Коррекция комплексом БАВ  экстракта Топинамбура (Helianthus tuberoses) мутагенного действия факторов окружающей среды, на примере йодида кадмия (Cd I?),  в клетках костного мозга и в эпителиальных клетках мочевого пузыря млекопитающих (крысы линии Wi

*112821*

Д.б.н. Чопикашвили Л.В., Гагкаева З.В., Пухаева Е.Г.

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

Коррекция комплексом БАВ экстракта Топинамбура (Helianthus tuberoses) мутагенного действия факторов окружающей среды, на примере йодида кадмия (Cd I₂), в клетках костного мозга и в эпителиальных клетках мочевого пузыря млекопитающих (крысы линии Wistar). .

По данным ВОЗ рак мочевого пузыря по частоте встречаемости среди всех злокачественных новообразований, уступает только опухолям желудка, пищевода, легких и гортани. В мире ежегодно регистрируется около 170 ООО - 200000 новых случаев рака мочевого пузыря и среднегодовой темп прироста составляет 3,34% [2].

Генотоксическое и канцерогенное действие химических соединений в мочевом пузыре, определяется особенностью метаболизма в этом органе. С одной стороны, эпителиальные клетки мочевого пузыря способны сами метаболизировать химические соединения. С другой стороны, в мочевой пузырь попадают образующиеся в печени метаболиты и коньюгаты некоторых канцерогенов. Этот механизм играет важную роль в возникновении рака мочевого пузыря.[1]

Рак мочевого пузыря (РМП) - это онкологическое заболевание, при котором наблюдается злокачественное перерождение клеток мочевого пузыря. Ежегодно в России раком мочевого пузыря заболевают 12,5 тыс. человек, что составляет 2,7% всех случаев злокачественных опухолей в Российской Федерации. Этиология рака мочевого пузыря неизвестна. Однако выявлен ряд внешних факторов, способствующих развитию данного заболевания. Достоверно чаще рак мочевого пузыря поражает мужчин. Наиболее характерно развитие опухоли в возрасте старше 60 лет. Доказано значительное увеличение риска появления рака мочевого пузыря у лиц, длительное время контактирующих с вторичными ароматическими аминами, полициклическими ароматическими углеводородами. Установлено, что курильщики болеют раком мочевого пузыря в 2-3 раза чаще, чем некурящие.[3]

Установлено, что химические соединения, образующиеся в производственных процессах кожевенной, анилинокрасочной, резиновой, электрокабельной, каучуковой промышленности, а также некоторые лекарственные препараты, обладают генотоксической и канцерогенной активностью в клетках мочевого пузыря человека и лабораторных животных.

В ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н.Сысина РАМН разработана система оценки мутагенного эффекта факторов окружающей среды с учетом органной специфичности, основой которой является полиорганный микроядерный тест. Он позволяет с большей долей вероятности, по сравнению с другими краткосрочными тестами, прогнозировать канцерогенные свойства исследуемого фактора и определять органы-мишени.

Открытие возможности определять генотоксические повреждения в эксфолиативных клетках, полученных неинвазивным способом, позволило использовать микроядра в качестве маркера для выявления ранних канцерогенных изменений в эпителиальных тканях [2]

В связи с этим целью исследования являлась цитогенетическая оценка методом учета хромосомных аберраций в клетках костного мозга и полиорганным микроядерным тестом клеток мочевого пузыря, мутагенного действия факторов окружающей среды, на примере йодида кадмия (Cd I₂), и возможная их коррекция комплексом БАВ экстракта Топинамбура (Helianthus tuberoses). .

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 мочевого пузыря 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

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. [7].

Известны случаи смертельного отравления парами этого металла и его соединений – так что такие пары представляют серьезную опасность. При попадании в желудок кадмий тоже вреден, но случаи смертельного отравления соединениями кадмия, попавшими в организм с пищей, науке неизвестны. Видимо, это объясняется немедленным удалением яда из желудка, предпринимаемым самим организмом. Тем не менее, во многих странах применение кадмированных покрытий для изготовления пищевой тары запрещено законом[4]

Топинамбур или земляная груша (Helianthus tuberosus) относится к семейству астровых. Ценность топинамбура как кормовой, овощной, технической и лечебной культуры обусловлена, прежде всего, химическим составом растения. Топинамбур обладает выраженными антиоксидантными свойствами и успешно выводит из организма радионуклиды, токсины и соли тяжелых металлов. А это весьма актуально, особенно для жителей больших городов. [4]

