Изучение генотоксических эффектов действия производственной среды на рабочих угольной теплоэлектростанции с помощью микроядерного теста на лимфоцитах крови

Обложка
  • Авторы: Федосеев В.И.1, Степанов Д.Д.2, Минина В.И.1,2
  • Учреждения:
    1. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт экологии человека Федерального исследовательского центра угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук
    2. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кемеровский государственный университет»
  • Выпуск: Том 19, № 1 (2021)
  • Страницы: 77-88
  • Раздел: Экологическая генетика человека
  • URL: https://journals.rcsi.science/ecolgenet/article/view/42363
  • DOI: https://doi.org/10.17816/ecogen42363
  • ID: 42363

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Введение. Микроядерный тест на лимфоцитах периферической крови позволяет судить о кластогенных эффектах воздействия факторов окружающей и производственной среды на геном человека.

Материалы и методы. Используя микроядерный тест с цитохалазиновым блоком in vitro, были обследованы 116 мужчин: 45 сотрудников Ново-Кемеровской угольной ТЭЦ и 71 здоровый житель Кемеровской области (не работают на производстве).

Результаты. Установлено повышение частоты встречаемости клеток с микроядрами, мостами и протрузиями у рабочих по сравнению со здоровыми жителями той же местности.

Обсуждение. Полученные данные подтверждают существующее представление о потенциальной опасности угольной энергетики для здоровья человека и обосновывают необходимость модернизации существующих производств и целесообразность дальнейшего перехода к другим источникам энергии.

Об авторах

Владислав Игоревич Федосеев

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт экологии человека Федерального исследовательского центра угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: fedoseev.vlig@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5359-3845
SPIN-код: 1473-4062

Инженер-технолог лаборатории цитогенетики

Россия, 650000, Кемерово, Советский пр, д. 18

Данил Дмитриевич Степанов

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кемеровский государственный университет»

Email: StepanovDanil98@yandex.ru
SPIN-код: 3649-1860

студент

Россия, Кемерово

Варвара Ивановна Минина

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт экологии человека Федерального исследовательского центра угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кемеровский государственный университет»

Email: vminina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3485-9123
SPIN-код: 5153-8594

