WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Промышленная экология УДК 574.2 +577.346: 576.08 ОЦЕНКА ГЕНОТОКСИЧНОСТИ ПРИРОДНОГО ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ В КЛЕТКАХ МЕРИСТЕМЫ VIGNA RADIATA © 2012 Д.А. Петрашова1, Н.К. Белишева1, Н.А. Мельник2 1 Кольский научный центр РАН, Апатиты 2 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН, Апатиты Поступила в редакцию 10.10.2012 Представлены результаты исследования цитогенетических нарушений в клетках меристемы Vigna radiatа, подвергшихся действию смешанного природного ионизирующего излучения в шахте, где производится добыча лопаритовой руды. Установлено, что цитотоксичные эффекты в меристеме V. radiatа проявляются в снижении митотического индекса, отставании хромосом, мостах в телофазе, фрагментации и слипании хромосом, многополюсных митозах.

Ключевые слова: ионизирующее излучение, митотический индекс, цитогенетические нарушения Подземная разработка руды, содержащей та- давленых препаратов проводили мацерацию ткакие природные радионуклиды, как уран, торий, ней корешков для их лучшего раздавливания путем радий, представляет определенную опасность для предобработки 18% HCl в течение 10 минут [2].

здоровья горных рабочих вследствие смешанного После этого корешки промывали в трех сменах облучения различными видами ионизирующего 45% уксусной кислоты. Окраску проводили ацетоизлучения. Для оценки генотоксических эффектов гематоксилином в течение 5 суток. Для последуюионизирующих источников излучения использо- щего осветления цитоплазмы клеток препараты вался ана-телофазный анализ делящихся расти- выдерживали в растворе хлоральгидрата в течение тельных клеток. В качестве растительной тест- 10-15 минут. Мацерацию апикальной части корешсистемы были выбраны проростки семян Vigna ка проводили на предметном стекле в капле смеси radiata (L.) R.Wilczek, число хромосом в клетках Гойера путем легкого надавливания и постукивасоставляет 2n=22 [4]. ния поверх покровного стекла, добиваясь равноМатериал и методы. Материалом исследо- мерного распластывания клеток на препарате.

вания являлись корешки проростков семян V. Анализ препаратов проводили с применением radiata, подвергшихся действию ионизирующей микроскопа AXIOSKOP 40 (Karl Zeiss, Германия) радиации различного типа, источником которой (15х40). При изучении митоза использовали 3-является торийсодержащая лопаритовая руда, до- корешка, из которых готовили отдельные препарабываемая в шахтах. Семена, помещенные по 50 шт. ты с последующим анализом не менее 1000 клеток.

в чашки Петри с влажной фильтровальной бума- Митотический индекс (МИ, %) определяли как гой, проращивали в течение 5 суток при t=7оС в число делящихся клеток, разделенное на общее трех повторностях в шахте по добыче лопаритовой число учтенных клеток и умноженное на 100%.

руды (Мурманская обл.). Контрольные образцы Величину МИ вычисляли отдельно для каждого проращивали при той же температуре в течение проростка, на основе чего рассчитывали среднее того же времени в лаборатории в г. Апатиты. Про- значение для каждой экспозиции. Цитологические ращивание семян проводили в темноте, чтобы из- нарушения учитывались отдельно согласно класбежать действия световых ритмов, влияющих на сификации по И.А. Аллову [1].

структуру ритмов митотической активности [3]. Результаты и обсуждение. Лопаритовая руПроростки с корешками, достигшими длины 0,5- да наряду с ценными металлами (Ti, Ta, Nb и др.) 1,0 см фиксировали в уксусном алкоголе в течение содержит примеси природных радионуклидов ( U, 232 24 часов, затем их промывали в 3-х сменах 80% Th, Ra), являющихся источником смешанных спирта и хранили фиксированный материал в 70% видов ионизирующего излучения. Исследования по спирте в плотно закупоренных пробирках. Перед измерению содержания природных радионуклиокрашиванием корешков и приготовлением дов, входящих в ряды 232Th и 238U, 40K, на поверх ности рудного тела и в различных шахтных отсеПетрашова Дина Александровна, кандидат биологичеках, проведенные в шахте Ловозерского района ских наук, научный сотрудник научного отдела медикопоказали, что при отсутствии техногенных радиобиологических проблем адаптации человека в Арктике.

