Содержание
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ...4
ВВЕДЕНИЕ...5
ГЛАВА 1. ОЦЕНКА МУТАГЕННОГО ДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА КЛЕТКИ ОРГАНОВ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)...13
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ...28
2.1. Исследуемые факторы...28
2.2. Микроядерный тест на клетках костного мозга...36
2.3. Микроядерный тест на клетках легких экспериментальных животных...38
2.4. Дифференцировка различных типов клеток легкого на суспензионных препаратах экспериментальных животных и человека...41
2.5. Микроядерный тест на эпителиальных клетках слизистой оболочки носа человека ...44
3.6. Микроядерный тест на клетках легких человека...47
2.7. Оценка результатов...50
ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА МАЛЫХ ДОЗ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ В КЛЕТКАХ ЛЕГКИХ МЫШЕЙ...51
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В КЛЕТКАХ ЛЕГКИХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ...53
4.1. Оценка цитогенетического и цитотоксического эффектов диоксидина в клетках легких и костного мозга мышей микроядерным методом...53
4.2. Оценка цитогенетического и цитотоксического эффектов диоксазида в клетках легких крыс...58
4.3. Оценка цитогенетического и цитотоксического эффектов симвастатина в клетках легких крыс...60
4.4. Оценка цитогенетического эффекта продуктов химической дезактивации промышленных отходов в клетках легких экспериментальных животных...63
4.5. Оценка цитогенетического и цитотоксического эффектов диоксида азота в клетках легкого крыс...72
ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОГО И ЦИТОТОКСИЧЕСКОГО ЭФФЕКТОВ В КЛЕТКАХ ОРГАНОВ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА...76
5.1. Оценка цитогенетического и цитотоксического эффектов в эпителиальных клетках слизистой носа...76
5.2. Оценка цитогенетических и цитотоксических показателей в клетках легкого больных саркаидозом и другими заболеваниями легких...80
ГЛАВА 6. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ...84
6.1. Разработка и усовершенствование методов оценки цитогенетических эффектов факторов окружающей среды в клетках органов дыхательной системы экспериментальных животных и человека...84
6.2. Спонтанные уровни цитогенетического эффекта в клетках легких экспериментальных животных...90
6.3. Значения цитогенетических и цитотоксических показателей в клетках слизистой оболочки носа человека...92
6.4. Оценка цитогенетического эффекта химических соединений в клетках легких экспериментальных животных...94
6.5. Уровни цитогенетических и цитотоксических показателей в клетках легких больных различными легочными заболеваниями...98
6.6. Оценка дополнительных кариологических показателей, характеризующих цитогенетическое и цитотоксическое действие факторов окружающей среды...100
6.7. Сравнение цитогенетических и цитотоксических показателей в клетках органов дыхательной системы экспериментальных животных и человека...103
ВЫВОДЫ...106
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ЛИТЕРАТУРЫ...108
ПРИЛОЖЕНИЕ...125
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ОДУ - ориентировочно допустимый уровень воздействия;
КСТ - краткосрочные тесты;
ЛД50 - летальная доза 50% животных;
ПДК - предельно допустимая концентрация;
ПХЭ - полихроматофильные эритроциты;
МДД - минимальная действующая доза (вещества);
МКБ - международная классификация болезней;
УД - удваивающая доза (вещества);
Пн I - пневмоциты I типа;
Пн II - пневмоциты II типа;
Мф - макрофаги;
МЯ - доля клеток с микроядрами;
ЯП - доля клеток с ядерными протрузиями;
ПЕРЕТ - доля клеток с центральной ядерной перетяжкой.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время возрастает техногенное загрязнение окружающей среды. В атмосферный воздух ежегодно выбрасываются миллионы тонн пыли, оксида углерода и диоксида серы, сотни тысяч тонн оксидов азота, десятки тысяч тонн других химических веществ. Поступление большого количества вредных веществ в организм человека через органы дыхания приводит к повышению распространенности легочной патологии, и особенно онкологической заболеваемости (Онищенко Г.Г., Новиков СМ., Рахманин Ю.А. с соавт., 2002; Пинигин М.А., 2004; Величковский Б.Т., 2003; Чучалин А.Г. 1998). Опухоли трахеи, бронхов, легкого в последние годы стабильно занимают первое место в общей структуре онкопатологии (41,3 на 100000 населения) (Социально значимые заболевания населения России в 2003 г., 2004; Государственный доклад, 2002). Возрастает необходимость оценки влияния канцерогенных факторов на систему органов дыхания. Проблема профилактики канцерогенного действия факторов окружающей среды является одной из важнейших в мировом сообществе. Первичная профилактика онкологической заболеваемости предусматривает выявление факторов, обладающим канцерогенным действием и их устранением или ограничением распространения в окружающей среде.
