Введение к работе
Актуальность проблемы. Работа посвящена актуальной проблеме изучения онтогенетических последствий воздействия на организм человека диоксинсодержащих соединений и разработке экспресс-метода оценки действия этих соединений на соматические клетки человека
Антропогенное загрязнение окружающей среды может индуцировать рост мутационного груза у людей и животных, влекущего за собой наследственные заболевания. Диоксин (2,3,7,8-тетрахлордибензо-р-диоксин или 2,3,7,8-ТХДД) и родственные ему соединения, действующие через систему Ah-рецепторов [Dolwick et al. 1993; Okey et al., 1994] занимают особое место в широком спектре загрязняющих среду обитания человека химических веществ. На сегодняшний день диоксин является самым токсичным синтетическим химическим соединением [Vos., 1978], что определяется устойчивостью этого вещества к разложению, высокой биологической активностью, способностью передаваться по трофическим цепям и накапливаться в живых организмах [Kimbrongy., 1980]. Диоксин, получивший название "суперэкотоксикант" [Саноцкий и др., 1995], не являясь генотоксичным канцерогеном в прямом смысле, способен тем не менее вызывать у людей хромосомную нестабильность. Поэтому даже минимальные уровни загрязнения среды обитания человека этим веществом оказываются биологически и социально значимыми. Количественная оценка содержания диоксинов в объектах окружающей среды не дает ответа на вопрос об уровне опасности выявленной концентрации для здоровья человека, так как проявление токсических свойств диоксина определяется многими факторами [TARC, 1997] в том числе структурными изменениями хромосом. Основой прогнозирования отдаленных генетических последствий контакта с диоксином и ему подобными соединениями является обнаружение, изучение и характеристика особенностей токсического
действия диоксина, в частности на клеточном и хромосомном уровнях, а также анализ процессов, лежащих в основе этого воздействия.
Изучение онтогенетических последствий действия на человека диоксинсодержащих соединений весьма актуально, так как они отражают связь молекулярно-клеточных механизмов действия диоксина и формирования системных изменений в организме, приводящих, к заболеваниям столь характерным для медицинских последствий экспозиции диоксинсодержащими экотоксикантами.
К территориям сильно загрязненным диоксинами в первую очередь относятся многие районы Южного Вьетнама, где во время 2-й Индокитайской войны (1961-1972 гг.) армией США широко использовались военные экотоксиканты и в первую очередь дефолиант "Agent Orange" (Оранжевый Агент - ОА), содержащий значительное количество диоксина. В результате этого на больших территориях сложился уникальный специфический диоксинсодержащий экотоксикологический фактор - ДЭФ [Румак 1993], который, кроме очевидных медицинских последствий способен вызывать дестабилизацию хромосомных и ядерных структур у экспонированных к нему жителей [Жулева и др. 1996; Умноваи др. 1997].
Быстрым, точным н удобным методом анализа цитогенетических дефектов клеток является анализ микроядер. Микроядра образуются на постмитотической (после телофазы) стадии клеточного цикла из ацентрических фрагментов хромосом (результат делении хромосом) или из отставших хромосом (результат повреждения нитей веретена деления). Анализ микроядер проводят на интерфазных клетках. Это позволяет избегать трудоемкого анализз хромосомных аберраций, особенно при низком митотическом индексе, который характерен для соматических клеток человека. Анализ микроядер особенно удобен и информативен при анализе больших выборок соматических клеток или при выботках клеток у большыш групп индивидуумов (пациентов). Кроме этого данный метод позволяет
избегать взятия крови и использования специфических методов культивирования клеток.
Анализа микроядер и других аномалий ядерных структур в клетках жителей Вьетнама дал возможность выявить и оценить цитогенетические последствия как отдаленной во времени экспозиции дноксинсодержащими хлорфеноксигербицидами, так и провести оценку воздействия дополнительных, современных факторов, в частности ДЭФ и контактов с пестицидами на фоне изменений, возникших в организме жителей при контакте их с диоксином (ОА) в прошлом.