нуклидов (137Cs, 90Sr и др.) мощность экспозиционЕ-mail: petrashova@admksc.apatity.ru ной дозы (МЭД) на поверхности выхода рудного Белишева Наталья Константиновна, доктор биологических наук, руководитель научного отдела медико- тела достигала 1,9 мкЗв/ч, в то время как гаммабиологических проблем адаптации человека в Арктике фон и МЭД, измеренные на всем протяжении шахМельник Наталия Александровна, кандидат техничеты, находились в пределах 0,5-1,5 мкЗв/ч. В возских наук, доцент, заведующая региональной лаборатодушном пространстве всех шахтных отсеков выяврии радиационного контроля лено наличие дочерних продуктов распада Ra, Известия Самарского научного центра Российской академии наук, том 14, №5(3), Ra, 224Ra: радиоактивные газы радон и торон, при Анализ препаратов контрольных образцов распаде которых излучаются альфа частицы, обла- показал, что МИ в корешках контрольной группы дающие высокой генотоксичностью. Максималь- составил 8,8±1,4%, число нарушений митоза не ные концентрации радона (до 20000 Бк/м3) выяв- превышало 2,6% и в среднем составило 0,9%. Из лены непосредственно в забое и в плохо вентили- нарушений митотического деления клеток наблюруемых местах [5, 6], поэтому инкубацию чашек дались отставание хромосом в анафазе. МИ в коПетри с исследуемыми объектами проводили в решках, подвергшихся облучению природным иозабое с максимальными значениями радиационных низирующим излучением в шахте, был достоверно показателей, где предполагался источник смешан- ниже, чем в контрольных образцах, что свидетельных типов ионизирующего излучения: плотноио- ствует о снижении интенсивности клеточного денизирующее излучение (альфа частицы, нейтроны ления при ионизирующем излучении (табл. 1).

и гамма-радиация).

Таблица 1. Митотический индекс и цитогенетические нарушения Показатели Контроль Облуче- Облуче- Облуче1 ние 2 ние 3 ние МИ, % 8,8±1,41 5,7±0,07 4,0±0,52 0,8±0,доля нарушений митоза, % 0,9±0,71 0,6±0,49 11,1±3,95 Следует отметить, что, несмотря на то, что очень низкой степени пролиферации. Такие различашки Петри с семенами располагались в одном и чия, вероятно, связаны с тем, что образцы подвертом же месте шахты, полученные результаты до- гались смешанному разнокачественному и провольно сильно отличаются, как по показателям ми- странственно неравномерному облучению, и, как тотического индекса, так и по количеству наруше- следствие, получили разные дозы. Нарушения миний митоза. Так, митотический индекс в облучен- тотического деления (рис. 1) в клетках в образцах ных образцах в 1,5, 2 и 10 раз достоверно ниже, облученных проростков проявлялись во множестчем в контроле. Нарушений митозов у облученных венных и многополюсных митозах (Б1) отставании проростков в одном случае (чашка №3) в 12 раз хромосом в телофазе (Б4), мостах в анафазе (Б2), больше, чем в контроле, во втором случае их число фрагментации хромосом (Б2). Число нарушений достоверно не отличается (чашка № 2), и в третьем митоза достигало 18% на один препарат.

случае таковые нарушения отсутствуют вследствие Рис. 1. Митоз в контрольных (А) и облученных (Б) смешанными источниками ионизирующего излучения естественного происхождения образцах V. Radiatа:

А, 1 –метафазная пластинка в контроле; А, 2 – телофаза в контроле; Б, 1 – многополюсный митоз;

Б, 2 – фрагментации и мосты в анафазе; Б, 3 – двуядерная клетка; Б, 4 – отставании хромосом в телофазе Согласно литературным данным увеличение мосом: фрагментация хромосом, их набухание, числа патологических митозов наблюдается при слипание и образование мостов. Одновременно радиационном поражении и вирусной инфекции. возникают нарушения движения хромосом и поОблучение организма приводит к резкому сниже- ражаются процессы цитотомии. Возникновение нию митотической активности с ее последующим многополюсных митозов наблюдаются при слабых восстановлением. Во время восстановления про- воздействиях на культуры тканей ионизирующего лиферации наблюдается увеличение числа патоло- излучения. Нарушение цитотомии и возникновегических митозов. Их характер и количество зави- ние многополюсных митозов приводят к образовасит от дозы и времени облучения. При радиацион- нию многоядерных клеток [1].

ном поражении наблюдаются патологии митоза Представленные результаты по оценке возпреимущественно связанные с повреждением хро- действия смешанного ионизирующего излучения Промышленная экология на проростки V. radiate согласуются с полученны- цитогенетические нарушения, выявленные нами ми нами данными по цитогенетическим нарушени- как в растительных клетках, так и в буккальном ям в буккальном эпителии горняков, работающих в эпителии горняков [6].

