Алтаева НҰрсҰлу Закирияевна Ақмола облысының уран өндіретін өңірлерінде тіршілік ететін тышқан тәріздес кемірушілерді цитогенетикалық зерттеу

Екі түрге жататын бақылау және тәжірибе топтарының 40 тышқан тәріздес кемірушілердің метафазалық жасушаларындағы хромосомалардың сандық және сапалық өзгергіштігі анықталды. Бұлардан барлығы 3381 метафазалық жасушалар цитогенетикалық талдаудан өтті. Олардың 1784 метафазалық пластинкалары үлкен тышқандардікі де, ал қалғаны 1597 жасуша секіргіш-тышқандардікі (кесте 4).

Үлкен тышқанның гиподиплоидты хромосомаларының жиынтығы бар жасушалардың деңгейін бақылау және тәжірибе топтарында салыстырғанда, радиация деңгейі қалыпты мөлшерден бірнеше есе артық жерлерден ұсталған тәжірибе тобындағы кемірушілердің гемопоэтикалық тіндерінде осындай жасушалардың мөлшері бақылау тобынан 1,8 есе жоғары болатыны анықталды (сәйкесінше 10,81±0,82% және 5,84±0,52%).

Тышқандардың осы түріндегі (Allactaga major Kern.) тәжірибелік топтағы гипердиплоидты хромосомалық жиынтығы бар жасушалардың мөлшері 2,11±0,57% болса, ал бақылау тобындағы бұл цитогенетикалық көрсеткіш тек қана 0,60±0,17% болып, тәжірибелік топта 3,5 есе жоғары болды. Бұрынғы жұмыстарда [Бородкин П.А., Сусликов В.И., Башлыкова Л.А., 1988] радиоактивті-ластанған аймақтарда мекендейтін тышқандарда гиподиплоидты жасушалардың жиілігі жоғары болғандығы көрсетілген.

Секіргіш тышқанның ұқсас цитогенетикалық көрсеткіштеріне талдау жасағанда да, тәжірибелік топтың тышқандарының қан жасаушы тіндерінде гиподиплоидты және гипердиплоидты жасушалардың кездесу жиілігі бақылау топтарынан жоғары болатыны анықталады. Осындай дәйекті және дәлелді түрдегі хромосомалардың сандарының ауытқушылығы гипердиплоидты жасушалардың мөлшерін бақылау және тәжірибе топтарында салыстырғанда айқын көрінеді. Мысалы, бақылау тобында зерттелген 415 жасушаның тек қана 4 інде (немесе 0,93±0,61%) гипердиплоидты хромосомалар жиынтығы анықталса, бұл цитогенетикалық көрсеткіш тәжірибе тобында 3,84±0,60% дейін немесе 4,1 есе көбейген.
Кесте 4 - Цитогенетикалық зерттелген үлкен тышқандар (Allactaga major Kern. А.m.) мен секіргіш тышқандардың (Allactaga saltator Eversman.-A.s.) сүйек миы тіндеріндегі гиподиплоидты және гипердиплоидты (анеуплоидты) хромосомалар жиынтығы бар жасушалардың мөлшері

Ал, тәжірибе тобындағы секіргіш – тышқандардың сүйек миы тінінде гиподиплоидты жасушалардың өзгеру деңгейі бақылау тобына қарағанда тек қана 1,7 есе жоғары болды (сәйкесінше 12,26±0,98% және 7,28±0,67 %).

Сонымен тышқан тәріздес кемірушілердің екі түрінің бақылау және тәжірибелік топтарының гемопоэтикалық тіндеріндегі гипердиплоидты жасушалардың тәжірибелік топта сәйкесінше 3,5 еседен 4,1 есеге дейін үлкен және секіргіш тышқандарда өзгеретіні, бұл жануарлардың ағзасына белгілі бір мөлшердегі радиациялық сәулелердің әсері болғанын дәйекті түрде көрсетеді.

Бұл екі цитогенетикалық көрсеткіштердің ішінен гипердиплоидты хромосомалар жиынтығы бар жасушалардың тәжірибелік топта еселеп артқанына ерекше назар аудару керек. Себебі, сүтқоректілердің радиациялық цитогенетикасы туралы келтірілген ғылыми мағлұматтарға сәйкес, осы әсердің айғақты дәлелі ретінде гипердиплоидты жасушалардың өсу деңгейін есепке алады.

