Модификация  цитогенетических и цитотоксических показателей комплексом БАВ экстракта Топинамбура
 (Helianthus tuberoses) в эпителиальных клетках толстой кишки и клетках костного мозга млекопитающих (крысы линии Wistar) на фоне тяжелых металлов (Cd I

*112820*

Гагкаева З.В., Зангиева М.С., Рамонова Р.А.

Северо - Осетинский государственный университет им. К.Л. Хетагурова, Россия

Модификация цитогенетических и цитотоксических показателей комплексом БАВ экстракта Топинамбура

(Helianthus tuberoses) в эпителиальных клетках толстой кишки и клетках костного мозга млекопитающих (крысы линии Wistar) на фоне тяжелых металлов (Cd I₂)

В последние десятилетия в экономически развитых странах наметилась тенденция роста заболеваемости злокачественными опухолями толстой кишки—прямой и ободочной. И связано это главным образом с изменением характера питания, уменьшением в рационе растительной пищи, увеличением потребления животных жиров (бараний, говяжий, свиной), что способствует повышению концентрации желчных кислот в содержимом толстой кишки. [7]

Толстая кишка является одним из основных органов опухолеобразования у человека. Установлено, что бактериальная микрофлора кишечника способна метаболизировать многие химические соединения до активных метаболитов, которые могут индуцировать мутагенный эффект в месте образования [4]

Химическое действие канцерогенных агентов также играет не последнюю роль в возникновении рака прямой кишки. [7]

К загрязнителям антропогенного характера химической природы, оказывающих мутагенное действие относятся тяжелые металлы: Cd, Pb, Zn и т д., поставщиками которых в почву, грунтовые воды и атмосферу являются металлургические предприятия, автотранспорт. [1]

Поступление в организм повышенных концентраций кадмия вызывает токсические эффекты. Этот металл, как и ртуть, легко образует пары. Случаи интоксикации кадмием, в основном, бывают связаны с промышленными загрязнениями. Кадмий – является одним из самых токсичных тяжелых металлов. По нормам СанПин он относится к высокому классу опасности, как и другие тяжелые металлы, накапливается в организме, особенно в быстро делящихся клетках (половых или раковых), воздействует на геном человека, вызывая мутации. [3].

Рак прямой кишки занимает 3-е место в структуре заболеваемости злокачественными новообразованиями органов желудочно-кишечного тракта, составляет 45 % среди новообразований кишечника и 4-6 % в структуре злокачественных новообразований всех локализаций. Отсутствие в рационе достаточного количества овощей и фруктов, делает питание несбалансированным, однообразным, а это приносит непоправимый вред здоровью.[8].

Исследования последних лет дают основания полагать, что витамины С, Е, А и группы В погашают активность свободных радикалов кислорода, и поступающих через воду, воздух и пищу, канцерогенных веществ(пищевые добавки, сельхоз удобрения, тяжелые металлы и т.д.) , таким образом способствуя профилактике злокачественных опухолей толстой кишки.

С точки зрения данных позиций в настоящее время является крайне актуальным. поиск БАВ растительного происхождения для погашения мутагенного действия солей тяжелых металлов.

Для коррекции генотоксической активности кадмия нами было выбрано растение Топинамбура (Helianthus tuberoses).

Топинамбур способен к экологической самозащите. Клубни топинамбура не накапливают в себе нитраты, тяжелые металлы, радиоактивные элементы. Пектиновые вещества, содержащиеся в топинамбуре, обладают абсорбирующими свойствами, выводят из организма тяжелые металлы такие, как кадмий.[5]

Применения биологически активных добавок на основе топинамбура в пищевой промышленности позволяет вести профилактическую и реабилитационную работу ослабленной категории детей и взрослых, а также повысить эффективность лечения различных заболеваний, связанных с нарушениями обмена веществ и иммунной недостаточностью и стрессовым угнетением нервной системы.[6]

В связи с этим целью исследования являлась коррекция генотоксической активности соли кадмия комплексом биологически активных веществ (БАВ) Топинамбура (Helianthus tuberosus).

Для реализации поставленной цели необходимо было экспериментально установить модифицирующий эффект биологически активных веществ Топинамбура (Heliánthus tuberósus) на фоне действия кадмия (Cd I₂).

Для проведения экспериментов по реализации поставленной цели, были использованы следующие методы цитогенетического анализа:

- полиорганный микроядерный тест на эпителиальных клетках толстой кишки млекопитающих (крысы линии Wistar)

- цитогенетический анализ по учету хромосомных аберраций (ХА) в клетках костного мозга млекопитающих. (крысы линии Wistar)

Исследовались вещества:

· Cd I₂ 10мл∕кг (из расчета на 1 кг веса тела животного) в концентрации 1∙10 ^-7 М в течение 3 суток

· Экстракт Топинамбура 1мл/кг (из расчета на 1 кг веса тела животного) в течении 7 суток

· Экстракт Топинамбура 2мл/кг (из расчета на 1 кг веса тела животного) в течении 7 суток

Результаты исследований и их обсуждения:

Анализ полученных материалов полиорганного микроядерного теста на эпителиальных клетках толстой кишки и цитогенетического анализа по учету хромосомных аберраций представлены в диаграмме №1 и таблице №1

Уровень общего количества эпителиальных клеток толстой кишки с аномалиями ядра (микро ядрами - МЯ‰) для терапевтической дозы (1мл/кг) топинамбура (0,59‰) на фоне негативного контроля (1,86‰) снизился в три раза, а по отношению к позитивному контролю Cd I₂ 1∙10 ^-7 М (4,75‰) снизился в 8 раз.