д-р биол. наук

Россия, 650000, Кемерово, Советский пр, д. 18; Кемерово

Список литературы

  1. Kocaman A., Güzelkokar M. The genotoxic and antigenotoxic potential of the methanolic root extract of Glycyrrhiza glabra L. on human peripheral blood lymphocytes // Drug Chem Toxicol. 2018. Vol. 41, No. 3. P. 368–375. doi: 10.1080/01480545.2018.1435686
  2. Speit G., Linsenmeyer R., Schütz P., et al. Insensitivity of the in vitro cytokinesis-block micronucleus assay with human lymphocytes for the detection of DNA damage present at the start of the cell culture // Mutagenesis. 2012. Vol. 27, No. 6. P. 743–747. doi: 10.1093/mutage/ges041
  3. Ardito F., Giuliani M., Perrone D., et al. The crucial role of proteinphosphorylation in cell signaling and its use as targeted therapy // Int J Mol Med. 2017. Vol. 40, No. 2. P. 271–280. doi: 10.3892/ijmm.2017.3036
  4. Pavão G., Venâncio V., de Oliveira A., et al. Differential genotoxicity and cytotoxicity of phomoxanthoneA isolated from the fungus Phomopsis longicolla in HL60 cells and peripheral blood lymphocytes // Toxicol In Vitro. 2016. Vol. 37. P. 211–217. doi: 10.1016/j.tiv.2016.08.010
  5. Gül S., Demirci B., Başer K., et al. Chemical composition and in vitro cytotoxic, genotoxic effects of essential oil from Urticadioica L // Bull Environ Contam Toxicol. 2012. Vol. 88, No. 5. P. 666–771. doi: 10.1007/s00128-012-0535-9
  6. Павлов В.В., Алещенко А.В., Антощина М.М., и др. Молекулярная и клеточная характеристики лимфоцитов крови при лимфоме Ходжкина // Радиационная биология. Радиоэкология. 2010. Т. 50, № 5. С. 508–513.
  7. Воробьёва Н.Ю., Антощина М.М., Пелевина И.И., и др. Исследование уровня повреждений ДНК в лимфоцитах периферической крови больных раком простаты // Вестник Российского научного центра рентгенографии. 2012. № 12. С. 24.
  8. Калаев В.Н., Скамрова Г.Б., Игнатова И.В. Оценка стабильности генетического материала мужчин, больных параноидальной шизофренией, на разных стадиях лечения с использованием микроядерного теста в буккальном эпителии // Экологическая генетика. 2015. Т. 13, № 3. С. 3–14. doi: 10.17816/ecogen1333-14
  9. DeForge L., Preston A., Takeuchi E., et al. Regulation of interleukin 8 gene expression by oxidant stress // J Biol Chem. 1993. Vol. 268. P. 25568–25576.
  10. Bilban M., Jakopin C.B. Incidence of cytogenetic damage in lead-zinc mine workers exposed to radon // Mutagenesis. 2005. Vol. 20, No. 3. P. 187–191. doi: 10.1093/mutage/gei024
  11. Mastrangelo G., Fadda E., Marzia V. Polycyclic aromatic hydrocarbons and cancer in man // Envirion Health Perspect. 1996. Vol. 104, No. 11. P. 1166–1170. doi: 10.1289/ehp.961041166
  12. León-Mejía G., Quintana M., Debastiani R., et al. Genetic damage in coal miners evaluated by buccal micronucleus cytome assay // Ecotoxicol Environ Saf. 2014. Vol. 107. P. 133–139. doi: 10.1016/j.ecoenv.2014.05.023
  13. Rohr P., Kvitko K., da Silva F.R., et al. Genetic and oxidative damage of peripheral blood lymphocytes in workers with occupational exposure to coal // Mutat Res. 2013. Vol. 758, No. 1–2. P. 23–28. doi: 10.1016/j.mrgentox.2013.08.006
  14. Minina V.I., Sinitsky M.Yu., Kulemin J.E., et al. Genotoxic effects of coal dust on Kuzbass workers // Химия в интересах устойчивого развития. 2016. Т. 24, № 4. С. 545–548. doi: 10.15372/khur20160414
  15. Beckman K.B, Ames B.N. Oxidative decay of DNA // Biol Chem. 1997. Vol. 272, No. 32. P. 19633–19636. doi: 10.1074/jbc.272.32.19633
  16. Schins R.P., Schilderman P.A., Borm P.J. Oxidative DNA damage in peripheral blood lymphocytes of coal workers // Int Arch Occup Environ Health. 1995. Vol. 67, No. 3. P. 157–157. doi: 10.1007/BF00626346