Хромосомалары зерттелген тышқандардың түрлері мен олардың тәжірибе және бақылау топтарындағы полиплоидты жиынтығы бар жасушалар деңгейі 6 шы кестеде көрсетілген.

Үлкен тышқанның тәжірибе тобындағы жануарлардың гемопоэтикалық тіндерінде полиплоидты жасушалардың мөлшері 2,37±0,53%, ал бақылау тобында тек қана 0,18±0,05% болды, немесе тәжірибелік топтағы тышқандардың ағзасында полиплоидты жасушалардың кездесу жиілігі бақылау топтарындағы тышқандардан 13,2 есе жоғары болды (кесте 5).

Кесте 5 - Цитогенетикалық зерттелген үлкен тышқандар (Allactaga major Kern. A.m.) мен секіргіш тышқандардың (Allactaga saltator Eversman.-A.s.) сүйек миы ұлпаларындағы полиплоидты хромосомалар жиынтығы бар жасушалардың мөлшері

Секіргіш тышқандарда бұл цитогенетикалық көрсеткіштер мынадай болды. Тәжірибелік топтың 1182 метафазалық жасушаларының 60 жасушасында (4,24±0,75%) полиплоидты хромосомалар жиынтығы болса, ал бақылау тобында бұл цитогенетикалық көрсеткіштің деңгейі 0,66±0,19% (немесе 415 метафазалық жасушаның тек қана 3 жасушасы) болды. Басқаша айтқанда, тәжірибелік топтағы жануарлардың сүйек миы тінінде полиплоидты жасушалардың мөлшері бақылау тобымен салыстырғанда 6,4 есе жоғары болғаны анықталды.

Цитогенетикалық тұрғыдан зерттелген үлкен тышқан мен секіргіш тышқандардың бақылау топтарының жасушаларында хромосомалардың аберрациялары бар жасушалардың деңгейі сәйкесінше 0,60±0,19% және 1,22±0,37% болды (кесте 6).

Кесте 6 - Цитогенетикалық зерттелген үлкен тышқандар (Allactaga major Kern. A.m.) мен секіргіш тышқандардың (Allactaga saltator Eversman.-A.s.) сүйек миы тіндеріндегі хромосомалардың аберрациялары бар жасушалардың мөлшері

Үлкен тышқандардың тәжірибелік тобына жататын 15 жануарлардан зерттелген 1341 метафазалық жасушаларының ішінен 46 жасушада (немесе 3,39±0,60%) хромосомалардың аберрациялары анықталды. Басқаша айтқанда тәжірибелік топтағы үлкен тышқандардың гемопоэтикалық тіндерінде хромосомаларында аберрациялары бар жасушалардың саны бақылау тобындағы тышқандардан 6 есе артық болғанын атап өту керек.

Секіргіш тышқандардың тәжірибелік тобында да хромосомаларында аберрациялары бар жасушалардың саны бақылау тобының ұқсас цитогенетикалық сипаттамасынан 4 есе көп болды.

Бақылау және тәжірибе топтарындағы тышқандардың гемопоэтикалық тіндерінің сомалық жасушаларындағы цитогенетикалық тұрақсыздықтың деңгейі

Цитогенетикалық әдебиеттерде соңғы уақытта радиация деңгейі жоғары жерлерден зерттелген тышқан тәріздес кемірушілердің сомалық жасушаларына цитогенетикалық талдау жүргізгенде, олардың жасушаларындағы жалпы цитогенетикалық тұрақсыздықты да анықтайды.

Жоғарыда көрсетілген статистикалық цитогенетикалық мағлұматтарды бір кестеге жинақтағандағы алынатын нәтижелерге талдау жасалынды. Гиподиплоидты, гипердиплоидты, полиплоидты хромосомалар жиынтығы және хромосомаларында аберрациялары бар жасушалардың жалпы деңгейін (А) тек қана гипердиплоидты, полиплоидты хромосомалар жиынтығы және хромосомаларында аберрациялары бар жасушалармен (Б) салыстырып зерттегенде алынған нәтижелерді қарастырайық.

