Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Действие радиоактивного загрязнения на природные популяции растений и животных бывшего Семипалатинского испытательного полигона

В статье обсуждено действие радиоактивного загрязнения на природные популяции растений и животных бывшего Семипалатинского испытательного полигона. Для решения комплекса задач данной работы исследования проводили на природных популяциях растений и животных бывшего Семипалатинского испытательного полигона. Объектами цитогенетических исследований служили семена дикорастущих видов растений: житняк (Agropyron cristatum L.), типчак (Festica valesiace Cand.), ковыль сарептский (Stipa sareptana Beck.) и полынь тонковатая (Artemisia gracilescens Krash.), мышевидные грызуны трех видов: Большой тушканчик (Allactaga major Kerr.), Тушканчик прыгун (Allactaga saltator Eversm.) и Краснощекий суслик (Citellus eritrogenus Brandt.). Отмечено, что в природных популяциях растений, произрастающих на радиоактивно-загрязненных участках бывшего СИП, обнаружена повышенная частота цитогенетических нарушений: превышение выхода индуцированных хромосомных мутаций по сравнению с контролем составило более 3 раз, в природных популяциях мышевидных грызунов уровень генетических нарушений в половых и соматических клетках животных значительно (от 2 до 9,2 раза) превысил контрольный уровень. 

В настоящее время особую актуальность приобретают проблемы генетических последствий ра­диоактивного загрязнения окружающей среды для природных популяций организмов. Это связано с реально существующими ситуациями облучения природных сообществ в местах проведения ядерных испытаний [1-4] и в зоне влияния уранодобывающих промышленных предприятий Республики Ка­захстан [5-8].

При рассмотрении эффектов действия радиации на живые организмы необходимо учитывать, что субъектом эволюционного процесса служит не особь, а популяция. Генетические свойства попу­ляции неизмеримо превосходят наследственные потенции отдельных особей. Основной особен­ностью действия радиации на живые организмы является ее способность вызывать глубокие измене­ния в наследственном материале, нарушающие нормальную организацию организма. Такие измене­ния, будучи переданными последующим поколениям, могут внести существенный вклад в микроэво­люционные процессы [9]. Причем всестороннее изучение влияния повышенного уровня ионизирую­щих излучений на популяции растений и животных является необходимым условием для решения вопроса об отдаленных генетических последствиях воздействия ионизирующих излучений на при­родные сообщества [10]. Полученные результаты при исследовании растений и животных позволяют косвенно оценить риск проявления дефектов у человека [11]. Изучение реакции популяции организ­мов, находящихся в естественной среде обитания, на хроническое действие ионизирующей радиации представляет несомненный интерес и в плане экологического нормирования содержания искусствен­ных радионуклидов во внешней среде. Такого рода нормативы наряду с радиационно-гигиениче-скими показателями важны при регламентации использования ядерной энергетики в мирных целях.

Материалы и методы исследования

Для решения комплекса задач данной работы исследования проводили на природных популяци­ях растений и животных бывшего Семипалатинского испытательного полигона (СИП).

Объектами цитогенетических исследований служили семена дикорастущих видов растений: житняк (Agropyron cristatum L.), типчак (Festica valesiace Cand.), ковыль сарептский (Stipa sareptana Beck.) и полынь тонковатая (Artemisia gracilescens Krash.), собранные на участках с разными уровня­ми радиоактивного загрязнения на территории урочища «Балапан». Мощность эквивалентной дозы гамма-излучений (МЭД) на участках сбора семян составляла 0,16-31,7 мкЗв/ч. Семена каждого из этих видов были собраны в отдельности на трех уровнях радиоактивного загрязнения территории: I — сильное радиоактивное загрязнение (МЭД 15-31,7 мкЗв/ч); II — среднее радиоактивное загряз­нение (МЭД 0,8-10 мкЗв/ч); III — слабое радиоактивное загрязнение (МЭД 0,15-0,30 мкЗв/ч). Для контроля (IV) семена исследуемых видов растений собраны за пределами территории полигона (пос. Чайковка) при МЭД в пределах 0,12-0,20 мкЗв/ч. В зависимости от объекта подбирали условие проращивания семян и способ фиксации и окрашивания меристемных корешков растений. Цитогене-тический анализ проводили общепринятыми методами [12]. При анализе учитывали такие аномалии, как хроматидные фрагменты (f) и мосты (m'), хромосомные фрагменты (/") и мосты (m"), а также от­ставшие хромосомы, крупные микроядра и несинхронность деления (g).

