Влияние солнечной активности и географической широты на генетический гомеостаз соматических клеток человека

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Проведено исследование связи генетической стабильности соматических клеток человека с солнечной активностью в зависимости от географической широты. В качестве метода оценки генетического гомеостаза выбран микроядерный тест буккального эпителия человека.

Цель. Изучить влияние солнечной активности на генетическую стабильность соматических клеток человека, оцененную с помощью микроядерного теста в буккальном эпителии, в зависимости от географического местонахождения испытуемых.

Методы. В качестве испытуемых были выбраны мужчины в возрасте от 18 до 21 года, без вредных привычек, не принимавшие лекарственные препараты в течение ближайшего к моменту забора проб времени. Исследования проводили одновременно в четырёх городах Российской Федерации (Севастополь, Воронеж, Томск, Ханты-Мансийск). Изучено влияние трёх типов солнечных вспышек, классификация которых основана на изменениях амплитуды теплового рентгеновского всплеска. Сбор материала для цитогенетического исследования осуществляли на 3-, 7- и 10-й день после солнечной вспышки. В качестве метода оценки генетического гомеостаза был выбран микроядерный тест буккального эпителия человека. На каждом препарате просматривали не менее 1000 клеток, среди которых определяли количество клеток с микроядрами, перинуклеарными вакуолями, насечками, протрузиями типа «разбитое яйцо» и «язык», кариорексисом, кариолизисом, кариопикнозом. Проанализировано 495 тыс. клеток буккального эпителия. Статистическая обработка результатов исследований проведена с использованием пакетов программ Stadia и Statistica. Влияние факторов определяли с помощью многофакторного дисперсионного анализа и двухфакторного дисперсионного анализа с фиксированными эффектами.

Результаты. Выявлено, что солнечная активность отражается на стабильности генетического аппарата человека, усиливая влияние загрязнённости города и его географического расположения на количество клеток с нарушениями ядра. Показано совместное влияние солнечной вспышки и сезона её возникновения на количество клеток с аберрациями ядра (наибольшее количество ядерных аномалий зафиксировано зимой). При этом самостоятельного влияния солнечной активности на число клеток с ядерными нарушениями не выявлено. Так, спустя 3, 7, 10 и 17 дней после вспышки не зарегистрировано увеличения числа клеток с аномалиями ядра.

Заключение. Наибольшее количество клеток с нарушениями ядра отмечается в Севастополе, что связано с наиболее высоким антропогенным загрязнением данного города по сравнению с остальными городами. Солнечная активность усиливает влияние загрязнённости города и его географического расположения на количество клеток с нарушениями ядра. Полученные результаты можно использовать при проведении микроядерного теста буккального эпителия человека и при планировании мероприятий по оценке генотоксичности окружающей среды.

Об авторах

Владислав Николаевич Калаев

Воронежский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: Dr_huixs@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4247-4509

д.б.н., профессор

Россия, 394018, Воронеж, Университетская пл., д. 1

Владислав Петрович Зуевский

Ханты-Мансийская государственная медицинская академия

Email: zvp_surgut@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4662-9205

д.м.н., профессор

Россия, Ханты-Мансийск

Марина Сергеевна Нечаева

Воронежский государственный медицинский университет имени Н.Н. Бурденко

Email: MAR-Y-ANA@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4880-6751

к.б.н.

Россия, Воронеж

Николай Николаевич Ильинских

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: nauka-tomsk@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1014-1096

д.б.н., профессор

Россия, Томск

Екатерина Николаевна Ильинских

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: infconf2009@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7646-6905

д.м.н., доцент

Россия, Томск

Анастасия Олеговна Лантушенко

Севастопольский государственный университет

Email: lantushenko@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3614-9387

к.ф.-м.н., доцент

Россия, Севастополь

Ольга Сергеевна Корнеева

Воронежский государственный университет инженерных технологий

Email: korneeva-olgas@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2863-0771

д.б.н., профессор

Россия, Воронеж

Татьяна Валерьевна Зуевская

Ханты-Мансийская государственная медицинская академия

Email: z-alnair@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9315-1320

д.м.н., доцент

Россия, Ханты-Мансийск

Анна Викторовна Ларина

Воронежский государственный университет

Email: larina.anyuta2010@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5389-9580

ассистент

Россия, Воронеж

Евгения Николаевна Шипилова

Воронежский государственный университет инженерных технологий

Email: esipilova1505@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5954-7447