Тәжірибе тобындағы үлкен тышқандардың жалпы цитогенетикалық тұрақсыздық деңгейі (А) бақылау тобының ұқсас көрсеткішінен 2,4 есе жоғары болды (сәйкесінше 18,68 % және 7,92%). Осы цитогенетикалық көрсеткіш секіргіш тышқандардың тәжірибе тобында да, бақылау тобымен салыстырғанда 2,5 есе артық екендігі анықталды (24,97 % және 10,09 %) (7 кесте).

Гипердиплоидты, полиплоидты және хромосомаларында аберрациялары бар жасушалардың (Б) тәжірибе тобындағы салыстырмалы көрсеткіш бақылау тобына қарағанда жоғарғы деңгейменен сипатталды. Осы цитогенетикалық көрсеткіш үлкен тышқандардың тәжірибе топтарында 3,8 есе (сәйкесінше 7,87% және 2,08%), ал секіргіш тышқандардың тәжірибе тобында 4,5 есе (сәйкесінше 12,71% және 2,81%) бақылау топтарынан жоғары болатыны анықталды.

Осы алынған нәтижелердің негізінде, статистикалық цитогенетикалық мағлұматтардан тағы да мынадай тұжырымдама шығады. Үлкен тышқанның тәжірибе тобындағы цитогенетикалық тұрақсыздық деңгейі негізінен гипердиплоидты, полиплоидты және аберрантты жасушалардың санының көбеюіне байланысты болатыны анықталды. Үлкен тышқанның бақылау тобындағы цитогенетикалық тұрақсыздықтың тек қана 26,26% гипердиплоидты, полиплоидты және аберрантты жасушалардың үлесінде болып, ал қалған 73,74%-ы гиподиплоидты жасушалардың қатарына жататынын көрсетті Ал, үлкен тышқанның тәжірибе топтарындағы осы көрсеткіштер сәйкесінше 42,13% және 57,87% болды. Басқаша айтқанда, тәжірибе тобындағы тышқандардың сомалық жасушаларындағы цитогенетикалық тұрақсыздықтың мөлшері тек қана тышқандардың сүйек миы тіндеріндегі гипердиплоидты, полиплоидты және хромосомаларында аберрациялары бар жасушалардың көбеюімен байланысты болғанын айқын дәлелдейді.

Осындай статистикалық талдау секіргіш тышқанның тәжірибе және бақылау топтарымен де жүргізілді. Алынған цитогенетикалық нәтижелер үлкен тышқандарда анықталған мағлұматтармен ұқсас болды. Бақылау тобында цитогенетикалық тұрақсыздық (Б көрсеткіші) тек қана 27,85 % болып, жалпы цитогенетикалық тұрақсыздық (А көрсеткіші) 72,15% болды.

Ал тәжірибе тобындағы ұқсас цитогенетикалық көрсеткіштер сәйкесінше 50,09% және 49,91% болғаны анықталды. Демек, тәжірибе тобының тышқандарындағы цитогенетикалық тұрақсыздықтың мөлшері негізінен гипердиплоидты, полиплоидты және хромосомаларында аберрациялары бар жасушалардың гемопоэтикалық тіндерде радиациялық сәулелердің әсерінен көбейетінін көрсетті.

Тәжірибе тобына жататын секіргіш тышқандардың жасушаларындағы цитогенетикалық тұрақсыздықтың мөлшерлері үлкен тышқандардың тәжірибе тобынан жоғары болатыны анықталды. Мысалы, жалпы цитогенетикалық тұрақсыздық (А) секіргіш тышқанның тәжірибе тобында үлкен тышқанның тәжірибе тобынан 33,67% жоғары болса (сәйкесінше 24,97% және 18,68%), ал цитогенетикалық тұрақсыздықтың екінші көрсеткіштері (Б), салыстырылып отырған тышқан түрлерінде сәйкесінше 12,71% және 7,87% болып, немесе 61,50%-ға жоғары деңгейде болатынын дәлелдейді.

Антропогенді ластануды бағалау үшін негізгі мағлұматтарды беретін биоиндикаторлардың бірі, басқа цитогенетикалық әдістермен салыстырғанда тез мутагендік ластануды көрсететін микроядролық тест болып табылады. Техногенді ластанған аймақтарда жүргізілген жұмыстар бұл әдістің жылдам, әрі қымбат тұратын химиялық реактивтерді қажет етпейтіндігін көрсетті [Heddle J.A., Carrano A.V.,1977; Елисеева К.Г., Картель Н.А., Войтович А.М. и др., 1996; Ильинских Н.Н., 1997; Атаханова К.Я.,1997].

СТХК радиоактивті қалдықтарды сақтайтын қоймасының маңында мекендейтін Allactaga major Kern. эритроциттеріндегі микроядролардың кездесу жиілігі 2,6±0,6 ‰ болса, ал бақылау тобындағы жануарларда бұл көрсеткіш 1,2±0,4 ‰ (p<0,05) болды (3 сурет).

Сурет 3 – Тышқан тәріздес кемірушілердің эритроциттеріндегі микроядролардың кездесу жиілігі, ‰

Радиоактивті-ластанған жерлерде мекендейтін Allactaga saltator Eversman. эритроциттеріндегі микроядролардың кездесу жиілігі 3,7±1,1 ‰ болып, осы түрге жататын бақылау тобымен салыстырғанда сенімді түрде 2,6 есе жоғары болды (бақылау тобында бұл көрсеткіш- 1,4±0,5 ‰).

Иондық сәулелердің экологиялық салдарларын зерттеу стратегиясы табиғи популяциялар мен экожүйелерді генетикалық тұрғыда талдау процесін қамтиды. Радиоактивті-ластанған аймақтарда өсетін өсімдік және үнемі тіршілік ететін жануарлар популяцияларының генетикалық аппараттарында өзгеріс болуы мүмкін. Сондықтан да өсімдіктер мен жануарларда мутагенді факторлардан популяциялық деңгейде қалыптасатын микроэволюциялық процестерді зерттеу маңызды болып саналады [Жапбасов Р.Ж.,2006].

Ақмола облысының уран өндіретін өңірінде мекендейтін тышқандардың тіршілік ету ортасын радиоэкологиялық тұрғыда зерттеу барысында радиоактивті-ластанған жерлер анықталып, тышқандардың үнемі иондық радиация әсеріне ұшырайтындығы анықталды. Атап айтқанда, Степногор тау-химиялық комбинатының радиоактивті сақтайтын қоймасының маңында мекендейтін тышқандардың (Allactaga major Kern., Allactaga saltator Eversman.) бақылау тобының жануарлары мекендейтін жерлермен салыстырғанда гамма–сәулесінің эквивалентті дозасының қуаты 6 есеге дейін, бета-бөлшектерінің ағым тығыздығы 12-ден 15 есеге дейін жоғары болды. Тышқан тәріздес кемірушілер мекендейтін жерлерден алынған топырақ, су және өсімдік үлгілерінде ²³⁸U, ²²⁶Ra, ²³²Th және ²¹⁰Pb концентрациясы бақыланатын «таза» жерлермен салыстырғанда 2 еседен 52 есеге дейін жоғары болды.

Радиоактивті ластанған жерлерде мекендейтін Allactaga major Kern. үшін иондық сәулеленуден мүмкін болатын сіңірген доза мөлшері бақылау тобымен салыстырғанда 10 нан 12 есеге дейін жоғары болса, Allactaga saltator Eversman. үшін бұл көрсеткіш бақылау тобымен салыстырғанда 10-нан 19 есе жоғары болды.

Цитогенетикалық зерттеу нәтижесінде тұрақты төменгі деңгейдегі иондық радиацияның әсерінен тышқан тәріздес кемірушілерде мутациялық процестердің жоғары болатындығы айқындалды. Атап айтқанда, сүйек миындағы метафазалық жасушаларда спонтандық деңгеймен салыстырғанда гиподиплоидты және гипердиплоидты хромосомалар, полиплоидты және хромосомалық аберрациялар жиынтықтары бар жасушалардың кездесу жиілігі 1,8-тен 6,4 есеге дейін жоғары болды. Осындай нәтижелерге ұқсас мәліметтерді басқа зерттеушілерде радиоактивті-ластанған жерлерде мекендейтін тышқандардың сүйек кемігіндегі мутациялық процестерді бағалау барысында анықтаған [Померанцева М.Д., Рамайя Л.К., Чехович А.В., 1996; Рябоконь Н.И., 1999; Гилева Э.А., 2002].