Наряду с растениями наиболее удобными тест-объектами для подобного рода исследований яв­ляются мышевидные грызуны, которые на протяжении всей жизни непосредственно контактируют с почвой и растениями, содержащими радионуклиды, выпавшие в результате ядерных испытаний. Анализ совокупности нарушений в половых и соматических клетках грызунов дает достоверную кар­тину состояния генетической структуры популяции. Объектом исследований служили мышевидные грызуны трех видов: Большой тушканчик (Allactaga major Kerr.), Тушканчик-прыгун (Allactaga saltator Eversm.) и Краснощекий суслик (Citellus eritrogenus Brandt.), постоянно обитающие на терри­тории площадки «Балапан», где МЭД гамма-излучений составляет 0,16-8,1 мкЗв/ч; на отвалах «Атомного озера» на площадке «Балапан» — МЭД гамма-излучений составляет 9,0-18,6 мкЗв/ч и выше. Контрольные животные отловлены за пределами площадки «Балапан» с фоновым уровнем ра­диоактивного загрязнения: МЭД гамма-излучений < 0,33 мкЗв/ч. В работе представлены результаты двух экспресс-методов учета генетических нарушений в половых и соматических клетках: подсчет аномальных головок спермиев (АГС) и микроядерный тест — цитогенетический анализ эритроцитов периферической крови у животных.

Анализ аномальных головок спермиев позволяет учесть генные мутации в половых клетках, от­ветственные за возникновение морфологически атипичных спермиев [13]. У самцов мышевидных грызунов после умерщвления вскрывали и выделяли гонады, отделяли каудальные части эпидидими-сы, помещали в физиологический раствор. Эпидидимисы измельчали и содержимое фильтровали че­рез капроновую сетку, в осадок добавляли 1 %-ный водный раствор эозин-Na и спустя 30 минут гото­вили мазки на предметном стекле, высушивали на воздухе, покрывали покровными стеклами с ка­надским бальзамом. От каждого самца приготовлено не менее 15 препаратов и проанализировано не менее 2000 спермиев. К аномальным спермиям отнесены спермы с деформированной акросомой, с различными нарушениями формы головок сперматозоида: а) бананообразной головкой; b) аморфной головкой; с) закрученный сам на себя; d) с двумя хвостами и прочие сложные изменения [14]. Под­робное описание классификации наблюдаемых типов аномальных головок спермиев приведены в ра­ботах W.R.Bruce, R.Furrerk, A.J.Wyrobek [15] и A.J.Wyrobek, W.R.Bruce [16].

Материалом для микроядерного анализа эритроцитов служила периферическая кровь животных, взятая из ушных вен мышевидных грызунов, отловленных на площадке «Балапан» с уровнем радио­активного загрязнения: МЭД гамма-излучений 0,46-3,10 мкЗв/ч; бета-излучение в пределах 28,20­270,01 част/(мин-см2), контрольные животные отловлены на участках с фоновым уровнем: МЭД гам­ма-излучений — 0,13-0,15 мкЗв/ч; бета-излучение < 12,0 част/(мин-см2). В экспериментах использо­ваны по 6 особей каждого вида животных. С каждого животного приготовлено не менее 15 препара­тов, а в каждом препарате проанализировано не менее 500 эритроцитов, отмечено число клеток с микроядрами.

Статистическая обработка полученных результатов произведена по общепринятым методам биометрии [17-18].

