Цитогенетические последствия воздействия угольной пыли на мышей в условиях эксперимента

Ранее проведенными исследованиями было установлено, что вытяжки угольной пыли полученные из некоторых углей шахт юга Кузбасса обладают в условиях культур клеток выраженным мутагенным действием, а у шахтеров наблюдается повышенный уровень цитогенетических нарушений (А.В.Махалин с соавт., 2007). В связи с этим закономерно экспериментальное исследование, проведенное нами на животных.

кариопатологический мышь ингаляция угольный Кариопатологические последствия изучены в эпителиальных клетках легких у мышей, которым на протяжении 30 дней проводили ингаляцию угольной пыли по методу предложенному А. В. Колосовым с соавт. (2004) (табл.1). Мышам ингаляционно было введено на протяжении 30 дней 100 мг угольной пыли. Для получения вытяжек уголь дробили ультразвуковым аппаратом «Saks-mobil» до частиц размером 10 микрон. Уголь был получен из нижних горизонтов шахты «Распадская» г. Междуреченска. Забой проводили через 2, 5 и 30 сут после окончания ингаляции. Приготовление препаратов для анализа проводили по методу P. S.Smith et al (1996) для электронно-микроскопического анализа и A.R.Mooorhead et al. (1994) для светооптического анализа. В каждом варианте опыта и в интактном контроле использовано по 6 -10 животных.

Электронно-микроскопические исследования показали, что в клетках эпителия легких при введении угольной пыли через 2 сут отмечается стимуляция большей части эпителиоцитов. Клетки увеличиваются в размерах, при этом ядро из округлой часто становится неправильной лопастной формы, хроматин разрыхляется в центральной зоне ядра, оставаясь уплотненным по периферии.

При этом конденсированный хроматин локализуется в виде крупных структур около ядерной оболочки, кроме того, из ядрышка исчезает гранулярный компонент и оно приобретает фибриллярную структуру. Наблюдение, проведенное через 5 сут после введения угольной пыли, свидетельствует, что у мышей в эпителиоцитах легких происходит дальнейшее изменение структуры ядер, они становятся мелкогранулярными с равномерным распределением конденсированного хроматина в ядре. Слабая конденсация отмечается только по периферии ядра. В ряде случаев зарегистрировано скопление частиц угля в цитоплазме и ядре клеток, в этих местах наблюдается появление лопастных выростов с «отшнуровкой» участков ядра, в виде микроядер, в которых иногда локализовались частицы угольной пыли. Отмечено, что под влиянием угольной пыли образуются двуядерные клетки и клетки — симпласты, а также происходит пикноз части ядер и их распад. Через 10 сут в клетках содержащих частицы угольной пыли наблюдается деструкция ядер клеток тимуса с экструзией ядерного материала, сопровождающаяся нарушениями центриолярного аппарата и микрофиламентов цитоскелета .

Светооптический микроскопический анализ клеток тимуса свидетельствует, что ингаляция угольной пыли мышам вызывает значительные изменения в протекании митоза в эпителиоцитах легких. Если в контроле из 1000 проанализированных митозов в 9 случаях обнаружены отклонения от нормы (в основном отставания хромосом и мосты), что составляет 0,9±0,2%, то через 2 сут — в 75 (7,5±0,6%), через 5 сут — в 74 (7,4±0,5%), через 30 сут — в 37 (3,7±0,6%); во всех случаях Р <0,01. Угольная пыль индуцировала увеличение числа клеток с отставаниями хромосом, многогрупповыми метафазами, многополюсными митозами. Ингаляция мышам угольной пыли вызываетрезкое увеличение числа делящихся клеток в тимусе (P<0,01).

Если у интактных животных митотический индекс был равен 3,3±0,6‰, то через 2 сут — 9,6±0,9‰, через 5 сут — 7,8±0,4‰ и (во всех случаях Р<0,01) через 30 сут — 6,8±0,8‰ (P<0,05). Как видно из приведенных данных, даже через 30 сут после ингаляции митотическая активность у экспериментальных животных была значительно выше интактного уровня. Соотношение фаз митоза при ингаляции существенно не менялось.

Полученные данные цитогенетического исследования свидетельствуют о том, что угольная пыль индуцирует в эпителиоцитах мышей значительные цитогенетические нарушения. Если у интактных мышей частота клеток с цитогенетическими нарушениями составила 6,1±1,0%, то через 2 сут после ингаляции — 34,7±2,4%, через 5 сут — 15,2±2,1% (в обоих случаях Р0,05).