ІІ - іонізуюче випромінювання
ДЛМ - домінантні летальні мутації
ПЛМ - пізні летальні мутації
РЛМ - ранні летальні мутації
АГС - аномалії головок сперміїв
ТМ - важкі метали

Введення

Останнім часом гостро стоїть проблема біологічної небезпеки і, зокрема, генетичної ефективності малих доз мутагенів. До цих пір не існує єдиної думки про наявність чи відсутність «порогової дози», хоча факт «порогової чутливості клітки» не заперечується практично ніким. При цьому найбільшу проблему у вирішенні цієї задачі представляє взаємна «інтерференція» трьох відправних точок при формуванні генетичного ефекту: потужності дози, часу впливу мутагени і стану генотипу. Т.ч. залежність «доза-час-ефект» (Бурлакова, 1994) ускладнюється навіть на попередньому етапі оцінки впливу малих доз на біологічні об'єкти, особливо якщо мова йде про природних популяціях. Не для кого не секрет, що саме малі дози, особливо іонізуюче випромінювання (ІІ), є джерелом накопичення генетичного вантажу, що веде до якісних змін в генетичну структуру популяції і, у підсумку, до здійснення мікроеволюційних подій.
Не можна не звернути увагу і на характер біологічної дії мутагени, тобто на критерій оцінки його впливу на організм - фізичний або хімічний. Якщо ШІ, зокрема?-Випромінювання - чисто фізичний фактор, а важкі метали (ТМ) - хімічний, то безумовно змішаним дією володіють важкі природні радіонукліди (ТЕРНО). Причому генетічес-кий ефект внутрішнього опромінення, що демонструють ТЕРНО значно перевищує такий від зовнішніх джерел ІІ при рівних поглинених дозах (Дубінін, 1978; Кузін, 1991 та ін).
Нарешті, оскільки ці фактори в природі практично не зустрічаються і не взаємодіють в «чистому» вигляді, то необхідно дати оцінку їх впливу на живі об'єкти в поєднаннях один з одним. До того ж відомості про комплексне дії ТМ, терен та ІІ в малих дозах украй мізерні.
Генетична небезпека ТМ і терен, на відміну від токсичної, вивчена на сьогоднішній день недостатньо, і результати такого роду досліджень досить суперечливі. Особливо мало даних з впливу цих речовин на генеративні клітини і тканини, які відповідають за зростання ембріональної смертності і, особливо, за накопичення генетичного вантажу в популяціях. Тому безперечну важливість набувають дослідження генотоксичні дії ТМ, терен та ІІ на гаметогенезу, особливо на процес формування чоловічих статевих клітин як значно більш уразливих для мутагенних впливів.
Оскільки в природі в основному доводиться стикатися з низьким і помірним вмістом ТМ, терен та ШІ, то при проведенні модельних експериментів з дослідження їх генотоксичні гонадотропного дії особливий інтерес викликає вплив концентрації цих речовин на 1-2 порядки нижче полулетальной дози для ссавців (Левіна, 1972 ), а пролонгованої? -випромінювання - на 2-3 порядки (Кузин, 1991). Найбільш популярним об'єктом в такого роду дослідженнях є лабораторні ссавці чистих ліній, генетичний поліморфізм в лабораторних популяціях зведений до мінімуму.
У даній роботі зроблена спроба дослідити генотоксичні дія свинцю і торію (у вигляді водних розчинів нітрату) і пролонгованої?-Опромінення малої потужності при формуванні сперматогонії і ранніх сперматоцітов у самців мишей лінії СВА генетичним і цитогенетичним методами. Таким чином нами вивчалася чутливість статевих клітин, що знаходяться на ранніх стадіях сперматогенезу до перерахованих мутагенами в «субвітальних» дозах і концентраціях.

1. Огляд літератури
1.1 Дія іонізуючого випромінювання на спадкові структури

ШІ має сильний мутагенним ефектом. Для мутагенного дії спадковий матеріал є головною мішенню. Порушення структурної організації призводить до змін у потомство даного організм, або до його загибелі. Існують гіпотези про виникнення генетичних перебудов. Наприклад, фізіологічна гіпотеза припускає виникнення мутацій не у фазі безпосереднього ушкодження генетичного апарату, але при нетотожні репарації. (Лобашов, 1947). Запропонована В.І. Корогодіна (1966) гіпотеза грунтується на пропозиції, що результат зовнішнього впливу - потенційні пошкодження спадкових структур, що переходять у справжні.
Первинні пошкодження спадкового матеріалу, викликані ШІ, полягають в одно-і двунітевих розривах глюкозідной зв'язку з наступним видаленням підстав з полімерної ДНК; утворюються деструктивні підстави, «апуріновие, амідопіріповие ділянки можуть служити субстратом для специфічних ендонукліаз. Азотні підстави пошкоджуються в два - три частіше, ніж однонітеевие розриви фосфодіефірних зв'язків. У свою чергу однотіевие розриви формуються на 1-1,5 порядку частіше, ніж двунітевие (Жестяніков, 1979). Найбільш радіостійкість - нукліазідние зв'язку в нуклеїнових кислотах, вони в 7-9 разів більш стабільною, ніж фосфодіефірние (Кузин, 1973).
Відповідно до теорії Д. Кроузера (Лі, 1963) первинним актом є попадання кванта енергії в певну структуру, і іонізація, що викликає пошкодження, виникає саме в ній. Однак після відкриття репараційних ферментних систем стали очевидні можливості виникнення прихованих ушкоджень. які не завжди завершуються проявом адекватного радіогенетіческого ефекту (Корогодін. 1966).
Структурно-метаболічна теорія передбачає можливість, коли в наслідок радіохімічних процесів у ядрі клітини формуються речовини, що викликають пошкодження структур ДНК і ДНП (Кузин, 1973).
Зрештою, пошкодження формуються в несгабільной структурі, результат яких може бути або виникненням точкових мутацій і формування хромосомних аберацій, або первинні зміни можуть бути репаріровани. При чому залежність виходу точкових та хромосомних мутацій обумовлена різними механізмами виникнення цих двох типів мутацій. Наприклад, різна потужність дози не впливає на вихід точкових мутацій у дрозофіли, у той час, як рівень аберрантних перебудов збільшувався пропорційно до збільшення потужності дози гамма-опромінення. Схожі результати при обробці лінійних мишей рентгенівськими променями отримали П. Буул і Дж. Гудзварт (Buul, Goudzwart 1986, цирк. По Ракіну).
Зокрема, наявність гена, що порушує рекомбінацію, під впливом гамма променів не викликала збільшення частоти РЛМ у дрозофіли, хоча вихід гіперплоідних самців при цьому був різний (Miyamoto, 1983, цит, за Ракіну).
На вираженість радіогенетіческого ефекту може впливати мітотична активність клітини. Чим більше часу проходить між поділками клітини, тим більше подій аберрантной природи (Gaulden, Weber, 1984, цирк. По Ракіну).
Безумовно і те, що індукція хромосомних аберацій залежить від диференціювання клітин. Велика резистентність великих лімфоцитів у порівнянні з малими пояснюється тим, що в останніх у процесі диференціації сильно зростає щільність спіралізаціі ДНК, що веде до втрати здатності до Ексцизійна репарації (George ea; 1987, цит. По Ракіну).
Неоднакова радіочутливість клітин різних тканин одного і того ж організму. Це чітко показав І. Буул при порівнянні реакції на опромінення сперматоцітов та клітин кісткового мозку мишей, в останніх утворюється в 4,5 рази більше аберацій, ніж в статевих клітинах. Аналогічна картина і при порівнянні сперматоцітов і клітин рогівки ока миші. Така невідповідність можна пояснити різною активністю репаративних ензимів в тканинах що виконують різні функції. Частота виникнення аберрантних перебудов в одній про ту ж хромосомі і негомологічних парах хромосом одного генома той же різна.
Вихід хромосомних аберацій може залежати від параметрів, таких, як стать особи (Ватт, 1987), вік, фізіологічним станом клітини і організму в цілому. Однак хромосомні аберації можуть виникати і без прямого впливу ШІ за рахунок дестабілізації ланцюга ДНК, індукованої в результаті втрати або модифікації нуклеотидів, або освіта ДНК-межнітевих зшивок чіпа димерів тіміна (Liu, Heddle, 1981, цит. По Ракіну).
На підставі цих фактів можна припустити, що при дії ШІ на ДНК, первинні реакції починаються з ушкодження азотних підстав. В наслідок нерепаріруемие пошкодження фіксуються у вигляді точкових мутацій, а інша частина поломок внаслідок роботи репаративних систем перетвориться в хромосомні перебудови.

1.1.1. Чинність малих доз іонізуючого випромінювання на
біологічні об'єкти

Хронічне дія малих доз ШІ на організм також небезпечно, як і одноразове вплив мега-дози випромінювання. Аналіз даних про виходи генетичних ушкоджень показує «немонотонного» залежність виходу мутацій від дози радіації (Зайнуллина, 1998). Наприклад, частота хромосомних аберацій в кореневий меристема проростає насіння овсянніци луговий, зібраних з гамма - поля, виявилася вище в порівнянні з контролем, а проте ця залежність не завжди була монотонної. Частота хлорофільних мутацій серед сходів опромінився насіння, навпаки виявилася нижче контрольного рівня. Це може бути пов'язано, як з високим поліморфізмом даного показника, типовим для дикорослих видів, так і з явищем гомозіготаціі в малих ізольованих популяціях (гама - поле) (Зайнуллина, 1993).
Досліджуючи лінії дрозофіл спонтанний рівень домінантних леталій може коливатися (Ватт, 19б5). При відносно низькому тлі радіації виявляється підвищення рівнів домінантних леталій (Шевченко, Померанцева 1985).
Хронічне опромінення в яскраво-червоних дозах призводить до помітної зміни величини генетичного вантажу. Поряд зі збільшенням частоти мутацій (летальних, полулетальних) знижують життєздатність, можливе збільшення частки супервітальних мутацій, що приводять до підвищення життєздатності.
При випромінюванні реакції мишоподібних гризунів на хронічне опромінення в малих днями показано, що в більшості випадків характер залежності «доза - ефект» має нелінійних характер і багато в чому визначається генотипом тварини. Це можна спостерігати на полівки-економці (зі стабільним генотипом) віварского змісту, мишоподібних гризунів із зони сильно забрудненої (Зайнуллина, 1998).
Частота виходу мутацій може бути обумовлена різною радіочутливість клітин (соматичних і статевих), а також активністю репараційних систем, стабільністю генома, фізіологічним станом організму (Шевченка, 199б, Померанцева, 1969).
УФ - промені і органічні перекису викликають мутації нуклеїнових кислот (Ауербах, 1978).
Існує ряд хімічних агентів, що одержали назву «супермутагенов», до яких відносяться пестіцди, етілметасульфонат, етіленамін та інші (Шварцман, 1973). У поєднанні ІІ і супермутагени проявляють або адитивний або синергетичний ефект, протилежних за дією є радіопртектори. Їх дія заснована на перехоплення кванта енергії, електронів, або що утворюється в результаті їх дії вільного радикала. До цих речовин відносяться тіолсодержащіе сполуки, вітаміни тіамін і ціанобеламін, іденовие з'єднання. Радіопртектори знижують вірогідність формування летальних ушкоджень і вже сформованих потенційно летальних ушкоджень в наслідок стимуляції систем пострадіаційної відновлення.

1.1.2. Біологічна дія гамма-випромінювання

Гамма - промені, що виникають в результаті радіоактивного розпаду атомних ядер. Вони володіють високою енергією і можуть проникати в тканини. При цьому вони стикаються з атомами, викликають вивільнення електронів та освіта позитивно - заряджених вільних радикалів або іонів. Ці заряджені частинки стикаються з іншими молекулами, що тягне за собою вивільнення нових електронів. Тому уздовж треку високо - енергетичного променя формується стрижень іонів, що проходить в живі тканини. Така трансформація електронної мережі викликає зміни різних структур у клітці, зокрема мембранного комплексу, органел і ДНК.
Виділяють найбільш радіочутливим органи клітини, а також внутрішньоклітинні системи і процеси (перекисне окислення ліпідів, розпад ДНК, Автоліз білків) (Кудряшов, 1987). Характер ушкоджень структур залежить від ступеня складності - її просторової організації.
ДНК - це лабильна, складна, надмолекулярних четвертинна структура; визначальним чинником у радіочутливості ДНК є її просторова організація у складі хроматину, її упаковку і зв'язок з клітинними органелами, з біологічними мембранами,
Біологічним мембранам приділятися будь-яка з основних функцій якої є для клітини життєво - необхідної (бар'єрна, транспортна, рецепторних - сигнальна, регуляторно - ферментативна). У міру збільшення дози гама - випромінювання спостерігається пригнічення механізмів активного та пасивного транспорту, порушується проникність іонів калію. (Chapmenn, Stuurrock, 1972, цит. По Кудряшова), Важливим у дослідженні біологічних мембран є оцінка їх структурно - функціональних взаємодій з ДНК. Ця «пара» виступає якби у вигляді єдиної гігантської системи, кооперативно реагує на поглинання енергії ШІ, Порушуються ДЕ1К-мембранні взаємодії, відбувається денатурація і деструкція макромолекул, порушення їх функцій в опромінених клітинах (Владимиров, 1972).
Основною властивістю гамма - променів є їхня здатність руйнувати злагодженість біологічних реакцій, їх взаємозв'язок, порядок, пошкоджувати регуляторні функції системи.
Жива система позбувшись «контролю» перестає існувати (Хансон, Комар, 1985).
В міру ускладнення біологічної організації гамма - промені сприяють утворенню і дії активних радикалів води і ліпідів, радіотоксінов, посиленню автолітіческіх процесів, порушення клітинної та нейрогуморальної систем регуляції. (Кудряшов, 1985).
Слід зазначити, що гамма - випромінювання вражає органи, клітини і структури тісно взаємопов'язані з функціональною активністю, наприклад, радіорезистентність «некритичних систем» (нейрогормональної системи, печінки, тучних клітин та ін), що зберігається в опроміненому організмі в початковий період ураження (Корогодін, 1966).
Найбільш радіочутливим процесом при гамма - лікуванні є процес вільно-радикального перекисного окислення ненасичених ліпідів - ліпопероксидації (Владимиров, Арчаков, 1972). Гамма - випромінювання інтенсифікує пероксидацію ліпідів, в результаті утворюється надлишок ліпідних токсичних речовин, настає деструкція мембрани (Ясуо Кагава. 1935, цит. По Кудряшова).
Надійність живих систем щодо вражаючого дію гамма променів забезпечується активністю захисних ресурсів системи - біогенних амінів, тіол, гормонів, ендогенних антиокислювальних і антірадікальних систем (Гончаренко, Кудряшов, 1980).

1.2. Вплив важких металів на спадкові структури організму

Важкі метали в останні десятиліття є одним з найпоширеніших факторів забруднення навколишнього середовища. У зв'язку з цим назріла нагальна необхідність на ряд питань про ступінь генотоксичні небезпеки багатьох речовин, що включають у свої структури іони ТМ. Думки різних дослідників про генетичну активності ТМ неоднозначні, оскільки функціональна роль металів в організмі до кінця ще не з'ясована.
Відомо, що фізіологічна роль деяких ТМ забезпечується їх участю в клітинних структурах. Так, поряд з загальновідомими мікроелементами, що представляють атоми Мn, Fе, Ni, Сu, Мо, Zn, і Сr, що надають стабілізуючу дію на подвійну спіраль ДНК, а також тих, що грають важливу роль в організації третинної і четвертинної структур хромосом (Вільямс, 1975), можлива і визначено роль ТМ у регуляції внутрішньоклітинних процесів, зокрема, як було показано Мазіа (Маzia, 1954) (цит. за: Ракін, 1990) кобальт і нікель регулюють Кросинговер, перешкоджає виникненню структурних порушень ниток ДНК.
Метали здатні зв'язуватися і з білковими структурами. Так у 1977 році в цітолізосомах кишкового епітелію личинок дрозофіли були виявлені білкові освіти, що містять іони міді (Тарр, Носkaday, 1977). Було висловлено пропозицію, що ці протеіди, названі металлотіонінамі, є клітинними детоксиканти. Правильність цієї пропозиції була підтверджена в 1987 році, коли було виявлено різке зниження концентрації низькомолекулярних комплексів срібла та ртуті, що вводяться щурам в качестверд затравок, під дією мідь - і кобальт містять металлотіонінов (Sugawara, 1987) (цит. за: Ракін, 1990).
На думку Д. Вільямса (1975), метали як мікроелементів можуть перебувати у вигляді вільних іонів, виконуючи регуляторні функції в клітині. Однак Б. Халліуел (1987), вважає, що у вигляді вільних радикалів ТМ з'являються в організмі вкрай рідко, причому відбувається це у випадку руйнування раніше існуючих комплексів і є в цьому виді найсильнішими клітинними отрутами.
Дійсно, практично всі метали, які потрапляють в клітину, відразу зв'язуються в органічні комплекси, навіть перебуваючи у вигляді нерозчинної солі. Такі ковалентні та координатні комплекси виявляють не тільки стимулюючу, але і пригнічує активність, яка в основному залежить від атомарної маси і електропозитивні катіонів металів (Talukderg, 1987) (цит. за: Ракін, 1990). Резюмуючи дані по генотоксичні активності різних ТМ можна зробити висновок, що ці речовини, приймаючи форму органокомплекса, починають проявляти мутагенні властивості.
Розглядаючи механізми пошкодження спадкових структур можна сказати, що під впливом ТМ відбувається пошкодження третинної структури хромосом, що веде до часткової денатурації ДНК. При зв'язуванні двох валентних ТМ з ДНК можливі мутації типу транверсій і транзіцій (Леріна, 1972). ТМ можуть викликати хромосомні аберації, індукований точкове мутації, порушувати ферментні взаємодії, пригнічуючи окремі ензими. При цьому дотримується виборча блокування ферментних систем. Кожен з металів діє в строго певних структурних точках ензимів, внаслідок чого з'являється можливість підключити інші ферментні системи, щоб компенсувати такі взаємодії. ТМ взаємодіючи з ферментними системами, можуть заміщати активний центр. ТМ, перебуваючи в цитоплазмі, змінюють насиченість вільними радикалами у бік їх зменшення.
Яскравим прикладом клітинних змін є свинець, який володіє гонадотоксичних дією (Харченко, Андрєєва, 1987). Відзначено здатність свинцю, що володіє більшою спорідненістю до електрона, блокувати надходження кальцію в клітину на рубежі зовнішньої клітинної мембрани. Інгібірує, свинцю на процесі синтезу ДНК і РНК пояснюється придушенням їм активності, полімерази. Ацетат свинцю може індукувати рецесивні зчеплені з підлогою летальні мутації (Jacobson - Kram, Montalbano, 1985). Нітрат свинцю в малих концентраціях викликає підвищення рівня домінантних і рецесивних летальних мутацій у дрозофіли (Ракін, 1990).

1.2. Особливості біологічної дії інкорпорованих
радіонуклідів

Природні радіонукліди є хімічними токсикантами. Мають можуть випромінювати ШІ. Радіотоксіческій ефект інкорпорованих радіоактивних речовин перевищують ефект від зовнішнього опромінення (Рамаді, 1981). У разі потрапляння радіонуклідів в організм, опромінення може тривати протягом усього життя. Потужність дози опромінення зменшується з часом.
Великі дослідження на тваринах показали, що прояв біоеффектов при інкорпорації радіонуклідів, залежать від фізичних властивостей (тип та енергія випромінювання), дози, форми вводиться з'єднання, шляхи і ритму надходження, особливостей розподілу, ефективного періоду напіврозпаду, що визначає тривалість променевого впливу, фізіологічних і генетичних особливостей організму. Наприклад: торій. Період напіврозпаду торію Т = 1,39 * 1010. Тому більшою мірою можна говорити про його токсичності, ніж про радіаційний факторі. Тривалий контакт гризунів з природним торієм призводить до посилення репаративних процесів в організмі, що повністю не компенсує порушення фізіологічного гомеастаза (Верховская та ін, 1965). Безумовне значення має вигляд, в якому торій надходить в організм, а саме що супроводжує його аніон. Велику біологічну небезпеку становлять неорганічні сполуки торію, ніж комплекси.
Біоеффекти зазвичай спостерігаються при накопиченні в тканинах радіонуклідів в дозах, які значно перевищують гранично допустимі в тілі людини і тварин. Зі збільшенням дози радіонуклідів сповільнюється регенерація сперматозоїдів, зменшується маса сім'яників. Такі ефекти проявлялися при введенні в організм Се, спостерігалося зменшення маси сім'яників щурів на б0% в
порівнянні з контролем. Також атрофія сім'яників у щурів при ураженні радіонуклідом Сs (Москальов, 1985).
При надходженні в організм НТО з питною водою, виявлені атрофічні зміни в насінних канальцях, їх нащадки мали менші розміри тіла і були більш схильні до інфекції, у них часто розвивалися інвазійні пухлини кишечнику, в основі яких лежали спадкові зміни статевих клітин (Mewissen, 1983, за Москалеву, 1991). НТО може індукувати Д М на постмейотіческіх стадіях сперматогенезу і реципрокні транслокації в сперматогонії.
Гістологічно в насінниках щурів після введення плутонію виявлені канальці з порушення сперматогенезу і зміненим співвідношенням різних форм клітин. Зміни сперматогенезу в першу чергу відносять до системи сперматогонії-сперматіди. Початкова стадія сперматогенезу редукована, ще більш зменшена генерація сперматоцітов першого порядку. У цих клітинах порушено мейоз, про що свідчить наявність двоядерних сперматоцітов і клітин з великим ядром. Кількість клітин Лейдіга збільшена, що є морфологічним вираженням дисгормональне перебудови ендокринної частини яєчок. Дрібноклітинний лімфоцитарна інфільтрація строми свідчить про аутоімунних процесах в цьому органі, що завершуються деструкцією статевих клітин, в результаті чого порушаться запліднення (Райцина 1985 по Москалеву, 1991).
Особливістю біологічної дії інкорпорованих радіонуклідів визначається активною роллю організму у формуванні тканинних доз через наявність транспортних іметаболіческіх процесів, що обумовлюють накопичення, прояв ефектів, виведення радіонуклідів з певних органів і тканин.

1.3. Комбінована дія факторів різної природи на
клітинні структури

Розглядаючи багатоклітинні організми як сукупність взаємопов'язаних між собою клітин, що знаходяться на різних стадіях розвитку, можна зрозуміти важливість пізнання проблеми поєднаної дії факторів різної природи на клітинні структури. Проблема комбінованої дії факторів фізичної та хімічної природи на клітинні структури в даний час актуально з точки зору радіобіології та екології. Дослідження ефектів клітини дозволить нам зробити висновки про її стан, а отже і про організм.
Одночасне дію
фізичних і хімічних чинників
У представлених науковим комітетом ООН по ефектах атомної радіації в звітах (UNSCEAR, 1982, цит. По Ракіну), виділено два класи кількісної оцінки ефектів поєднаної дії різних факторів: 1. Спостережуваний ефект викликаний дією обох агентів (ІІ і кофактором). Тут відзначаються три приватних випадку поєднаної дії факторів:
а. інтегральний ефект дорівнює за значенням сумі ефектів роздільно-діючих софакторов (адитивність);
б. інтегральний ефект виражений менше, ніж це б мало місце при складанні результатів дії факторів порізно (антагонізм);
в. інтегральний ефект перевищує за значенням суму ефектів, що діють незалежно софакторов (синергізм).
2. Цей клас включає спостережуваний ефект - результат модифікування дії одного з агентів іншим, неактивним самим по собі. Сюди відносяться два варіанти з протилежною дією:
а. різке зниження ІЕ неактивним агентом (протекція);
б. різке підвищення ефекту неактивним агентом (сенсибілізація).

Комбінована дія ІІ та фізичних факторів
Поєднання факторів і їх дії на живий об'єкт може носити різний характер. Наприклад, при дії лазерного випромінювання та гамма - променів Зі на дріжджі S. Сеrеvisae декількох штамів відзначений адитивний характер взаємодії факторів за виживання (Петін, 1987).
В експериментах, виконаних на Zea mays, при дії на цей об'єкт ультразвуку та рентгенівських променів також позначений адитивний ефект. Інші дослідники виявили синергізм дії ультразвуку і ШІ на клітини кишкової палички і ссавців (Martins Е.А., 1977, Graid, 1977). Виявили синергізм, автори відзначили, що якщо ультразвук викликає мембранні ушкодження, то ІІ - ядерні, тобто синергізм може бути результатом цих двох типів пошкоджень.
Гіпертермія є сенсибілізірующим агентом. Однак клітини ссавців більш чутливі до впливу температури і ШІ в порівнянні з дріжджовими. Проведені В.Г. Петін дослідження на диплоїдних і гаплоїдний штамах дріжджів E. magnusii, Z. Bceilli, підтверджують висновок про синергічно характер взаємодії гіпертермії і ШІ.
Слід очікувати, що щільно іонізуюче випромінювання викликають велику частку необоротних ушкоджень, ніж рідко іонізуючі.

Спільна дія ІІ і хімічних агентів
Така дія викликає різні пошкодження в клітці зокрема, така комбінація іприт і рентгенівські промені дає схожості генетичних ефектів так як вони діють безпосередньо на мішень, тобто «розривають>> хромосоми. При взаємодії ІІ з азотною кислотою відбувається в РНК - генах заміна підстав. У ДНК спаровування уроціла з аденін призводить до транзіціі гуанін - цітазін на аденін - тимін (Ауербах, 1978), так само азотна кислота може індукувати делеції, так як вона сприяє поперечним зшивання двох ланцюжків ДНК (Schuster, 1960, цит. По Ауербаха).
УФ - промені і органічні перекису викликають мутації нуклеїнових кислот (Ауербах, 1978).
Існує ряд хімічних агентів, що одержали назву «супермутагенов», до яких належать пестициди, етілметасульфонат, етіленамін та інші (Шварцман, 1973). У поєднанні ІІ і супермутагени проявляють або адитивний або синергетичний ефект, протилежних за дією є радіопртектори. Їх дія заснована на перехоплення кванта енергії, електронів, або що утворюється в результаті їх дії вільного радикала. До цих речовин відносяться тіолсодержащіе сполуки, вітаміни тіамін і ціанобеламін, іденовие з'єднання. Радіопртектори знижують вірогідність формування летальних ушкоджень і вже сформованих потенційно летальних ушкоджень в наслідок стимуляції систем пострадіаційної відновлення.


1.5. Висновок

Мутагенчувствітельность сперматогенного клітин
Дослідження генетичних ефектів в процесі гаметогенезу, індукованого радіацією, дозволили визначити радіочутливість різних стадій цього процесу.
При вивченні різних видів генетичних ушкоджень (ДЛМ, РЛМ, ПЛМ) було виявлено, що у самців мишей статеві клітини знаходяться на різних стадіях сперматогенезу, розташовуються в міру зростання генетичної радіочутливості в наступному порядку: сперматогонії, сперматоціти, сперматозоїди, сперматіди (Померанцева, Рамайя, 1969).
Причини різної генетичної радіочутливості статевих клітин, що знаходяться на різних стадіях гаметогенезу, ще остаточно не ясні. Результати досліджень дозволили припустити, що ці причини обумовлені комплексом факторів: особливостями метаболізму клітин, ступенем конденсації хромосом, рівнем насичення клітин киснем, відносною тривалістю стадій ядерного циклу, чутливістю до летального ефекту радіації, кількістю радіозахисні речовин у цитоплазмі, інтенсивністю роботи системи репарації (Шапіро, 1964).
Сперматозоїди більш чутливі, ніж оогоній, тому що несуть генетичну інформацію і накопичують генетичний вантаж. У оогоній менше порушень, тому що вони одразу закладаються в організмі в певній кількості і більш захищені природою. Сперматозоїди є основним вкладником мінливості. У них часто виникають мутації нейтральні, але бувають несприятливі. Тому вони менш конкурентоспроможні при проникненні в яйцеклітину (Ватт, Тихомирова, 1976).
На радіочутливість статевих клітин великий вплив можуть надавати біохімічні перетворення, що відбуваються в процесі гаметогенезу. Так, у сперматідах відбувається заміщення муцінбогатого гістон соматичного типу новим типам гістон, що характеризується високим вмістом аргініну (Кузин, 1973).
У статевих клітинах самців мишей, що зазнали дії мутагенів або рентгенівських променів, рівень дисоціації ДНП і денатурації ДНК знижується в міру трансформації сперматогонії в спермоціти і спермії. Ці зміни супроводжуються зміцненням нуклеопротеїдні комплексу. (Стаканов, 1977).
При дії хемотерапевтіческіх препаратів мутації виявляються в сперматогонії, тому що вони більш чутливі. Клітини на більш пізніх стадіях розвитку, коли знаходяться в процесі мейотіческого поділу більш резестентни. Слабо пролеферірующіе стовбурові сперматогонії виявляють середню чутливість (Messtrich, 1984).
Стовбурові сперматогонії при дії малих доз гамма-випромінювань від 0 - 8 Гр були в 6 разів більш резистентними, ніж клітини кісткового мозку у хом'ячка.
Таким чином механізми мутагенного дії ШІ і ТМ на генетичні структури біологічних об'єктів носять різний характер. Порушення спадкового апарату при дії цих речовин порізно, як правило, мають різну природу, проте, механізми репарації таких ушкоджень єдині, і вихід мутацій обумовлений саме здатністю клітини компенсувати шкоду, завдану мутагенами. При одночасному дії ТМ і ШІ часто вступають в силу ефекти протекції і сенсибілізації. При цьому велике значення мають дози і концентрації (їх співвідношення) діючих спільно факторів (Вітвіцький та ін, 1996). У цілому ж досконально механізми взаємодії мутагенів не з'ясовані.

2. Матеріали та методи

Для роботи використовували мишей лінії СВА у віці 3 - 3,5 міс. Нітрат свинцю і торію у концентраціях 0.03, 0.1, 0.3 г/кг ваги (у перерахунку на вміст іона свинцю Pb2 + і торію Th4 + вводили самців з питвом і опромінювали гамма-випромінюванням 1,8 Гр протягом місяця.
Після закінчення 30 днів після зняття дії (тривалість сперматогенезу у миші - 35 діб) по 5 самців з кожної групи відсаджує індивідуально з 4 - 5-ю одновіковими інтактним самками для визначення рівня ДЛМ. Через 16 - 18 днів після початку спаровування здійснювали забій самок і підрахунок жовтих тіл в яєчниках, а також живих ембріонів і резорбції в матці. За процентному співвідношенню цих показників визначали ембріональну смертність:
* Ранні домінантні літали (РДЛ) = сума ембріонів і резорбції/кількість жовтих тіл.,
* Пізні літали (ПДЛ) = кількість резорбції/кількість жовтих тіл.,
* Загальна ембріональна смертність (ДЛМ) = кількість ембріонів/кількість жовтих тіл.
За 10 самців через 35 діб після зняття впливу забивали для визначення рівнів АГС. При приготуванні використовували стандартну методику (Soares et al., 1979) в модифікації А.О. Ракіна: епідідімус самця подрібнювали на годинному склі в 2-3 краплях фізрозчину, потім додавали 2-3 краплі 10%-го воднорастворімого еозином, після чого піпеткою відокремлювали емульсію і переносили її на препаровальное скло, розподіляли по ньому і висушували при кімнатній температурі. Готовий препарат аналізували під мікроскопом, підраховували кількість аномалій у вибірці з 500 сперміїв.
Статистичну обробку даних проводили із застосуванням стандартного пакету програм "Microsoft Excel - 7", для визначення достовірності відмінностей використовували критерій малих доз Фішера (Плохінскій, 1980).

3. Результати та обговорення

Дослідження генотоксичні ефективності іонів свинцю, що вводяться в організм в субвітальних концентраціях (1 - 10% ЛД50/30) (Левіна, 1972), було зосереджено на найбільш вразливою стадії сперматогенезу - етапі формування сперматоцітов (Померанцева та ін, 1988). У цьому відношенні терміни тестування ДЛМ і АРГ повинні забезпечувати детекцию мутаційних подій, що мають подібні механізми реалізації (Мендельсон, Сергеєва, 1990). Необхідно відзначити, що застосовувані нами концентрації нітрат-іона не є мутагенними (Ракін, 1990), що дозволяє розглядати в якості генотоксичні фактора тільки що міститься в поєднанні свинець.
Домінантні летальні мутації. Оскільки доімплантаційної (ранні домінантні літали) (РЛД) і постімплантаціонная загибель ембріонів (пізні домінантні літали) (ПДЛ), як правило є результатом порушений?? я різних спадкових механізмів, то ми визнали за необхідне розділити їх на аналіз.
1). У таблиці 1 і на малюнку 1 представлені результати визначення рівнів РДЛ, ПДЛ і сумарних леталей (ДЛМ) у груп самців, підданих затравки свинцем в різних концентраціях. Як з представлених даних, РДЛ в 1-м, 3-м і контрольному варіантах показники досвіду практично не відрізняються. Виняток становлять результати аналізу цих параметрів у варіанті 2, частота РДЛ. У цьому випадку достовірно нижче такої у контролі (Р? 0,001). Оскільки фізіологічний стан інтактних самок, використаних в експерименті було однаковим, то можна припустити, що у самців з варіанту 2 відбувається зниження запліднюючої здатності сперміїв або внесення в зиготу таких порушень геному, які перешкоджають дроблення яйця (Шевченко, Померанцева, 1985). Таким чином, за критерієм РДЛ генетично ефективною виявилася концентрація свинцю 0,1 г/кг.
При аналізі ПДЛ, що є на думку багатьох дослідників істинними домінантними леталямі (Ватт, 1965; Мендельсон, Сергєєва, 1990; Ракін, 1990; Померанцева, Рамайа, 1993; та ін), була виявлена тенденція зниження ефекту у міру зростання концентрації свинцю. Найменша частота ПДЛ зафіксована у варіанті 1 (5,7%), а найбільша - у варіанті 3 (12,1%) (Р? 0,05). при цьому значення леталей в контролі не мають достовірних розходжень з даними, отриманими при аналізі результатів кожного окремо взятого варіанту досвіду. Можна відзначити, що генотоксичності мінімальної концентрації затравки більше, ніж максимальної, а по відношенню до контролю ефективність свинцю (за критерієм ПДЛ) несуттєва.
При розгляді сумарних значень ДЛМ простежується дозових динаміка порушень, схожа з такою РЛМ, коли концентрація свинцю 0,1 г/кг індукує статистично достовірно менше ушкоджень, ніж при спонтанному мутагенезу (Р? 0,05). Підвищення частоти ДЛМ у варіантах 1 і 3 у порівнянні з контрольним значенням параметра не достовірні.
Подібні нелінійні ефекти виходу генетичних порушень були вельми показові і в інших дослідженнях (Петін, 1997; Гераськин, 1996). У нашому випадку при концентрації свинцю в інтервалі від 0,03 до 0,1 г/кг, найімовірніше був перевищений "поріг поражаемості" для типу порушень, що тягнуть за собою формування ДЛМ (реципрокні транслокації і великі хромосомні аберації) (Шевченко, Померанцева, 1985). При подальшому підвищенні концентрації затравки репаративні системи вже не справлялися з зростаючою кількістю мутаційних подій, що призвело до підвищення рівня порушень.
2). При гамма-випромінюванні тварин виявлено значне збільшення рівнів ембріональної смертності (на всіх етапах) в порівнянні з контролем (Р? 0,001) (див. Табл. 3 і рис. 3). Це явно свідчить про високу мутагенною активності ІІ даної інтенсивності. Очевидно, що репаративні системи клітин не здатні були повністю компенсувати шкідливу дію гамма-випромінювання.
3). Комплексний вплив ІІ в дозі 1,8 Гр і свинцю в концентраціях 0,3 і 0,1 г/кг (див. Табл. 3 і рис. 3) виявило