Работа поддержана грантом РФФИ и Администсходных условиях смешанного ионизирующего рацией Мурманской области, проект № 10-04-98809облучения [6]. Так, генотоксические эффекты в р_север_а.

буккальном эпителии горняков, проявляются в возрастании более, чем на порядок, двуядерных СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

клеток по сравнению с контрольной группой. Резкое возрастание двуядерных клеток в буккальном 1. Аллов, И.А. Цитофизиология и патология митоза. – М.:

эпителии горняков по сравнению с контрольной Медицина, 1972. 264 с.

2. Буторина, А.К. Ритмы суточной активности у золотигруппой может свидетельствовать о воздействии стой фасоли Vigna radiata (L.) R.Wilczek / А.К. Бутоионизирующей радиации на процесс цитокинеза, рина, До Ньы Тиен // Цитология. 2008. Т. 50, №8. С.

нарушение которого может приводить к появле729-733.

нию многоядерных клеток. В исследованиях на 3. Гриф, В.Г. Влияние ритма освещенности на митотиклеточных культурах [7] было показано, что при ческий цикл в корневой меристеме растений / В.Г.

возрастании интенсивности нейтронной компонен- Гриф, Э.М. Мачс // Цитология. 1996. №28 (7). С. 718725.

ты у поверхности Земли в результате солнечных 4. Карпеченко, Г.Д. О хромосомах видов фасоли // Трупротонных событий, число многоядерных клеток в ды по прикладной ботанике, генетике и селекции.

клеточных культурах различного онтогенетическо1926. №14(2). С. 143-148.

го и филогенетического происхождения, возраста5. Мельник, Н.А. Радиационная оценка добычи руды с ло синхронно с возрастанием интенсивности нейповышенным содержанием природных радионуклитронной компоненты у поверхности Земли. Не ис- дов / Н.А. Мельник, П.В. Икконен, Н.К. Белишева // ключено, что нейтронная компонента, образую- Радиохимия-2012: Тез. докл.VII Рос. конф. по радиохимии, г. Димитровград, 15-19 октября 2012 г. ( в пещаяся при взаимодействии альфа частиц, испусчати) каемых при распаде радона, с молекулами атмо6. Петрашова, Д.А. Генотоксические эффекты в буксферы, может вносить определенный вклад в смекальном эпителии горняков, работающих в условиях шанное излучение, усиливая эффект неоднороднооблучения природными источниками ионизирующего сти облучения в микрообъемах растительной ткани излучения / Д.А. Петрашова, Н.К. Белишева, И.И. Пеили буккальном эпителии горняков. Вследствие левина и др. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13, №1(7). С.

воздействия на клетки плотноионизирующей ра1792-1796.

диации, такой как нейтроны и альфа частицы, об7. Belisheva, N.K. The effects of cosmic rays on biological разующиеся при ядерных распадах радиоактивных systems – an investigation during GLE events / N.K.

газов, в микрообъеме клеток могут возникать Belisheva, H. Lammer, H.K. Biernat, V.E. Vashenyuk // очень высокие дозы облучения, приводящие к Astrophysics and Space Sciences Transactions. 2012. N8.

широкому спектру генотоксических эффектов. Р. 7-17.

Эти эффекты могли бы включать разнообразные GENOTOXICAL ASSESSMENT OF NATURAL IONIZING RADIATION IN CELLS OF MERISTEM VIGNA RADIATA © 2012 D.A. Petrashova1, N.K. Belisheva1, N.A. MelnikKola Scientific Centre RAS, Apatity Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials named after I.V. Tananayev of Kola Scientific Center RAS, Apatity Results of research the cytogenetic violations in cells of meristem Vigna radiatа treated to action of mixed natural ionizing radiation in mine where production of loparite ore is made are presented. It is established that cytotoxic effects in meristem of V. Radiatа are shown in decrease in mitotic index, backlog of chromosomes, bridges in telophase, fragmentations and clumping of chromosomes, multipolar mitoses are shown.

Key words: ionizing radiation, mitotic index, cytogenetic violations _ Dina Petrashova, Candidate of Biology, Research Fellow at the Research Department of Medical and Biological Problems of Human Adaptation in Arctic. Е-mail: petrashova@admksc.apatity.ru Mataliya Belisheva, Doctor of Biology, Head of the Research Department of Medical and Biological Problems of Human Adaptation in Arctic Nataliya Melnik, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Chief of the Regional Laboratory of Radiation Control




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.