Генотоксические эффекты у детей - подростков из Чебулинского района Кемеровской области
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ РФ
КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ФИЗИОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ И ВАЛЕОЛОГИИ
Крюкова Ольга Сергеевна
Генотоксические эффекты у детей - подростков
из Чебулинского района Кемеровской области
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
Научный руководитель :
к.б.н., доцент Дружинин В.Г.
Работа допущена к защите Работа защищена
«___» ______ 2001г. «___» ______ 2001г
Зав. Кафедрой ______ с оценкой
Члены ГАК _____________
Кемерово - 2001
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . 3
ГЛАВА 1. Обзор литературы. Хромосомный мутагенез и
факторы его вызывающие . . . . . . 6
1.1. Хромосомы человека и основные типы структурных
мутаций хромосом . . . . . . . 6
1.1.1. Денверская система классификации хромосом . . 7
1.1.2. Основные типы хромосомных перестроек . . . 10
1.1.3. Механизмы возникновения хромосомных перестроек . 15
1.1.4. Принципы учета хромосомных аберраций на стадии
метафазы и общие рекомендации к нему . . . . 20
1.2. Спонтанный хромосомный мутагенез . . . . 24
1.3. Специфичность и особенности химического мутагенеза 25
ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ . . . . 29
2.1. Характеристика обследованных групп . . . . 29
2.2. Культивирование крови, приготовление препаратов
хромосом и анализ цитогенетических нарушений . . 30
ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ . . . 32
ВЫВОДЫ . . . . . . . . . 38
ЛИТЕРАТУРА . . . . . . . . 39
ВВЕДЕНИЕ
Прогресс генетики человека, как и любой другой фундаментальной медико-биологической дисциплины, может в ближайшем будущем существенно расширить подходы и методы решения задач практической педиатрии и, прежде всего, вопросов профилактики не только наследственных заболеваний, но и различных форм патологии мультифакториального генеза [Бочков, 1995].
Проблема донозологической диагностики заболеваний (или риска их возникновения) имеет особую значимость для промышленных регионов, где неблагоприятному техногенному воздействию подвержены большие группы населения, в том числе - детского. Данные эпидемиологических и экологических исследований однозначно показывают, что к числу таких регионов относится территория Кемеровской области, причем неблагоприятному воздействию загрязнителей окружающей среды подвергаются не только жители промышленных городов, но и население сельскохозяйственных районов.
Известно, что в человеческой популяции существует широкий наследственный полиморфизм порога резистентности к токсическому воздействию факторов среды. Это выражается в дифференциации риска возникновения патологии у разных людей, проживающих в сходных экологических условиях. Так как в сложившихся социально-экономических условиях сложно представить возможность быстрого и коренного улучшения экологических параметров среды, то следует искать иные пути решения проблемы профилактики заболеваемости и прежде всего для тех форм, которые этиологически
связаны с воздействием токсических факторов. В этой связи, изучение адаптивных возможностей организма человека в условиях интенсивного загрязнения среды обитания следует проводить на всех уровнях организации: популяционном, организменном, клеточном и молекулярном. Для каждого из этих уровней характерны собственные методические подходы; в частности, клеточный уровень предполагает использование цитогенетического метода, позволяющего выявить степень напряжения генетических систем и, следовательно, оценивать адаптивные резервы на клеточном уровне. Кроме того, цитогенетический метод позволяет экспертировать качество окружающей среды в части загрязнения ее мутагенными факторами химического и лучевого происхождения.
Анализ индивидуальной резистентности к мутагенному воздействию позволяет выявить людей, имеющих повышенный риск возникновения заболеваний различной этиологии. Следует отметить, что отсутствие к настоящему времени научно обоснованной схемы рекомендаций для лиц, относящихся к группам высокого токсико-генетического риска затрудняет использование данных цитогенетического контроля в практической медицине. Вместе с тем, создание, апробация и внедрение такой схемы имеет важное значение, т.к. позволит проводить реальные профилактические и реабилитационные мероприятия в тех случаях, где это действительно необходимо.