Уровень МЯ для удвоенной терапевтической дозы (2мл/кг) экстракта топинамбура составили 0,58‰, что в 3 раз меньше по отношению к негативному контролю (1,86‰) и в 8 раз меньше по отношению к позитивному контролю Cd I₂ (4,75‰).

В бинарном комплексе [Топинамбур+Cd] в вариантах предобработки терапевтической дозой(1мл/кг) топинамбура на фоне Cd I₂ (4,75‰) уровень МЯ снизился в 8 раз и составил - 0,59‰,а удвоенной терапевтической дозой (2мл/кг) экстракта топинамбура - 1,2‰, что в 4 раза меньше позитивного контроля Cd I₂.

В вариантах [Cd+Топинамбур] постобработки экстрактом на фоне Cd I₂ (4,75‰), уровень МЯ как терапевтической дозы (1мл/кг) экстракта топинамбура - 2,48‰, так и удвоенной терапевтической дозой (2мл/кг) экстракта топинамбура- 2,44‰ снизился в двое по отношению к позитивному контролю.

Процент хромосомных аберраций (ХА%) для терапевтической дозы(1мл/кг) топинамбура (0,4%) на фоне контроля(1,2%) снизился в три раза, а по отношению к кадмию(6%) в 15 раз, коэффициент защиты составил 66,7%.

ХА для удвоенной терапевтической дозы (2мл/кг) экстракта топинамбура составили 0,2%, что в 6 раз меньше по отношению к контролю (1,2%) и в 30 раз меньше по отношению к Cd I ₂ (6%), коэффициент защиты составил 83,3%.

В бинарном комплексе [Топинамбур+Cd] в предобработке терапевтической дозой(1мл/кг) топинамбура на фоне Cd²⁺∙10⁻⁷М уровень ХА составил 1,2%, а удвоенной терапевтической дозой (2мл/кг) экстракта топинамбура 2%. Коэффициент защиты составил соответственно 80% и 66,7%.

В постобработке [Cd+Топинамбур] терапевтической дозой(1мл/кг) топинамбура на фоне Cd²⁺∙10⁻⁷М ХА составили 1%, а удвоенной терапевтической дозой (2мл/кг) экстракта топинамбура 1,8%. Коэффициент защиты составил соответственно 83,3% и 70%.

Выводы:

Таким образом в цитогенетических тестах нами установлено, что:

1. экстракт топинамбура (Helianthus tuberosus) обладает антимутагенным эффектом, проявляющимся в резком снижении степени деградации генома животных;

2. Анализ уровня МЯ‰ в эпителиальных клетках толстой кишки показал, что в вариантах предобработки антимутагенный эффект терапевтической дозы экстракта топинамбура (Helianthus tuberosus) на фоне Cd I₂ наиболее выразителен, чем в вариантах постобработки;

3. По результатам учета уровня ХА% в вариантах постобработки антимутагенный эффект терапевтической дозы экстракта топинамбура (Helianthus tuberosus) на фоне Cd I₂ выше чем в предобработке.

Модификация цитогенетических и цитотоксических показателей комплексом БАВ экстракта Топинамбура

(Helianthus tuberoses) в эпителиальных клетках толстой кишки и клетках костного мозга млекопитающих (крысы линии Wistar) на фоне тяжелых металлов (Cd I₂)

Вариант эксперимента	Время (день)	Показатели частоты клеток с микроядрами и аномалии ядра*						Цитогенетические показатели*
		Количество клеток с микроядрами и аномалиями ядра ‰±m
		микроядра	протрузии		Двуядерные клетки	Круговая насечка ядра	Общее количество клеток с аномалиями в ‰±m	Ср. арифм % ±m хромосом аберраций	Коэфф. защиты %
		микроядра	«Язык»	«Разбитое яйцо»	Двуядерные клетки	Круговая насечка ядра	Общее количество клеток с аномалиями в ‰±m	Ср. арифм % ±m хромосом аберраций	Коэфф. защиты %
1 Контроль	7	0,62±0,28	0,62±0,28	0,62±0,28	-	-	1,86±0,47	1,2±0,51	-
2 Cd²⁺∙10⁻⁷М	3	1,78±0,46	2,38±0,53	0,59±0,26	-	-	4,75±0,75	6±1,06	-
3 Топинамбур 1мл/кг	7	-	-	-	-	0,59±0,26	0,59±0,26	0,4±0,28	66,7
4 Топинамбур 2мл/кг	7	0,58±0,25	-	-	-	-	0,58±0,25	0,2±0,19	83,3
5 Топинамбур 1мл/кг +Cd²⁺∙10⁻⁷М	7+3	0,59± 0,26	-	-	-	-	0,59± 0,26	1,2±0,24	80
6 Топинамбур 2мл/кг + Cd²⁺∙10⁻⁷М	7+3	-	0,6± 0,26	-	0,6± 0,26	-	1,2 ±0,38	2±0,62	66,7
7 Cd²⁺∙10⁻⁷М+ Топинамбур 1мл/кг	3+7	-	1,24±0,39	1,24± 0,39	-	-	2,48± 0,55	1±0,44	83,3
8 Cd²⁺∙10⁻⁷М+ Топинамбур 2мл/кг	3+7	-	1,83± 0,47	-	0,61± 0,27	-	2,44± 0,54	1,8±0,61	70
*Достоверность данных в диапазоне от 0,001 до 0,05

(Таблица 1)