Результаты и обсуждение

Нами получены данные о частоте и спектре аберрантных анафазных клеток у исследованных ви­дов растений в зависимости от уровня радиоактивного загрязнения в местах их произрастания (табл. 1).

Сопоставление полученных данных свидетельствует о существовании определенной закономер­ности мутационной изменчивости в хронически облучаемых популяциях в зависимости от видового различия растений и уровня радиоактивного загрязнения территории. Повышенная частота генетиче­ских изменений обнаружена у трех видов: Stipa sareptana Beck, Agropyron cristatum L. и Festuca vale-siace Cand. Так, у Stipa sareptana Beck частота анафазных клеток с аберрациями хромосом на загряз­ненных радионуклидами участках составляет в пределах 6,51±0,90 % - 8,02±1,50 %, при контрольном варианте 1,20±0,60 %. У Agropyron cristatum L. и Festuca valesiace Cand. частота поврежденных ана­фаз при высоком уровне загрязнения составляла соответственно 6,00±1,05 % и 5,62±1,20 %, при среднем уровне загрязнения равнялась соответственно 3,94±0,92 % и 4,15±0,85 %, что означает до­стоверное превышение выхода индуцированных мутаций по сравнению с контролем более чем в 3 раза.

Частота и спектр хромосомных аберраций в митотических клетках корешков различных видов растений 

При анализе генетических последствий воздействия радиоактивного загрязнения на природные популяции растений следует учитывать и тот факт, что кроме мутагенного действия ионизирующие излучения в популяциях индуцируют также процессы адаптации, которые, возможно, являются ре­зультатом длительного отбора в облучаемой популяции радиорезистентных форм, возникших спон­танно или в результате хронического облучения. При этом возрастание радиоустойчивости сопрово­ждается снижением уровня индуцированных структурных мутаций хромосом, что ранее было пока­зано на примере отдельных травянистых растений, произрастающих в течение нескольких лет в усло­виях хронического облучения [19]. В наших исследованиях аналогичные результаты получены у по­пуляций Artemisia gracilescens, произрастающих на территории урочища «Балапан»: частота струк­турных мутаций хромосом, индуцированных у данного вида при разных уровнях радиоактивного за­грязнения, существенно не различалась и составляла 2,70±0,75 % и 2,84±1,20 %, при контрольном уровне — 0,74±0,18 %. В отношении указанных структурных повреждений хромосом облучаемой популяции растений можно допустить, что отдельная их часть, не связанная с потерями генетическо­го материала, передается потомству и накапливается в виде генетического груза, ослабляя популя­ции, хотя особо негативно не влияет на жизнеспособность популяции в обычных условиях, но может оказывать отрицательное влияние при резком ухудшении условий произрастания растений.

В таблице 2 представлены результаты исследований по частоте и спектру аномальных головок сперматозоидов мышевидных грызунов. Анализ данных показывает, что у самцов Allactaga major, отловленных на участках с фоновым уровнем загрязнения частота аномальных сперматозоидов со­ставляет 6,76±1,25 %, тогда как у самцов этого вида тушканчиков, отловленных на радиоактивно за­грязненных участках, обнаружено повышенное количество сперматозоидов — от 30,16±2,91 % до 51,53±5,05 %, что превышает контрольный уровень в 4,5-7,6 раза. Это большая величина, которая может вызвать опасения сохранения генофонда большого тушканчика на данной территории. Экспе­рименты, проведенные на самцах Allactaga saltator и Citellus erytrogenus, также показали значитель­ное повышение количества аномальных сперматозоидов у этих животных, постоянно обитающих на радиоактивно загрязненных участках урочища «Балапан». Превышение контрольного уровня состав­ляет соответственно 5,02-9,2 и 3,24-6,6 раза.

Частота аномальных спермиев у самцов мышевидных грызунов, обитающих на площадке «Балапан»

Анализ литературных источников по действию ионизирующих излучений на репродуктивную функцию самцов показал, что мужские половые клетки являются высоко радиочувствительными [20-21]. Показано, что хроническое облучение самцов разных видов животных в малых и средних дозах об­лучения оказывает угнетающее действие на гонады, выражающиеся снижением массы яичников, по­давлением в развитии потомства в последующих поколениях. В отдаленные сроки в гонадах возмож­но развитие опухолей, генетических повреждений и необратимых структурных нарушений [22].

