависимому повышению частоты эритроцитов с микроядрами. Это может проявляться в том, что частота микроядер у плотвы при радиационном воздействии в диапазоне мощностей доз от 0,8 мГр/сут до 19,3 мГр/сут не повышается с увеличением уровня радиационного воздействия, а находится фактически на одном уровне.
При оценке генотоксического действия факторов среды обитания организмов рекомендовано включать определение частоты эритроцитов периферической крови с морфологическими аномалиями, как показателя, дополняющего результаты цитогенетических исследований (микроядерный тест) [Cavas T. et al, 2005; Toni P. et al, 2009]. В нашей работе согласно рекомендациям [Житенева Л.Д. и др., 1989; Carrasco K.R. et al, 1990] было применено определение частоты таких морфологических аномалий клеток как: амитоз, пуфовидные выпячивания ядра, пикноз ядра, инвагинация ядра, блеббинг ядра и суммарная частота всех обозначенных морфологических аномалий. Сравнение данных у плотвы из исследуемых водоемов показало отсутствие отличий в частоте встречаемости амитоза, по другим показателям было отмечено достоверное изменение частоты аномальных эритроцитов. В частности, частота встречаемости пойкилоцитоза достоверно увеличена у плотвы из водоемов В-10 и В-4; у рыб из водоема В-4 также повышена частота эритроцитов с инвагинацией ядра; встречаемость эритроцитов с пуфовидными выпячиваниями ядра достоверно выше у плотвы из водоемов В-11 и В-10. По другим показателям: частота эритроцитов со смещением ядра, пикнозом ядра, блеббингом ядра наблюдалось увеличение значений у рыб из всех исследованных водоемов Теченского каскада по сравнению с контрольными популяциями плотвы, и это увеличение было статистически достоверным. Что касается суммарной частоты аномалия ядра эритроцитов периферической крови плотвы, то достоверное увеличение этого показателя также было отмечено у плотвы из водоемов В-11, В-10, В-4 ТКВ, зависело от мощности дозы облучения и в с равной степенью статистической значимости описывалось линейной и логарифмической функцией.
Для исследованных водоемов помимо радиационного характерно также химическое загрязнение воды. Многофакторный анализ показал, что определяющим генотоксическим фактором является именно радиационное воздействие (статистика Вальда = 51) и в меньшей степени химическое (статистика Вальда = 9).
Таким образом, по результатам теста можно заключить, что среда обитания рыб водоемов ТКВ оказывает токсическое действие на плотву, что проявляется в увеличении частоты эритроцитов с морфологическими аномалиями в периферической крови рыб. Наши результаты согласуются с литературными данными об исследованиях по выявлению эритроцитов с морфологическими аномалиями у рыб, обитающих в условиях радиационного воздействия. В исследовании Гудкова Д.И. на популяциях рыб, обитающих в водоемах Чернобыльской зоны отчуждения, было отмечено повышение по сравнению с контролем частоты деформаций эритроцитов периферической крови в виде инвагинаций, отростков и нарушении морфологии ядер [Гудков Д.И. и др., 2010; Помернцева Н.А. и др., 2012], такие же результаты были получены в работе Смагина А.И. на популяциях рыб из технологических водоемов ПО «Маяк» [Смагин А.И. и др.. 2005].
Для выявления соотношения между собой различных морфологических аномалий эритроцитов был проведен корреляционный анализ. В этой связи обращает на себя внимание высокая положительная корреляция частоты блеббинга ядра с каждой из исследуемых морфологических аномалий эритроцитов периферической крови. С одной стороны, присутствие в мазках крови рыб аномальных эритроцитов указывает на наличие токсикоза у животных. С другой стороны, в литературе имеются данные о том, что изменение формы ядра в виде образований множественных выпячиваний ядерной мембраны в цитоплазму - блеббинге - свидетельствует о высокой активности ядра в отношении синтеза белка и нуклеиновых кислот [Поликарп А. и др., 1970; Хлебодарова Т.М., 2002].
Такие изменения со стороны генетического аппарата животных можно условно рассмотреть с двух позиций: как положительное событие для клетки и как негативное событие для клетки. К негативным событиям следует отнести формирование генетической нестабильности и повышение индукции повреждений ДНК. К положительным – повышение синтетической активности ядра в отношении нуклеиновых кислот и белка, повышение репарационной активности и повышение вероятности апоптоза. То есть в результате прямого действия ионизирующего излучения, а также опосредованного действием активных форм кислорода образуются разрывы в структуре молекулы ДНК о чем свидетельствует повышенный уровень естественных и индуцированных повреждений ДНК, выявляемых методом ДНК-комет. При прохождении клеточного цикла возникшие нарушения восстанавливаются системами репарации и клетка переходит в фазу митоза либо запускается программа апоптоза, о чем свидетельствует повышенный уровень репарации, регистрируемый методом ДНК-комет и частоты клеток с пикнозом ядра. Вместе с тем, повышенный уровень частоты клеток с микроядрами, говорит о формировании генетической нестабильности, возникающей, например, при сбоях в сверочных точках клеточного цикла, а также увеличение частоты клеток с блеббингом ядра указывает на направленную деятельность клеток на поддержание гомеостаза в состоянии стресса. То есть, как уже было сказано выше, можно предположить, что оксидативный стресс в клетках рыб из водоема В-11 минимален, тогда как в клетках рыб из водоемов В-10 и В-4 запускаются адаптационные реакции в виде повышения интенсивности процессов репарации, что выражается в одинаковом уровне регистрируемой частоты эритроцитов с микроядрами у рыб из трех водоемов ТКВ (диапазон доз 0,8 мГр/сут-19,3 мГр/сут.). Вместе с тем частота эритроцитов с пикнозом ядра, практически в равной степени описывающаяся как линейной (F = 24; R = 0,21) так и логарифмической зависимостью (F = 29; R = 0,24), возрастает в том же диапазоне доз, что указывает на нарастание оксидативного стресса и повреждающего действия активных форм кислорода и запуск другого механизма поддержания гомеостаза – апоптоза.
Согласно концепции стресса Г. Селье при длительном действии экстремального фактора среды на организм формируется состояние длительного стресса, или фаза резистентности, которая проявляется в устойчивом расходовании адаптационных резервов [Китаев-Смык Л.А., 2009]. По результатам наших исследований, наряду с возрастанием негативных событий для организма рыб происходит и активация систем клеточной защиты, из чего можно заключить, что рыбы, обитающие в радиоактивно-загрязненных водоемах, пребывают в состоянии длительного стресса.
Похожие диссертации на Генотоксические эффекты в клетках крови у плотвы (Rutilus rutilus L.) из водоемов с разным уровнем радиоактивного загрязнения