Пектиновые вещества, содержащиеся в топинамбуре, обладают абсорбирующими свойствами, выводят из организма тяжелые металлы такие, как кадмий.[6]

Результаты исследований и их обсуждения:

Анализ полученных материалов полиорганного микроядерного теста и цитогенетического анализа по учету хромосомных аберраций представлены в диаграмме №1 и таблице №1

Уровень общего количества клеток с аномалиями (микро ядрами - МЯ‰) для терапевтической дозы(1мл/кг) топинамбура (1,25‰) на фоне негативного контроля(0,6‰) увеличился в два раза.

Уровень МЯ для удвоенной терапевтической дозы (2мл/кг) экстракта топинамбура составили 0,38‰, что в 2 раз меньше по отношению к негативному контролю (0,6‰) и почти в 4 раз меньше по отношению к позитивному контролю Cd I₂ (1,43‰).

В бинарном комплексе [Топинамбур+Cd] в вариантах предобработки на фоне позитивного контроля Cd I₂ (1,43‰) уровень МЯ как терапевтической дозой (1мл/кг) топинамбура - 0,65‰, так и удвоенной терапевтической дозой (2мл/кг) экстракта топинамбура - 0,61‰, снизился в двое.

В вариантах [Cd+Топинамбур] постобработки терапевтической дозой (1мл/кг) топинамбура на фоне позитивного контроля Cd I₂ (1,43‰) уровень МЯ снизился в два раза до 0,68‰, а показатель МЯ удвоенной терапевтической дозы (2мл/кг) экстракта топинамбура снизился в 1,3 раза и составил 1,09‰.

Процент хромосомных аберраций (ХА%) для терапевтической дозы(1мл/кг) топинамбура (0,4%) на фоне негативного контроля (1,2%) снизился в три раза, а по отношению к позитивному контролю 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 негативному контролю (1,2%) и в 30 раз меньше по отношению позитивному контролю к Cd J₂ (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, снижая уровень МЯ и ХА на фоне действия йодида кадмия;

2. Анализ уровня МЯ‰ в эпителиальных клетках мочевого пузыря 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 мочевого пузыря и клетках костного мозга млекопитающих

(крысы линии wistar) на фоне тяжелых металлов (Cd I₂)

(Таблица 1)

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 хромосомных аберраций	Коэффиц защиты %
		микроядра	язык	Разбитое яйцо	Двуядерные клетки	Круговая насечка ядра	Общее количество клеток с аномалиями в ‰±m	Ср. арифм % ±m хромосомных аберраций	Коэффиц защиты %
1 Контроль	7	0,59±0,26	0,59±0,26	1,17±0,36	1,7±0,44	-	0,6±0,26	1,2±0,51	-
2 Cd²⁺∙10⁻⁷М	3	1,16±0,36	4,06±0,46	0,5±0,24	0,58±0,25	2,32±0,52	1,43±0,17	6±1,06	-
3 Топинамбур 1мл/кг	7	-	1,25±0,39	1,25±0,39	0,62±0,28	4,37±0,74	1,25±0,39	0,4±0,28	66,7
4 Топинамбур 2мл/кг	7	-	0,6±0,26	-	-	1,7±0,45	0,38±0,21	0,2±0,19	83,3
5 Топинамбур 1мл/кг +Cd²⁺∙10⁻⁷М	7+3	0,56± 0,25	1,13±0,35	1,13±0,35	-	1,13±0,35	0,65± 0,27	1,2±0,24	80
6 Топинамбур 2мл/кг + Cd²⁺∙10⁻⁷М	7+3	1,24±0,39	1,85±0,48	-	-	0,62±0,28	0,61 ±0,27	2±0,62	66,7
7 Cd²⁺∙10⁻⁷М+ Топинамбур 1мл/кг	3+7	1,17±0,37	1,76±0,45	0,58±0,26	-	0,58±0,26	0,68± 0,28	1±0,44	83,3
8 Cd²⁺∙10⁻⁷М+ Топинамбур 2мл/кг	3+7	1,19±0,37	2,37±0,52	0,59±0,26	-	2,37±0,54	1,09±0,36	1,8±0,61	70
*Достоверность данных в диапазоне от 0,001 до 0,05