В настоящее время существует система исследования канцерогенной активности различных факторов окружающей среды, представляющая собой двухгодичные эксперименты на двух видах лабораторных животных. Однако эти исследования являются длительными, дорогостоящими и проводятся лишь '" для небольшой части веществ. По определению экспертов ВОЗ «канцерогеном
(химическим, физическим или вирусным) называют агент, способный вызвать или ускорять развитие новообразования, независимо от механизма (или
механизмов) его действия или от специфичности эффекта. Канцероген - это агент, который в силу своих физических или химических свойств может вызывать необратимые изменения или повреждение в тех частях генетического аппарата, которые осуществляют гомеостатический контроль над соматическими клетками». Вне зависимости от того, на какие организмы действуют канцерогенные факторы, объединяющей их чертой является мутагенный эффект (индукция генных, хромосомных, геномных мутаций). Своевременное и корректное выявление мутагенов для запрета или ограничения их использования является важнейшей задачей гигиены окружающей среды. (Сычева Л.П., Журков B.C., Рахманин Ю.А., 2003).
Разработаны краткосрочные тесты, позволяющие прогнозировать канцерогенные свойства химических веществ на основе определения их м мутагенных свойств (Руководство ВОЗ, 1989; Руководство, 2000). Однако эти
тесты не позволяют определять мутагенное действие факторов на клетки органов дыхательной системы млекопитающих и человека. Этот аспект проблемы является особенно важным, поскольку доказана органная специфичность действия мутагенов, проявляющаяся в качественных и количественных различиях повреждения генетического аппарата клеток разных органов (Сычева, 2002).
В связи с этим актуальной проблемой является оценка цитогенетических и цитотоксических эффектов различных факторов (Журков B.C., 1986; Курило Л.Ф., Хилькевич Л.В., 1989; Беляева Н.Н., 1997), особенно в клетках органов
дыхательной системы. В настоящее время распространен тест по оценке J
цитогенетической активности факторов на культуре фибробластов легких
китайского хомяка. Разрабатываются системы in vitro на эпителиальных клетках легких для оценки мутагенных свойств. Однако, такие исследования не учитывают истинные взаимодействия структур целого организма на
молекулярном, клеточном, тканевом и органном уровнях, метаболические особенности целого организма. Среди методов оценки мутагенности в легких in vivo проводятся исследования с помощью метода Comet, позволяющего определять повреждения ДНК, однако при этом не рассматривается дальнейшая судьба таких повреждений. Проводятся единичные исследования по оценке цитогенетической активности факторов в бронхоальвеолярном лаваже
( экспериментальных животных, при этом не оцениваются мутагенные эффекты в
эпителиоцитах - клетках-мишенях канцерогенеза.
Разработанная Л.П.Сычевой (2002) система оценки цитогенетического эффекта in vivo микроядерным методом в клетках различных органов экспериментальных животных на суспензионных препаратах, позволяет проводить оценку мутагенного действия факторов, в том числе и в легких. Этот
у методический подход может быть использован для разработки методов оценки
мутагенного действия факторов окружающей среды на клетки органов дыхательной системы млекопитающих и человека: эпителиальные клетки бронхов, легких, слизистой носа. Для этого необходима дальнейшая разработка и усовершенствование соответствующих методик, в первую очередь неинвазивных (Рахманин Ю.А., Михайлова Р.И., Зайцева Н.В. с соавт., 2001), их апробация при исследовании различных клеточных популяций дыхательной системы при действии различных факторов, а также определение дозо-временных закономерностей возникновения цитогенетического эффекта.
Таким образом, нерешенные вопросы этой актуальной проблемы позволили сформулировать цель исследования: оценить цитогенетический эффект факторов окружающей среды в клетках органов дыхательной системы. • Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Разработать методики оценки цитогенетического действия факторов окружающей среды на клетки органов дыхательной системы экспериментальных животных и человека.
2. Изучить цитогенетическое действие отдельных химических соединений, их смесей и у-излучения на клетки легкого млекопитающих при ингаляционном
„ или пероральном воздействии.
(. 3. Изучить дозовые и временные параметры изменения уровня
цитогенетического эффекта в клетках легкого млекопитающих.
4. Сравнить уровни цитогенетических эффектов в разных клеточных популяциях органов дыхательной системы.
5. Оценить спектр и частоту цитотоксических кариологических показателей эпителиальных клеток в слизистой носа и легких человека.
у Научная новизна. Впервые:
- разработан метод комплексной оценки цитогенетических и цитотоксических
показателей клеток органов дыхательной системы экспериментальных животных и человека;
- определены частоты клеток с микроядрами, ядерными протрузиями, с центральной ядерной перетяжкой, двуядерных клеток в легких контрольных животных;