  17. Sinitsky M.Y., Minina V.I., Asanov M.A., et al. Association of DNA repair gene polymorphisms genotoxic stress in underground coal miners // Mutagenesis. 2017. Vol. 32, No. 5. P. 501–509. doi: 10.1093/mutage/gex018
  18. Sinitsky M.Y., Minina V.I., Gafarov N.I., et al. Assessment of DNA damage in underground coal miners using the cytokinesis-block micronucleus assay in peripheral blood lymphocytes // Mutagenesis. 2016. Vol. 31, No. 6. P. 669–675. doi: 10.1093/mutage/gew038
  19. León-Mejía G., Quintana M., Rohr P., et al. Occupational exposure to coal, genotoxicity, and cancer rick. Environmental Health Risk — Hazaradous Factors for Living Species. Croatia, 2016. P. 191–209. doi: 10.5772/62486
  20. Ross M.H. Occupational respiratory disease in mining // Occup Med. 2004. Vol. 54, No. 5. P. 304–310. doi: 10.1093/occmed/kqh073
  21. Рыжкова А.В., Минина В.И., Соколова А.О., и др. Полиморфизмы генов ферментов репарации ДНК и показатели нестабильности генома у работников угольных шахт // Медицина труда и промышленная экология. 2020. Т. 60, № 1. С. 12–18. doi: 10.31089/1026-9428-2020-60-1-12-18
  22. Тимофеева А.А., Минина В.И., Соболева О.А., и др. Уровень хромосомных аберраций, доза активных рибосомных генов и полиморфизм генов репарации ДНК у шахтеров Кемеровской области // Медицина в Кузбассе. 2018. Т. 17, № 3. С. 34–41.
  23. Савченко Я.А., Минина В.И., Баканова М.Л., и др. Роль межгенных взаимодействий в формировании хромосомных нарушений у работников угольных теплоэлектростанций // Генетика. 2018. Т. 54, № 1. С. 96–108. doi: 10.7868/S0016675818010101
  24. Минина В.И., Нелюбова Ю.А., Савченко Я.А., и др. Оценка повреждений хромосом у рабочих угольной теплоэлектростанции // Медицина труда и промышленная экология. 2019. Т. 59, № 3. С. 149–154. doi: 10.31089/1026-9428-2019-59-3-149-154
  25. Минина В.И., Савченко Я.А., Баканова М. Л., и др. Хромосомная нестабильность и генетический полиморфизм у рабочих угольных шахт и теплоэлектростанций // Генетика. 2020. Т. 56, № 4. С. 1–12. doi: 10.31857/S0016675820040074
  26. Fenech M., Chang W.P., Kirsch-Volders M., et al. HUMN project: detailed description of the scoring criteria for the cytokinesisblock micronucleus assay using isolated human lymphocyte cultures // Mutat Res. 2003. Vol. 534, No. 1–2. P. 65–75. doi: 10.1016/s1383-5718(02)00249-8
  27. Ингель, Ф.И. Перспективы использования микроядерного теста на лимфоцитах крови человека, культивируемых в условиях цитокинетического блока. Часть 2. Факторы среды и индивидуальные особенности в системе нестабильности генома человека. Дополнительные возможности теста. Методика проведения экспериментов и цитогенетического анализа // Экологическая генетика. 2006. Т. 4, № 4. С. 38–54. doi: 10.17816/ecogen4438-54
  28. Мейер А.В., Толочко Т.А., Минина В.И., и др. Влияние полиморфизма генов репарации ДНК на кариологический статус клеток буккального эпителия человека при экспозиции радоном // Экологическая генетика. 2014. Т. 12, № 1. С. 28–38. doi: 10.17816/ecogen12128-38
  29. Ахмадулина Ю.Р., Возилова А.В., Аклеев А.В. Исследование повреждений ДНК лимфоцитов периферической крови методом микроядерного теста у жителей прибрежных сел реки Течи, подвергшихся хроническому облучению внутриутробно и постнатально // Генетика. 2020. Т. 56, № 4. С. 463–470. doi: 10.31857/S0016675820040025
  30. Пожарская В.В., Петрашова Д.А. Цитогенетические нарушения в лимфоцитах периферической крови у горнорабочих Мурманской области в возрасте до тридцати лет // Вестник науки и образования. 2016. № 10. С. 15–19. doi: 10.20861/2312-8089-2016-22-001