Нарушения в сперматогенезе, приводящие к образованию атипичных сперматозоидов, обычно связывают с генетическими повреждениями при митотических и мейотических делениях мужских половых клеток: полиморфизм по морфологии сперматозоидов находится под полигенным контро­лем многочисленных идентифицированных аутосомных и связанных с полом генов. Кроме того, все мутагены, в том числе ионизирующее излучение, индуцирующие наследственные повреждения, уси­ливают атипичный сперматогенез и нарушения морфологии сперматозоидов у самцов, могут переда­ваться их сыновьям, т.е. наследоваться [11].


Результаты цитогенетического анализа эритроцитов периферической крови опытных и кон­трольных животных представлены на рисунке. Показано, что в эритроцитах Allactaga major, отлов­ленных на радиоактивно-загрязненных участках обследуемой территории, уровень цитогенетических нарушений составил 4,72±0,65%о, тогда как в контрольном варианте этот показатель равнялся 1,40±0,26%о. У Allactaga saltator и Citellus erytrogenus, обитающих на загрязненных участках урочища «Балапан», также обнаружено повышенное количество эритроцитов с микроядрами, равное соответ­ственно 3,15±0,71%о и 2,84±0,82%о, что превышает контрольный уровень в 2,1-2,7 раза.

Количество микроядер в эритроцитах мышевидных грызунов

Безусловно, исследованные нами популяции организмов являются поколениями растений и жи­вотных, испытавших острое радиационное воздействие в период проведения ядерных испытаний и в дальнейшем в течение многих поколений (более 40 лет) подвергавшихся хроническому облучению. Обнаруженные нами генетические эффекты свидетельствуют об усилении микроэволюционных про­цессов в природных сообществах под воздействием ионизирующих излучений, проявляющихся в по­вышенной частоте цитогенетических нарушений.

Выводы

  1. В природных популяциях растений, произрастающих на радиоактивно-загрязненных участках технической площадки «Балапан» бывшего СИП, обнаружена повышенная частота цитогенетических нарушений: превышение выхода индуцированных хромосомных мутаций по сравнению с контролем более чем в 3 раза.
  2. В природных популяциях мышевидных грызунов, обитающих на радиоактивно-загрязненных территориях урочища «Балапан» бывшего СИП, уровень генетических нарушений в половых и сома­тических клетках животных значительно (от 2 до 9,2 раза) превышает контрольный уровень.

 

 

Список литературы

  1. Дубасов Ю.В. Современная радиационная обстановка на бывшем Семипалатинском полигоне и вокруг него. Некото­рые контрольно-методические исследования 1994 г. // Радиохимия. — 1997. — Т. 39. — Вып. 1. — С. 80-88.
  2. Сейсебаев А.Т., Смагулов С.Г. и др. Современные проблемы радиоэкологии бывшего Семипалатинского испытатель­ного полигона. — Павлодар, 1997. — 21 с.
  3. Логачев В.А., Логачева Л.А., Бежина Л.Н. Оценка степени влияния на здоровье населения ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне по результатам анализа архивных материалов // Семипалатинский испытательный полигон. Радиационное наследие и проблемы нераспространения: Материалы II междунар. науч.-практ. конф. — Курчатов, 6-8 сен­тября 2005 г. — Курчатов, 2005. — Т. 2. — С. 110-118.
  4. Субботин С.Б., Лукашенко С.Н., Бахтин Л.В. Характер и уровни радиоактивного загрязнения водной среды СИП // Семипалатинский испытательный полигон. Радиационное наследие и проблемы нераспространения: Материалы III между-нар. науч.-практ. конф. — Ин-т радиационной безопасности и экологии НЯЦ РК. 6-8 октября 2008 г. — Курчатов, —С. 34-36.
  5. K., Seisebaev A.T. Problems of the complex assessment of radiobioecological situation and Public Health in ura­nium-extraction regions of Kazakhstan // Радиационная биология, Радиоэкология. — 2002. — Т. 42. — № 6. — С. 750-753.
  6. Казымбет П.К., Белоног А.А. и др. Комплексное радиоэкологическое исследование уранодобывающих территорий и близлежащих населенных пунктов Северного Казахстана // Медико-биологические и экологические проблемы в уранодо-бывающих регионах: Материалы II междунар. науч.-практ. конф. // Астана медициналық журналы. Спецвыпуск. —2005. — № 3. — С. 61-65.
  7. Казымбет П.К., Бахтин М.М., Имашева Б.С. Радиационная обстановка некоторых уранодобывающих регионов Се­верного Казахстана // Вестник КазНУ. Сер. экологич. — 2006. — № 1. — С. 30-35.
  8. Бахтин М.М. Содержание и распределение естественных радионуклидов и тяжелых металлов в тканях рыб, оби­тающих в открытых водоемах вблизи уранодобывающих предприятий Акмолинской области // Вестник науки Казахского государственного агротехнического университета им.С.Сейфуллина. — Астана, 2007. — № 3. — С. 172-178.
  9. Дубинин Н.П. Общая генетика. — М.: Наука, 1976. — 572 с.
  10. Абрамов А. И., Шевченко В.А. Генетические последствия хронического действия ионизирующих излучений на попу­ляции // Радиационный мутагенез и его роль в эволюции и селекции. — М.: Наука, 1987. — С. 83-109.
  11. Шумный В.К., Дыгало Н.Н., Осадчук А.В. и др. Генетические эффекты радиационного и других антропогенных за­грязнений на животных и растения Алтая // Вестник научной программы «Семипалатинский полигон-Алтай». — 1994. —№ 3. — С. 48-62.
  12. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. — М.: Агроиздат, 1988. — 271 с.
  13. Рябоконь Н. И. Генетический мониторинг мышевидных грызунов из загрязненных радионуклидами районов Белару­си: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. — Минск, 1999. — 22 с.
  14. Soares E.R., Sheriden W., Segall M. Increased frequencies of aberrant sperm as indicators of mutagenic damage in mice // Mutation Research. — 1979. — 64. — № 1. — Р. 27-35.
  15. Bruce W.R., Furrerk R., Wyrobek A.J. Abnormalities in the shape of murine sperm after testicular X-irradiation // Mut. Res.------ Vol. 23. — № 3. — Р. 381-390.
  16. Wyrobek A.J., Bruce W.R. Chemical induction of sperm abnormalities in mice // Proc. Nati. Acad. Sci. (MSA). — 1975. — 71. — № 11. — P. 4425-4429.
  17. Рокицкий П.Ф. Биологическая статистика. — Минск: Вышэйш. шк., 1967. — 328 с.
  18. Лакин Г.Ф. Биометрия. — М.: Высш. шк., 1990. — 352 с.
  19. Шевченко В.А. Интегральная оценка генетических последствий действия ионизирующих излучений // Радиационная биология. Радиоэкология. — 1997. — Т. 34. — Вып. 4. — С. 569-576.
  20. Верховская И.Н., Маелова К.И., Маелов В.И. Действие малых доз радиации и инкорпорированных естественно-радиоактивных элементов на сперматогенез полевок экономок в природных условиях // Радиобиология. — 1965. — Т. — Вып. 5. — С. 720-729.
  21. Кондратенко В.Г. Действие малых доз радиации на репродуктивную систему самцов млекопитающих // Радиацион­ная биология. Информационный бюллетень. — 1976. — Вып. 19. — С. 10-15.
  22. Лягинская А.М. Актуальные вопросы действия радиоактивных веществ на гонады // 1 Всесоюз. Радиобиологический съезд. Москва, 21-27 августа 1989 г.: Тезисы докл. — Пущино, 1989. — С. 967-968.

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.