На протяжении ряда лет в лаборатории генетики кемеровского государственного университета проводится мониторинг генотоксических эффектов, наблюдаемых в группах детского и подросткового населения Кемеровской области. Представленная дипломная работа включает в себя результаты цитогенетического обследования подростков, проживающих на территории одного из сельскохозяйственных районов области - Чебулинского, осуществленного в рамках этого мониторинга.
Цель работы: изучить степень и характер генотоксического воздействия факторов среды на подростков, проживающих в Чебулинском районе Кемеровской области.
В соответствии с целью в работе решались конкретные задачи:
1, Оценить частоту и качественный спектр хромосомных мутаций в лимфоцитах крови девочек-подростков - жителей сел Усманка и Дмитриевка Чебулинского района.
2. Сопоставить собственные результаты цитогенетического анализа с данными цитогенетического мониторинга подростков пос. Крапивинский Кемеровской области.
3. Оценить вероятные источники загрязнения окружающей среды генотоксическими агентами на территории Чебулинского района.
ГЛАВА 1. Обзор литературы. Хромосомный мутагенез и факторы его вызывающие.
1.1. Хромосомы человека и основные типы структурных мутаций человека.
Использование культуры лейкоцитов для изучения хромосом человека начато работами Г.К. Хрущева и соавт. (1931), А.Г. Андерса и М.С. Навашина (1936). Хсу (Hsu, 1952) и Хьюгес (Hughes, 1952) независимо предложили использование гипотонического раствора для обеспечения разбрасывания хромосом, т.е. их отделение друг от друга в метафазах. Использование гипотонического раствора совместно с колхицином (Hsu, Pomerat, 1953) дало возможность получать и накапливать хорошие метафазные пластинки. Благодаря анализу хромосом клеток из культуры фибробластов было показано, что число хромосом у человека равно 46 (Tjio, Levan,1956; Ford, Hamerton, 1956).
Современная цитогенетика в первую очередь опирается на изучение хромосом в лейкоцитах человека. Культура лимфоцитов обладает целым рядом преимуществ по сравнению с другими объектами, используемыми в тест-системах. Большим достоинством исследований по структурной изменчивости хромосом в культуре лейкоцитов человека является возможность не только качественного, но и количественного учета, что обеспечивает наглядную четность выводов и объективности результатов анализа. Лейкоциты крови нормальных людей в культуре, в основном свободные от структурных мутаций, подвергаются различным экспериментальным обработкам для выяснения характера и степени мутагенности того или иного воздействия. Вместе с тем кровь может быть взята у людей, которые подвергались в то или иное время воздействию мутагенных факторов. В этом случае, регистрирую характер и число мутаций, можно вскрыть последствия от таких воздействий, изучая структурные мутации хромосом в метафазах (Дубинина, 1977).
В исследованиях по цитогенетике человека было показано, что основные закономерности индуцированного мутагенеза хромосом, качественная характеристика типов структурных изменений и особенности их проявления по разным фазам клеточного цикла в принципе одинаковы с ранее изученным индуцированным мутагенезом в клетках растений и животных. Тоже касается и спонтанного мутагенеза. Для учета структурных мутаций хромосом необходимо знание кариотипа соматических клеток человека и всех основных категорий структурных мутаций хромосом.
1.1.1. Денверская система классификации хромосом.
Обычно классификация хромосом строиться на учете размера каждой из хромосом в кариотипе, по положению центромеры и по другим особенностям. Решениями конференций по хромосомам человека в Денвере США (Denver conference, 1960), в Лондоне (London conference, 1966) сведены обширные материалы из многочисленных литературных источников в систему, имеющую в настоящее время общепризнанный характер. Согласно этой системе, 22 пары аутосом были перенумерованы от 1 до 22-й номере уменьшения их длинны, пара половых хромосом обозначена символами Х и У. Кариотип мужчины - ХУ, женщины - ХХ. 22 пары аутосом разделены на семь групп, обозначаемых буквами от А до G. Каждая группа хромосом характеризуется следующими особенностями (рис 1):