студент

Россия, Воронеж

Валентина Александровна Гаврилова

Севастопольский государственный университет

Email: havrilovavalentina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3410-6535

студент

Россия, Севастополь

Денис Юрьевич Баранов

Севастопольский государственный университет

Email: Baranov663@scientifictext.ru
ORCID iD: 0009-0001-1260-1028

студент

Россия, Севастополь

Ирина Викторовна Дегтяр

Севастопольский государственный университет

Email: skuratovskaya95@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3797-7360

ассистент

Россия, Севастополь

Список литературы

  1. Чижевский А.Л. Земля и Космос. Земное эхо космических бурь. 3-е изд. [интернет]. Москва : Академический Проект, 2020. Дата обращения: 08.08.2023. Доступ по ссылке: https://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785829133818.html
  2. Мирошниченко Л.И. Солнечные космические лучи: 75 лет исследований // Успехи физических наук. 2018. Т. 188, № 4. С. 345–376. doi: 10.3367/UFNr.2017.03.038091
  3. Ozheredov V.A., Breus T.K., Zeleny L.M. Connection between the Intellectual Excitability of Internet Users and Increases in Solar Activity // Izv Atmos Ocean Phys. 2020. Vol. 56. P. 1346–1358. doi: 10.1134/S0001433820110067
  4. Гурфинкель Ю.И., Ожередов В.А., Бреус Т.К., Сасонко М.Л. Влияние космической и земной погоды на показатели жесткости артерий и функцию эндотелия человека // Биофизика. 2018. Т. 63, № 2. С. 402–411. doi: 10.1134/S0006350918020094
  5. Эфендиева Л.Г., Азизов В.А., Етирмишли Г.Д. Влияние геофизических параметров на организм человека // Медицинские новости. 2020. № 1. С. 43–47.
  6. Григорьев П.Е., Владимирский Б.М., Лускова Ю.С. Особенности военной и экономической динамики в Cредние века и раннее Новое время в зависимости от космической погоды. Часть 1 // Пространство и Время. 2018. № 1-2. С. 289–294. doi: 10.24411/2226-7271-2018-11094
  7. Григорьев П.Е., Афанасьева Н.А., Вайсерман А.М. Солнечная активность как фактор риска возникновения синдрома Дауна // Экология человека. 2009. № 11. С. 8–11.
  8. Олисова О.Ю., Владимирова Е.В., Бабушкин А.М. Кожа и Солнце // Российский журнал кожных и венерических болезней. 2012. № 6. С. 57–62. doi: 10.17816/dv36783
  9. Калаев В.Н., Нечаева М.С., Калаева Е.А. Микроядерный тест буккального эпителия ротовой полости человека: монография. Воронеж : Издательский дом ВГУ, 2016. 136 с.
  10. Мохов И.И., Тимажев А.В. Вертикальная температурная стратификация атмосферы в зависимости от продолжительности годового цикла инсоляции по расчетам с климатической моделью общей циркуляции // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2020. Т. 494, № 2. С. 48–52. doi: 10.31857/S2686739720100072
  11. Юрченко В.В., Ингель Ф.И., Малышева А.Г., и др. Влияние состава загрязнения атмосферного воздуха на генотоксические эффекты в эпителиоцитах щеки детей // Гигиена и санитария. 2022. Т. 101, № 2. С. 201–210. doi: 10.47470/0016-9900-2022-101-2-201-210
  12. Vargas V.M.F., da Silva Júnior F.M.R., Silva Pereira T.D., et al. A comprehensive overview of genotoxicity and mutagenicity associated with outdoor air pollution exposure in Brazil // J Toxicol Environ Health B Crit Rev. 2023. V. 26, N 3. P. 172–199. doi: 10.1080/10937404.2023.2175092
  13. Карта России с городами и регионами [карта]. Дата обращения: 23.06.2023. Доступ по ссылке: https://yandex.ru/maps/225/russia/
  14. Экологический рейтинг субъектов Российской федерации. Итоги осень 2017 г. Дата обращения: 23.06.2023. Доступ по ссылке: https://www.greenpatrol.ru/sites/default/files/prilozhenie_1._osen_2017.docx
  15. Боровик А.В., Мордвинов А.В., Голубева Е.М., Жданов А.А. Реструктуризация магнитных полей Солнца и центры вспышечной активности в цикле 24 // Астрономический журнал. 2020. Т. 97, № 6. С. 521–528. doi: 10.31857/S0004629920070014 https://xras.ru/xras_laboratory.html [интернет]. ИКИ РАН и ИСЗФ СО РАН. Лаборатория рентгеновской астрономии Солнца ФИАН [дата обращения: 23.06.2023]. Доступ по ссылке: https://xras.ru/xras_laboratory.html
  16. Соболева Н.А., Калаев В.Н., Нечаева М.С., Калаева Е.А. Определение минимального количества анализируемых буккальных эпителиоцитов на препарате при проведении микроядерного теста. // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2016. № 3. С. 80–84.
  17. Кулаичев А.П. Методы и средства комплексного анализа данных. Москва : ФОРУМ—ИНФРА-М, 2006. 512 c.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Частота встречаемости клеток с аномалиями ядра в буккальных эпителиоцитах испытуемых (‰) в зависимости от города проживания и сезона года. Обозначения: а — различие с частотой встречаемости клеток с нарушениями, возникшими при С-вспышке, статистически значимо (р <0,001); б — различие с частотой встречаемости клеток с нарушениями, возникшими при М-вспышке, статистически значимо (р <0,001); в — различие с частотой встречаемости клеток с нарушениями, возникшими при С-вспышке, статистически значимо (р <0,01); г — различие с частотой встре- чаемости клеток с нарушениями, возникшими при С-вспышке, статистически значимо (р <0,05).

Скачать (416KB)
3. Рис. 2. Частота встречаемости клеток с различными аномалиями ядра в буккальных эпителиоцитах испытуемых (‰) в зависимости от города проживания и сезона года. Обозначения: а — различие с частотой встречаемости клеток с нарушениями, возникшими при С-вспышке, статистически значимо (р <0,001); б — различие с частотой встречаемости клеток с нарушениями, возникшими при М-вспышке, статистически значимо (р <0,001); в — различие с частотой встречаемости клеток с нарушениями, возникшими при С-вспышке, статистически значимо (р <0,05).

Скачать (84KB)
4. Рис. 3. Зависимость количества клеток с микроядрами (‰) от дня взятия пробы в С-вспышке. Обозначения: а — различие с частотой встречаемости клеток с нарушениями спустя 10 дней после воздействия вспышки статистически значимо (р <0,05).

Скачать (101KB)
5. Рис. 4. Зависимость количества клеток с микроядрами (‰) от дня взятия пробы в М-вспышке.

Скачать (91KB)
6. Рис. 5. Зависимость количества клеток с микроядрами (‰) от дня взятия пробы в Х-вспышке.

Скачать (90KB)
7. Рис. 6. Зависимость количества клеток с протрузиями типа «разбитое яйцо» (‰) от дня взятия пробы в С-вспышке. Обозначения: б — различие с частотой встречаемости клеток с нарушениями спустя 7 дней после воздействия вспышки статистически значимо (р <0,05).

Скачать (113KB)
8. Рис. 7. Зависимость количества клеток с протрузиями типа «разбитое яйцо» (‰) от дня взятия пробы в М-вспышке.

Скачать (99KB)
9. Рис. 8. Зависимость количества клеток с протрузиями типа «разбитое яйцо» (‰) от дня взятия пробы в Х-вспышке.

Скачать (97KB)
10. Рис. 9. Зависимость количества клеток с перинуклеарными вакуолями (‰) от дня взятия пробы в С-вспышке. Обозначения: а — различие с частотой встречаемости клеток с нарушениями спустя 10 дней после воздействия вспышки достоверно (р <0,05); б — различие с частотой встречаемости клеток с нарушениями спустя 7 дней после воздействия вспышки достоверно (р <0,05); в — различие с частотой встречаемости клеток с нарушениями спустя 10 дней после воздействия вспышки достоверно (р <0,01).

Скачать (119KB)
11. Рис. 10. Зависимость количества клеток с перинуклеарными вакуолями (‰) от дня взятия пробы в М-вспышке.

Скачать (102KB)
12. Рис. 11. Зависимость количества клеток с перинуклеарными вакуолями (‰) от дня взятия пробы в Х-вспышке. Обозначение: г — различие с частотой встречаемости клеток с нарушениями спустя 17 дней после воздействия вспышки достоверно (р <0,01).

Скачать (99KB)

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».