  31. Mohammed A.M., Hussen D.F., Rashad H., et al. The Micronuclei Scoring as a Biomarker for Early Detection of Genotoxic Effect of Cigarette Smoking // Asian Pacific Journal of Cancer Prevention. 2019. Vol. 21, No. 1. P. 87–92. doi: 10.31557/APJCP.2020.21.1.87
  32. Santovito A., Gendusa C. Micronuclei frequency in peripheral blood lymphocytes of healthy subjects living in turin (North-Italy): contribution of body mass index, age and sex // Annals of Human Biology. 2020. Vol. 47, No. 1. P. 48–54. doi: 10.1080/03014460.2020.1714728
  33. Hamurcu Z., Donmez H., Saraymen R., et al. Micronucleus Frequencies in Workers Exposed to Lead, Zinc, and Cadmium // Biol Trace Elem Res. 2001. Vol. 83. No. 2. P. 97–102. doi: 10.1385/bter:83:2:097
  34. Ada A.O., Demiroglu C., Yilmazer M., et al. Cytogenetic damage in Turkish coke oven workers exposed to polycyclic aromatic hydrocarbons: association with CYP1A1, CYP1B1, EPHX1, GSTM1, GSTT1, and GSTP1 gene polymorphisms // Arh Hig Rada Toksikol. 2013. Vol. 64, No. 3. P. 359–369. doi: 10.2478/10004-1254-64-2013-2328.
  35. Hoffelder D.R., Luo L., Burk N.A., et al. Resolution of anaphase bridges in cancer cells // Chromosoma. 2004. Vol. 112, No. 8. P. 389–397. doi: 10.1007/s00412-004-0284-6
  36. Панченко С.В., Аракелян А.А., Ведерникова М.В., и др. Сравнительная оценка радиационных и токсических рисков в Ангарске // Радиация и риск. 2017. Т. 26. № 2. С. 83–96. doi: 10.21870/0131-3878-2017-26-2-83-96
  37. Mateuca R.A., Lombaert N., Aka P.V., et al. Chromosomal changes: induction, detection methods and applicability in human biomonitoring // Biochimie. 2006. Vol. 88, No. 11. P. 1515–1531. doi: 10.1016/j.biochi.2006.07.004
  38. Fenech M. The lymphocyte cytokinesis-block micronucleus cytome assay and its application in radiation biodosimetry // Health Phys. 2010. Vol. 98, No. 2. P. 234–243. doi: 10.1097/hp.0b013e3181b85044
  39. Kimura M., Umegaki K., Higuchi M., et al. Methylenetetrahydrofolate Reductase C677T Polymorphism, Folic Acid and Riboflavin Are Important Determinants of Genome Stability in Cultured Human Lymphocytes // J Nutr. 2004. Vol. 134, No. 1. P. 48–56. doi: 10.1093/jn/134.1.48
  40. Utani K., Kohno Y., Okamoto A., et al. Emergence of Micronuclei and Their Effects on the Fate of Cells under Replication Stress // PLoS ONE. 2010. Vol. 5, No. 4. P. e10089. doi: 10.1371/journal.pone.0010089
  41. Celik M., Donbak L., Unal F., et al. Cytogenetic damage in workers from a coal-fired power plant // Mutation Research Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 2007. Vol. 627, No. 2. P. 158–163. doi: 10.1016/j.mrgentox.2006.11.003
  42. Степанов Д.Д., Федосеев В.И., Минина В.И. Частота микроядер в лимфоцитах крови у рабочих Ново-Кемеровской ТЭЦ // Материалы инновационного конвента «Кузбасс: образование, наука, инновации», 14 декабря 2018 г., Кемерово. 2019. С. 350–352.
  43. León-Mejía G., Espitia-Pérez L., Hoyos-Giraldo L., et al. Assessment of DNA damage in coal open-cast mining workers using the cytokinesis-blocked micronucleus test and the comet assay // Sci Total Environ. 2011. Vol. 409, No. 4. P. 686–691. doi: 10.1016/j.scitotenv.2010.10.049
  44. Kubiak R., Belowski J., Szczeklik J., et al. Biomarkers of carcinogenesis in humans exposed to polycyclic aromatic hydrocarbons // Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 1999. Vol. 445, No. 2. P. 175–180. doi: 10.1016/s1383-5718(99)00124-2
  45. Sureshkumar S., Balachandar V., Devi S., et al. Estimation of cytogenetic risk among coke oven workers exposed to polycyclic aromatic hydrocarbons // Acta Biochim Pol. 2013. Vol. 60, No. 3. P. 375–379. doi: 10.18388/abp.2013_1995
