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

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).