Цель и задачи исследования. Целью данного исследования явилось обнаружение, изучение и характеристика кластогенных эффектов воздействия на организм человека диоксинсодержащих экогоксикантов и специфического ДЭФ методом анализа микроядер и других нарушений ядерного материала в соматических клетках человека. В связи с этим были поставлены следующие задачи:
-
Выявление, систематизация и морфологическая характеристика микроядер и других повреждений клеточного ядра в соматических клетках женщин нескольких районов Вьетнама, на примере эпителиоцитов ротовой полости.
-
Сравнительный анализ кластогенных изменений в соматических клетках жительниц трех деревень Вьетнама с разной степенью загрязнения диоксином.
-
Выявление зависимости частоты встречаемости дефектных клеток от контакта людей с ОА в прошлом и начожившегося на него в настоящее время воздействия специфического ДЭФ и других факторов риска.
4. Определение возможности применения анализа ядерных нарушений в эпителиоцитах ротовой полости в качестве экспресс-метода для оценки генотоксичности для человека загрязнения окружающей среды диоксинами.
Научная новизна н практическая значимость работы. Анализ микроядер и других аномалий клеточного ядра для выявления генетических
нарушений, возникших в клетках организма на фоне отдаленных контактов жителей Южного Вьетнама с диоксинсодержащими экотоксикантами и сочетанного воздействия сложившегося в настоящее время специфического диоксинсодержащего экотоксикологического фактора, явилось новым подходом к решению отдельных вопросов изучения цитогенетических аномалий, возникших в организме человека в результате загрязнения окружающей среды диоксинами и в патогенезе отдаленных последствий прямых контактов с диоксинами в прошлом.
Впервые на больших группах коренного сельского населения Вьетнама проведен качественный и количественный анализ соматических клеток с микроядрами и другими аномалиями ядерных структур, что позволило установить нормальную частоту встречаемости таких клеток у практически здоровых сельских жителей Вьетнама.
Впервые с помощью микроядерного теста и ядерно-морфологического анализа соматическх клеток (эпителиоцитов ротовой полости) людей проведено сравнительное исследование кластогенной опасности факторов окружающей среды, сформированных с участием диоксинсодержащих суперэкотоксикантов на территории Южного Вьетнама. Специфической особенностью этих исследований является то, что изучение кластогенных повреждений проведено на группах коренных сельских жителей Вьетнама с различным уровнем экспозиции диоксином.
Установлена степень возникших повреждений эпителиоцитов от уровня загрязнения среды диоксинами.
Показано, что особенности структурных аномалий ядер в клетках слизистой ротовой полости непосредственно связаны с проживанием на загрязненных диоксинами территориях и поражением части жителей "Оранжевым Агентом" в прошлом.
Установлена статистически достоверная связь между кластогенным действием на соматические клетки и стойкими нарушениями жизненно важных органов и систем организма, отмеченная у сельских жителей с
разной степенью экспозиции диоксином. Это позволяет использовать данный метод для оценки экотоксикологическои ситуации в других загрязненных диоксинами районах.
Разработан методологические приемы, которые, после определенной коррекции, могут применяться для контроля состояния здоровья населения в экологически неблагополучных в отношении диоксина регионах, а также для решения задач медицинской экотоксикологии не только во Вьетнаме, но и в Российской Федерации.
Апробация работы. Результаты исследования были доложены на ежегодных Международных конференциях по диоксину в 1995, 1996, 1997, 1998 и 2000 г.; на Международной клеточной конференции в Таиланде в 1998 году; на конференции в г. Хошимине (СРВ) в 1998 г.; па XIII Всероссийском симпозиуме по структуре и функции клеточного ядра в С.-Петербурге в 2000 г.; на 2-м съезде Российского общества медицинских генетиков в Курске в 2000 г.; на межлабораторных и лабораторных семинарах в России (г. Москва ИОГен РАН, ИЭЧ и ГОС РАМН) и Вьетнаме (гг. Ханой и Хошимин в Российско-Вьетнамском тропическом центре).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 127 страницах, и содержит следующие разделы: введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты и их обсуждение, заключение, выводы, приложение и список цитируемой литературы, состоящий из 176 источников, из них 120 зарубежных. Работа проиллюстрирована 19-ю таблицами, 1 схемой, 20-ю рисунками и 13 микрофотографиями.