  46. Donbak L., Rencuzogulları E., Yavuz A., et al. The genotoxic risk of underground coal miners from Turkey // Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 2005. Vol. 588, No. 2. P. 82–87. doi: 10.1016/j.mrgentox.2005.08.014
  47. Савченко Я.А., Минина В.И., Баканова М.Л., и др. Роль межгенных взаимодействий в формировании хромосомных нарушений у работников угольных теплоэлектростанций // Генетика. 2018. Т. 54, № 1. С. 96–108. doi: 10.7868/S0016675818010101
  48. El-Zein R., Abdel-Rahman S., Santee K., et al. Identification of small and non-Small cell lung cancer markers in peripheral blood using cytokinesis-blocked micronucleus and spectral karyotyping assays // Cytogenet Genome Res. 2017. Vol. 152, No. 3. P. 122–131. doi: 10.1159/000479809
  49. Peddireddy V., Badabagni S., Gundimeda S., et al. Genetic instability in peripheral lymphocytes as biological 23 marker for non-small cell lung cancer patients in the South Indian state of Andhra Pradesh // Int J Biol Markers. 2014. Vol. 29, No. 4. P. 345–353. doi: 10.5301/jbm.5000085
  50. Iarmarcovai G., Ceppi M., Botta A., et al. Micronuclei frequency in peripheral blood lymphocytes of cancer patients: a meta-analysis // Mutat Res. 2008. Vol. 659, No. 3. P. 274–283. doi: 10.1016/j.mrrev.2008.05.006
  51. Bonassi S., El-Zein R., Bolognesi C., et al. Micronuclei frequency in peripheral blood lymphocytes and cancer risk: evidence from human studies // Mutagenesis. 2010. Vol. 26, No. 1. P. 93–100. doi: 10.1093/mutage/geq075
  52. Gadek J., Fells G., Crystal R., Cigarette smoking induces functional antiprotease deficiency in the lower respiratory tract of humans // Science. 1979. Vol. 206, No. 4424. P. 1315–1316. doi: 10.1126/science.316188
  53. Rossnerova A., Spatova M., Rossner P., et al. Factors affecting the frequency of micronuclei in asthmatic and healthy children from Ostrava // Mutat Res. 2011. Vol. 708, No. 1–2. P. 44–49. doi: 10.1016/j.mrfmmm.2011.01.004
  54. Tomaskova H., Splichalova A., Slachtova H., et al. Mortality in Miners with Coal-Workers’ Pneumoconiosis in the Czech Republic in the period 1992–2013 // Int J Environ Res Public Health. 2017. Vol. 14. No. 3. P. 1–12. doi: 10.3390/ijerph14030269
  55. Савченко Я.А. Хромосомные аберрации в лимфоцитах рабочих теплоэнергетического производства и их ассоциации с полиморфными вариантами генов ферментов биотрансформации ксенобиотиков и репарации ДНК: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Уфа, 2015. 24 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Частота клеток с протрузиями в группах курящих и некурящих работников тепловых электростанций. * p = 0,002; здесь и далее грани бокса — 1-й и 3-й квартили (расстояние между 1-м и 3-м квартилями — межквартильный размах), линия внутри бокса — медиана; «усы» — минимальное и максимальное значения, точки — отдельные значения

Скачать (92KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Частота 3- и 4-ядерных клеток в изученных группах. * p = 0,001; ** p = 0,0001

Скачать (104KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Индекс репликации в изученных группах. * p = 0,0001

Скачать (74KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Частота клеток на стадии митоза в изученных группах. * p = 0,0001

Скачать (78KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Частота 1- и 2-ядерных клеток у индивидов контрольной группы разного возраста. * p = 0,001; ** p = 0,0001

Скачать (101KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Частота 2-ядерных клеток у курящих и некурящих индивидов контрольной группы. * p = 0,01

Скачать (66KB)
Метаданные

© ООО "Эко-Вектор", 2021


 


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах