Effects of solar activity and geographic latitude on genetic homeostasis of human somatic cells

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Еще в 30-х годах прошлого века известный биофизик и основоположник гелиобиологии А.Л. Чижевский выявил закономерности влияния солнечной активности на биологические объекты. В своём труде «Земное эхо солнечных бурь» он описал корреляцию максимумов солнечной активности и массовых катаклизмов на нашей планете [1].

Под солнечной активностью понимают комплекс различных явлений, которые связаны с изменениями электромагнитного излучения Солнца. Солнечная вспышка — это чрезвычайно мощный взрыв в солнечной атмосфере. Физически вспышка является откликом солнечной атмосферы на внезапный быстрый процесс выделения энергии, по всей вероятности магнитного происхождения. Отклик затрагивает в основном хромосферу и корону. Выделение энергии приводит прежде всего к локализованному временному нагреву (тепловая вспышка), а также к ускорению частиц (электронов, протонов и более тяжёлых ионов) [2].

В настоящее время известно, что солнечная активность способна оказывать влияние на физиологическое состояние организма, в частности на биоэлектрическую активность головного мозга и умственную работоспособность [3], состояние сердечно-сосудистой [4, 5] и нервной [5] систем. Рассматривают солнечную активность и как возможный фактор социально-политической дестабилизации [6]. При этом влияние солнечной активности на генетическую стабильность человека изучено мало. П.Е. Григорьевым и соавт. [7] были оценены гелиогеофизические факторы риска возникновения хромосомных нарушений, таких как синдром Дауна. По данным авторов, повышение солнечной активности на третьей и первой неделях до зачатия и в период со второй половины предыдущего менструального цикла до зачатия повышает риск возникновения хромосомных нарушений. Ранее было показано, что солнечная ультрафиолетовая радиация способна индуцировать мутационные процессы ДНК, ведущие к нарушению пролиферации клеток и возникновению меланом — злокачественных новообразований кожи [8].

В связи с вышеизложенным представляется интересным исследование влияния солнечной активности на генетический гомеостаз соматических клеток человека.

В качестве метода оценки генетической стабильности организма может быть использован микроядерный тест буккального эпителия человека. Данный тест является сравнительно простым, быстрым, неинвазивным, информативным и экономически выгодным методом, позволяющим проводить прижизненный скрининг обследуемых лиц необходимое число раз. Он применяется для выявления мутагенных эффектов антропогенного загрязнения окружающей среды, профессиональных вредностей, заболеваний различной этиологии, вредных привычек, мутаций генов репарации и детоксикации ксенобиотиков и других факторов экзогенной и эндогенной природы [9].

Интересным также представляется вопрос о роли географической широты, на которой проживают испытуемые. Известно, что толщина атмосферы снижается к полюсам и повышается к экватору [10]. Толщина слоя влияет на количество заряжённых частиц, достигающих нижних слоев атмосферы, и их энергию, а следовательно — на вызываемые ими биологические эффекты. В связи с этим можно предположить, что чем ближе к полюсу расположен город, тем более сильное влияние солнечная активность будет оказывать на проживающих в нём людей.

Ранее было показано, что антропогенное загрязнение способно оказывать влияние на генетическую стабильность организма человека [11, 12]. Возникает вопрос о модулирующем влиянии данного фактора при исследовании эффектов солнечной активности на генетический аппарат испытуемых.

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

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В качестве испытуемых были выбраны лица мужского пола в возрасте от 18 лет до 21 года, без вредных привычек (курение, алкоголь, и т.п.), не принимавшие лекарственные препараты в течение времени, ближайшего к моменту забора проб. Формирование выборки исключительно из мужчин связано с тем фактом, что гормональный фон оказывает существенное влияние на многие показатели организма человека. Уровень половых гормонов у женщин репродуктивного возраста изменяется в течение менструального цикла, что может оказывать влияние на стабильность генетического аппарата и приведёт к необходимости учитывать эту составляющую при анализе полученных результатов. Все участники до включения в исследование добровольно подписали форму информированного согласия, утверждённую этическим комитетом БУ ВО ХМАО-Югры «Ханты-Мансийская государственная медицинская академия» в составе протокола № 24 от 22.11.2016.

Исследования проводили одновременно в четырёх городах Российской Федерации (Севастополь, Воронеж, Томск, Ханты-Мансийск). В каждом из городов испытуемые проживали на территории одного общежития.

Севастополь находится на 44°35ʹ19ʹʹ с.ш., Воронеж — 51°40ʹ19ʹʹ с.ш., Томск — 56°29ʹ51ʹʹ с.ш., Ханты-Мансийск — 61°00ʹ15ʹʹ с.ш. [13]. Таким образом, толщина атмосферы над Севастополем и Воронежем, которые расположены южнее, больше, чем над Томском и Ханты-Мансийском, которые расположены ближе к Северному полюсу.

В представленных городах сложилась неодинаковая экологическая ситуация. Наиболее сложная обстановка — в Севастополе, так как в нём находятся Балаклавское рудоуправление, предприятия судостроения, авиационной промышленности. Затем по уровню загрязнения следует Ханты-Мансийск, после него — Воронеж и самым благоприятным по состоянию окружающей среды является Томск [14].

Исследовано влияние трёх типов солнечных вспышек, классификация которых основана на изменениях амплитуды теплового рентгеновского всплеска. По этой классификации солнечной вспышке присваивается обозначение латинской буквой (А, В, С, М, Х) в зависимости от величины излучения [15]. Данные об интенсивности вспышек взяты с сайта лаборатории рентгеновской астрономии Солнца ФИАН [16]. С-вспышка произошла 28 февраля 2017 г., её интенсивность составляла около 1·10^–6 Вт/м². В данный период нами были проанализированы образцы из Воронежа, Севастополя, Томска и Ханты-Мансийска. М-вспышка произошла 28 марта 2017 г., её интенсивность составила около 1·10^–5 Вт/м². Был проведён анализ образцов из Воронежа, Севастополя и Ханты-Мансийска. Х-вспышка произошла 6 сентября 2017 г., интенсивность — более 1·10^–3 Вт/м². Проанализированы образцы из Воронежа, Севастополя и Томска.

Сбор материала для цитогенетического исследования осуществляли на 3-, 7- и 10-й день после солнечной вспышки. 10 сентября 2017 г. произошла ещё одна Х-вспышка мощностью около 1·10^–3 Вт/м², поэтому материал был собран также на 17-й день после вспышки. Проанализированы образцы из Воронежа, Севастополя и Томска. Сбор образцов в данные периоды времени обусловлен тем, что слизистая оболочка внутренней стороны щеки человека представлена многослойным плоским неороговевающим эпителием, который обновляется за счёт деления базального слоя. Клетки базального слоя выходят в поверхностные слои только через 3–7 сут и могут быть использованы для микроядерного анализа [9]. Стоит также учитывать, что после вспышки поток ионизированных частиц — солнечный ветер — достигает Земли через 2–3 сут [2]. Таким образом, результаты, полученные при анализе материалов, собранных на 7-й день после вспышки, должны отражать влияние солнечной активности на генетическую стабильность соматических клеток человека.

Изготовление препаратов осуществляли по описанной ранее методике [9]. Шпателем, предварительно обработанным спиртом, делали соскоб со слизистой оболочки обеих щёк выше линии смыкания зубов. Мазки высушивали на воздухе, а затем окрашивали водным раствором азур-эозина по Романовскому–Гимзе (ОАО «ПО ТОС», Россия) в концентрации 1:5 в течение 20 мин при комнатной температуре, затем накрывали препарат покровными стеклами и убирали излишки красителя фильтровальной бумагой. Для анализа отбирали отдельно лежащие неповреждённые клетки. Анализ препаратов осуществляли на микроскопе LABOVAL-4 (Carl Zeiss, Германия) при увеличении 40×1,5×10.

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 [17]. Указанные нарушения имеют различную природу. Всего было проанализировано 495 тыс. клеток буккального эпителия.

Микроядра представляют собой ацентрические хромосомные фрагменты и отдельные целые хромосомы, потерянные во время митоза. За микроядра принимали хроматиновое тело округлой или овальной формы с гладким непрерывным краем, размером не более 1/3 ядра, лежащее чётко отдельно от ядра, не преломляющее свет, имеющее интенсивность окрашивания и рисунок хроматина, как у основного ядра, и находящееся в одной плоскости с ядром. Протрузии типа «разбитое яйцо» и «язык» выглядят как микроядро, связанное мостиками нуклеоплазмы с основным ядром: протрузия типа «разбитое яйцо» — одним мостиком нуклеоплазмы, протрузия «язык» — двумя. Протрузии и микроядра относят к цитогенетическим нарушениям [9].

Ядра с круговой насечкой имеют центральную или частично смещённую к одному из полюсов борозду, как бы перетягивающую ядро. Данная аномалия образуется в процессе незавершённого митоза в результате повреждения веретена деления, при этом нарушена не только цитотомия, но и кариотомия [9]. Данная аномалия служит показателем пролиферации клетки [11].

Перинуклеарная вакуоль является «впячиванием» кариолеммы (ядерной оболочки) и образованием округлой зоны обесцвеченной цитоплазмы и кариоплазмы в окрашенных клетках, появляется в результате образования вакуоли в перинуклеарном пространстве. Она считается надёжным признаком некроза клетки и наблюдается при болезнях накопления, воспалении, а также после действия химических веществ и радиации. Данное нарушение относят к признакам ранней деструкции ядра [9].

Кариопикноз — уменьшение размера ядра не менее чем в 2 раза, с уплотнением, гомогенным и интенсивным окрашиванием. Кариорексис — изменение ядра в клетке, сопровождающееся распадом его на отдельные интенсивно окрашенные части с гомогенной структурой. Кариолизис — потеря способности к окрашиванию хроматина ядра с последующим полным его исчезновением. Кариопикноз, кариорексис и кариолизис относят к дегенеративным изменениям ядра, свидетельствующим об апоптозе клетки [9].

Наблюдаемые нарушения морфологии ядер у здоровых лиц можно связать со старением и естественной гибелью эпителиальных клеток ротовой полости [9].

Статистическая обработка результатов исследований проведена с использованием пакетов программ Stadia и Statistica. Группировка данных и их обработка изложены в работе А.П. Кулаичева [18]. Влияние факторов «сила вспышки», «день взятия пробы» и «город проведения исследований» исследовали с использованием многофакторного дисперсионного анализа и двухфакторного дисперсионного анализа с фиксированными эффектами. Силу влияния вычисляли по Снедекору (%) [18].

РЕЗУЛЬТАТЫ

В буккальном эпителии испытуемых обнаружены клетки с микроядрами, перинуклеарными вакуолями, насечками, протрузиями типа «язык» и «разбитое яйцо», кариорексисом, кариолизисом и кариопикнозом.

Многофакторный дисперсионный анализ показал влияние фактора «город проведения исследований» на частоту встречаемости всех видов аномалий ядра, кроме протрузии типа «язык», и фактора «сила вспышки» на возникновение всех учитываемых аномалий. Влияния фактора солнечной вспышки на число клеток с ядерными нарушениями не выявлено (табл. 1–3). Спустя 3, 7, 10 и 17 дней после вспышки не зафиксировано увеличения числа клеток с аномалиями ядра.

 

Таблица 1. Влияние факторов «сила вспышки», «день взятия пробы» и «город проведения исследования» на частоту встречаемости аномалий ядра в клетках буккального эпителия человека (по результатам трёхфакторного дисперсионного анализа частот встречаемости ядерных аномалий в Севастополе и Воронеже при С-, М- и Х-вспышках на Солнце), p

Table 1. Associations between the factors “flare strength”, “day of sampling” and “city” and the frequency of nuclear anomalies in human buccal epithelial cells based on the results of a three-factor analysis of the frequency of nuclear anomalies in Sevastopol and Voronezh during C-, M- and X-flares on the Sun, p

Фактор Factor	Микроядро Micronucleus	Перинуклеарная вакуоль Perinuclear vacuole	Насечка Notch	Протрузия «Язык» Tongue protrusion	Протрузия «Разбитое яйцо» Broken egg protrusion	Кариорексис Karyorexis	Кариолизис Karyo- lysis	Кариопикноз Karyopycnosis	Общее число нарушений Total number of abnormalities
Город | City	Y	Y	Y	N	Y	Y	Y	Y	Y
	0,006	1,41·10–14	1,6·10–9	0,06	2,76·10–6	7,45·10–7	0,002	3,47·10–9	9,1·10–15
Сила вспышки Flash power	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y
	1,4·10–7	6·10–9	0,0009	1,98·10–5	0,001	2·10–5	4,45·10–5	0,00014	3,68·10–10
День | Day	N	N	N	N	N	N	N	N	N
	0,25	0,51	0,92	0,73	0,6	0,71	0,14	0,052	0,3
Город/Сила вспышки City/Flash power	—	5,5·10–5	—	—	0,021	—	—	—	—
Город/День City/Day	—	0,024	—	—	0,022	—	—	—	—
Сила вспышки/день Flash power/day	—	0,013	—	—	0,0058	—	—	—	0,028
Совместное влияние Combined effect	—	—	—	—	0,0054	—	—	—	—

Примечание: Y — есть связь между изучаемыми факторами; N — нет связи.

Note: Y — significant association between the studied factors; N — no association.

 

Таблица 2. Влияние факторов «сила вспышки», «день взятия пробы» и «город проведения исследования» на частоту встречаемости аномалий ядра в клетках буккального эпителия человека (по результатам трёхфакторного дисперсионного анализа частот встречаемости ядерных аномалий в Севастополе, Воронеже и Томске при С- и Х-вспышках на Солнце), p

Table 2. Associations between the factors “flare strength”, “day of sampling”, and “city of study” and the frequency of nuclear anomalies in human buccal epithelial cells (based on the results of a three-factor analysis of the frequency of nuclear anomalies in Sevastopol, Voronezh, and Tomsk during C- and X-flares on the Sun), p

Фактор Factor	Микроядро Micronucleus	Перинуклеарная вакуоль Perinuclear vacuole	Насечка Notch	Протрузия «Язык» Tongue protrusion	Протрузия «Разбитое яйцо» Broken egg protrusion	Кариорексис Karyorexis	Кариолизис Karyolysis	Кариопикноз Karyopycnosis	Общее число нарушений Total number of abnormalities
Город | City	Y	Y	Y	N	N	Y	Y	Y	Y
	0,009	5·10–9	0,0007	0,33	0,34	0,0008	0,002	8,9·10–5	3,7·10–9; С=0,97
Сила вспышки Flash power	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y
	2,8·10–13	5·10–9	2,2·10–8	3,5·10–10	8,5·10–9	2,16·10–10	9,2·10–10	1,44·10–6	1,1·10–13
День | Day	N	N	N	N	Y	N	N	N	N
	0,12	0,57	0,94	0,98	0,01	0,15	1	0,001	0,61
Город/Сила вспышки City/Flash power	—	—	—	—	0,019	—	—	—	—
Город/День | City/Day	—	—	—	—	0,0099	—	—	—	—
Сила вспышки/день Flash power/day	—	0,013	—	—	0,025	—	—	—	0,02
Совместное влияние Combined effect	—	—	—	—	0,04	—	—	—	—

Примечание: Y — есть связь между изучаемыми факторами; N — нет связи.

Note: Y — significant association between the studied factors; N — no association.

 

Таблица 3. Влияние факторов «сила вспышки», «день взятия пробы» и «город проведения исследования» на частоту встречаемости аномалий ядра в клетках буккального эпителия человека (по результатам трёхфакторного дисперсионного анализа частот встречаемости ядерных аномалий в Севастополе, Воронеже и Ханты-Мансийске при С- и М-вспышках на Солнце), p

Table 3. Associations between the factors “flare strength”, “sampling day” and “city of study” and the frequency of nuclear anomalies in human buccal epithelial cells (based on the results of a three-factor analysis of the frequency of nuclear anomalies in Sevastopol, Voronezh and Khanty-Mansiisk during C- and M-flares on the Sun), p

Фактор Factor	Микроядро Micronucleus	Перинуклеарная вакуоль Perinuclear vacuole	Насечка Notch	Протрузия «Язык» Tongue protrusion	Протрузия «Разбитое яйцо» Broken egg protrusion	Кариорексис Karyorexis	Кариолизис Karyolysis	Кариопикноз Karyopycnosis	Общее число нарушений Total number of abnormalities
Город | City	Y	Y	Y	N	Y	Y	Y	Y	Y
	0,0005	5,9·10–5	0,0002	0,13	0,0002	0,03	0,01	0,002	1,6·10–5
Сила вспышки Flash power	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y
	2,15·10–14	1,17·10–5	1,9·10–8	1,58·10–13	1,05·10–8	2,8·10–10	2,19·10–11	6,8·10–8	1,09·10–16
День | Day	N	N	N	N	N	N	N	Y	N
	0,31	0,14	0,33	0,24	0,67	0,37	0,29	0,03	0,16
Город/Сила вспышки City/Flash power	3·10–5	—	—	—	0,023	—	—	0,044	—
Город/День | City/Day	4,6·10–4	—	—	—	0,0048	—	—	—	—
Сила вспышки/день Flash power/day	—	—	—	—	0,026	—	—	—	—
Совместное влияние Combined effect	0,0099	—	—	—	0,0057	—	—	—	—

Примечание: Y — есть связь между изучаемыми факторами; N — нет связи.

Note: Y — significant association between the studied factors; N — no association.

 

Выявлены совместные эффекты исследуемых факторов на стабильность генетического аппарата испытуемых. Показано влияние вида (силы) вспышки и сезона её возникновения (С-вспышка — зима, М-вспышка — весна, Х-вспышка — осень) на количество клеток с микроядрами, перинуклеарными вакуолями, насечками, протрузиями типа «разбитое яйцо» и «язык», кариорексисом, кариолизисом, кариопикнозом. Данный факт может указывать на то, что цитогенетический эффект обусловлен не самой вспышкой на Солнце, а силой вспышки или сезоном года, в который она произошла (см. табл. 1–3). Диаграммы, построенные на основании полученных данных, демонстрируют общую тенденцию к снижению количества клеток с аномалиями от С- к Х-вспышке, что можно объяснить влиянием сезона года. Наибольшее количество нарушений наблюдалось у испытуемых, проживающих в Севастополе и Воронеже, наименьшее — в Томске и Ханты-Мансийске (рис. 1, 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 встречаемости клеток с нарушениями, возникшими при С-вспышке, статистически значимо (р <0,05).

Fig. 1. Frequency of cells with nucleus abnormalities in buccal epitheliocytes of the subjects (‰) depending on the city of residence and season of the year. Designations: a — the difference with the frequency of occurrence of cells with abnormalities occurring in the C-flare is significant (р <0.001); б — the difference with the frequency of cells with abnormalities occurring in the M-flare is significant (р <0.001); в — the difference with the frequency of cells with abnormalities occurring at C-flare is significant (р <0.01); г — the difference with the frequency of cells with abnormalities occurring at C-flare is significant (р <0.05).

 

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).

Fig. 2. Frequency of cells with different nucleus abnormalities in buccal epitheliocytes of the subjects (‰) depending on the city of residence and season of the year. Designations: a — the difference with the frequency of cells with abnormalities occurring in the C-flare is significant (р <0.001); б — the difference with the frequency of cells with abnormalities occurring in the M-flare is significant (р <0.001); в — the difference with the frequency of cells with abnormalities occurring at C-flare is significant (р <0.05).

 

Показано также одновременное воздействие сезона и дня взятия пробы на такие ядерные аномалии, как перинуклеарные вакуоли, протрузии типа «разбитое яйцо» и общее количество аберраций ядра (см. табл. 1–3).

Анализ совместного влияния факторов показал одновременный эффект географического расположения населённого пункта и дня взятия пробы, т.е. вспышки, на частоту встречаемости клеток с перинуклеарными вакуолями, микроядрами и протрузиями. В связи с этим можно предположить, что солнечная активность всё-таки оказывает определённые эффекты на стабильность генетического аппарата человека, усиливая влияние загрязнённости города и его географического расположения на количество клеток с нарушениями ядра (см. табл. 1–3, рис. 3–11).

 

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).

Fig. 3. Associations between the number of cells with micronuclei (‰) and the day of sampling in the C-flare. Notations: a — the difference with the frequency of cells with abnormalities 10 days after exposure to the flare is significant (р <0.05).

 

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

Fig. 4. Associations between the number of cells with micronuclei (‰) and the day of sampling in the M-flare.

 

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

Fig. 5. Associations between the number of cells with micronuclei (‰) and the day of sampling in the X-flare.

 

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).

Fig. 6. Associations between the number of cells with “broken egg” type protrusions (‰) and the day of sampling in the C-flare. Notations: б — the difference with the frequency of cells with abnormalities 7 days after exposure to the flare is significant (р <0.05).

 

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

Fig. 7. Associations between the number of cells with “broken egg” type protrusions (‰) and the day of sampling in the M-flare.

 

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

Fig. 8. Associations between the number of cells with “broken egg” type protrusions (‰) and the day of sampling in the X-flare.

 

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).

Fig. 9. Associations between the number of cells with perinuclear vacuoles (‰) and the day of sampling in the C-flare. Notations: a — the difference with the frequency of cells with abnormalities 10 days after exposure to the flare is significant (р <0.05); б — the difference with the frequency of cells with disorders 7 days after exposure to the flare is significant (р <0.05); в — the difference with the frequency of cells with
abnormalities 10 days after exposure to the flare is significant (р <0.01).

 

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

Fig. 10. Associations between the number of cells with perinuclear vacuoles (‰) and the day of sampling in the M-flare.

 

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).

Fig. 11. Associations between the number of cells with perinuclear vacuoles (‰) on the day of sampling in the X-flare. Notation: г — the difference with the frequency of cells with abnormalities 17 days after exposure to the flare is significant (р <0.01).

 

Представленные данные после воздействия Х-вспышки указывают на увеличение количества ядерных аномалий на 17-е сутки. Это связано с тем, что 10 сентября 2017 г. произошла ещё одна Х-вспышка мощностью около 1·10^–3 Вт/м², тем самым усилив эффект от первого роста солнечной активности.

ОБСУЖДЕНИЕ

По результатам нашего исследования наибольшее количество клеток с нарушениями ядра отмечается у мужчин, проживающих в Севастополе, что связано с наиболее высоким антропогенным загрязнением данного города по сравнению с остальными городами. Это подтверждает ряд ранее проведённых исследований, указывающих на то, что антропогенное загрязнение воздействует на генетическую стабильность соматических клеток человека [11, 12].

Показано также, что влияние оказывает сезон года, в который произошла вспышка. Так, зимой, когда иммунный статус организма ослаблен, отмечается большее количество эпителиоцитов с аберрациями ядра, чем в конце лета, когда иммунная система более стабильна и уровень витаминов в организме выше. Исследования, проведённые ранее, подтверждают, что иммунная система и содержание в организме витаминов, а также сезон года способны оказывать влияние на генетический гомеостаз человека [9].

Самостоятельного влияния солнечной активности на число клеток с ядерными нарушениями не выявлено. Так, спустя 3, 7, 10 и 17 дней после вспышки не зафиксировано увеличения числа клеток с аномалиями ядра у исследуемых мужчин.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Можно предположить, что солнечная активность способна оказывать модулирующее действие на генетическую стабильность человека в городах с высоким уровнем антропогенного загрязнения. Выявлено, что 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.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

Вклад авторов. В.Н. Калаев — набор материала для исследования, обзор литературы, сбор и анализ литературных источников, написание текста и редактирование статьи; В.П. Зуевский, М.С. Нечаева — набор материала для исследования, обзор литературы, сбор и анализ литературных источников, подготовка и написание текста статьи; Н.Н. Ильинских, Е.Н. Ильинских — набор материала для исследования, обработка данных, сбор и анализ литературных источников, написание текста и редактирование статьи; А.О. Лантушенко, О.С. Корнеева — набор материала для исследования, обработка данных, сбор и анализ литературных источников, написание текста статьи; Т.В. Зуевская — набор материала для исследования, сбор и анализ литературных источников, написание текста статьи, редактирование статьи в соответствии с требованиями к публикации; А.В. Ларина, Е.Н. Шипилова, В.А. Гаврилова, Д.Ю. Баранов, И.В. Дегтяр (Скуратовская) — набор материала для исследования, обработка данных, написание текста статьи. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).

Источник финансирования. Не указан.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

ADDITIONAL INFORMATION

Authors' contribution. V.N. Kalaev — collection of the material, literature review, literature review, drafting and editing the article; V.P. Zuevsky, M.S. Nechaeva — collection of the material, literature review, drafting the article; N.N. Ilyinsky, E.N. Ilyinsky — collection of the material, data analysis, literature review, drafting and editing the article; A.O. Lantushenko, O.S. Korneeva — collection of the material, data processing, literature review, drafting the article; T.V. Zuevskaya — collection of the material, literature review, drafting and editing the article in accordance with the journal requirements; A.V. Larina, E.N. Shipilova, V.A. Gavrilova, D.Yu. Baranov, I.V. Degtyar (Skuratovskaya) — collection of the material, data processing, drafting the article. All authors confirm that their authorship meets the international ICMJE criteria (all authors have made a significant contribution to the development of the concept, research and preparation of the article, read and approved the final version before publication).

Funding source. Not specified.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

About the authors

Vladislav N. Kalaev

Voronezh State University

Author for correspondence.
Email: Dr_huixs@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4247-4509

dr. sci. (biol.), professor

Russian Federation, 1 Universitetskaya square, 394018 Voronezh

Vladislav P. Zuevsky

Khanty-Mansiysk State Medical Academy

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

md, dr. sci. (med.), professor

Russian Federation, Khanty-Mansiysk

Marina S. Nechaeva

N.N. Burdenko Voronezh State Medical University

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

cand. sci. (biol.)

Russian Federation, Voronezh

Nikolay N. Ilyinskikh

National Research Tomsk State University

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

dr. sci. (biol.), professor

Russian Federation, Tomsk

Ekaterina N. Ilyinskikh

National Research Tomsk State University

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

md, dr. sci. (med.), associate professor

Russian Federation, Tomsk

Anastasiya O. Lantushenko

Sevastopol State University

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

cand. sci. (physics and mathematics), associate professor

Russian Federation, Sevastopol

Olga S. Korneeva

Voronezh State University of Engineering Technologies

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

dr. sci. (biol.), professor

Russian Federation, Voronezh

Tatiana V. Zuevskaya

Khanty-Mansiysk State Medical Academy

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

md, dr. sci. (med.), associate professor

Russian Federation, Khanty-Mansiysk

Anna V. Larina

Voronezh State University

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

assistant lecturer

Russian Federation, Voronezh

Evgeniya N. Shipilova

Voronezh State University of Engineering Technologies

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

student

Russian Federation, Voronezh

Valentina A. Gavrilova

Sevastopol State University

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

student

Russian Federation, Sevastopol

Denis Yu. Baranov

Sevastopol State University

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

student

Russian Federation, Sevastopol

Irina V. Degtyar

Sevastopol State University

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

assistant lecturer

Russian Federation, Sevastopol

References

Supplementary files