Метафазалық жасушалардағы табылған хромосомалардың радиациялық маркерлерінің түрлері (дицентрлі хромосомалар, хромосомалардың ацентрлік жұпты үзінділері және морфологиясы өзгерген хромосомалар), тышқан тәріздес кемірушілердің ағзасына СТХК радиоактивті қалдықтарын сақтайтын қоймасының әсер ететіндігін дәлелдейді. Анықталған цитогенетикалық өзгерістер осы аймақта мекендейтін тышқан тәріздес кемірушілердің популяцияларының жасушаларында цитогенетикалық тұрақсыздықтың жоғарылағанын, сонымен қатар ағзаға әсер ететін генетикалық жүктің және микроэволюциялық процестердің күшейгендігін көрсетеді. Алынған мәліметтер төменгі дозадағы иондық радиацияның салдары мутагенді фактормен үнемі байланыста болатын популяциялардың генетикалық құрылымының өзгеруіне, микроэволюциялық процестердің жылдамдауына әкелетіндігін көрсетеді.

Популяция құрылымындағы әртүрлі техногенді факторлардың әсерінен пайда болатын геномдық өзгерістер микроэволюциялық жағдайды жылдамдатып, радиациялық бейімделуге немесе неғұрлым иондық радиацияның әсеріне сезімтал популяциялар мен түрлердің жойылуына әкелуі мүмкін [Sugahara T., Tsutomu T., 1967; Соколов В.Е., Покаржевский А.Д., Кожевникова А.И., 1993].

Жоғарыда келтірілген тұжырым келесі қорытындыларға негіз болды:

1 Радиоактивті қалдықтарды сақтайтын қойманың маңында мекендейтін тышқандардың бақылау тобының тіршілік ету ортасымен салыстырғанда гамма–сәулесінің экивалентті дозасының қуаты 6 есеге дейін, бета-бөлшектерінің ағым тығыздығы 15 есеге дейін жоғары болды.

2 Қоршаған орта объектілерінде (топырақ, су және өсімдік) ²³⁸U, ²²⁶Ra, ²³²Th және ²¹⁰Pb үлестік белсенділігі бақыланатын аймақтан алынған үлгілермен салыстырғанда 2 ден 52 есеге дейін жоғары болды. Бақылау тобының тышқандарымен салыстырғанда радиоактивті ластанған жерлерде тіршілік ететін тышқандардың иондық сәулелерден мүмкін болатын сіңірілген доза мөлшері 10-нан 19 есе дейін жоғары болды.

3 Степногор тау кен химиялық комбинатының радиоактивті қалдықтарды сақтайтын қоймасының маңайында тіршілік ететін тышқандардың табиғи популяцияларында анықталған цитогенетикалық өзгерістер қоршаған ортаның техногенді ластануының биоиндикаторы болып табылады. Үлкен тышқандардың (Allactaga major Kern.) сүйек кемігінде гиподиплоидты және гипердиплоидты хромосомалар жиынтықтары бар жасушалардың кездесу жиілігі бақылау топтарынан сәйкесінше 1,8 және 3,5 есе жоғары болса, ал секіргіш тышқандардың (Allactaga saltator Eversman.) аттас цитогенетикалық көрсеткіштері сәйкесінше 1,7 және 4,1 есе бақылау топтарынан жоғары болды.

4 Тәжірибе тобының үлкен тышқандарының (Allactaga major Kern.) сүйек миы тіндерінде полиплоидты хромосомалар жиынтығы бар жасушалар бақылау тобының тышқандарының ұқсас цитогенетикалық сипаттамаларынан 2,7 есе, ал секіргіш тышқандардағы (Allactaga saltator Eversman.) аттас цитогенетикалық көрсеткіштер 6,4 есе артық болды.

5 Хромосомалардың аберрациялары бар жасушалардың кездесу жиілігі тәжірибе тобының секіргіш тышқандарында (Allactaga saltator Eversman.) және үлкен тышқандарында (Allactaga major Kern.) бақылау топтарымен салыстырғанда сәйкесінше 4 және 6 есе жоғары болып, иондық сәуленің үнемі әсерін көрсетеді.

6 Радиоактивті-ластанған жерлерде мекендейтін Allactaga major Kern. және Allactaga saltator Eversman. эритроциттеріндегі микроядролардың кездесу жиілігі осы түрге жататын бақылау тобымен салыстырғанда сенімді түре сәйкесінше 2-ден 2,6 есеге дейін жоғары болды.