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

ӘОЖ 576.3.08:576.316:575.224:599.323:553.495                   Қолжазба құқығында

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алтаева НҰрсҰлу Закирияевна

 

 

 

Ақмола облысының  уран өндіретін өңірлерінде тіршілік ететін

тышқан тәріздес кемірушілерді цитогенетикалық зерттеу

 

03.00.01- радиобиология

 

 

Биология ғылымдарының кандидаты ғылыми дәрежесін алу  үшін

дайындалған диссертацияның

 

АВТОРЕФЕРАТЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қазақстан Республикасы

Астана, 2010

Диссертациялық  жұмыс «Астана медицина университеті»  АҚ Радиобиология ғылыми орталығында және ҚР БҒМ Жалпы генетика және цитология институтында орындалған

 

 

 

Ғылыми жетекшілері:                        медицина ғылымдарының докторы

П.Қ. Қазымбет

 

биология ғылымдарының докторы

                                   Р.Ж. Жапбасов

 

Ресми оппоненттері:                         медицина ғылымдарының докторы

Р.Қ. Қарақұлов

 

биология ғылымдарының докторы

                                                        Т.С. Балмұқанов

 

                                                     

 

Жетекші ұйым:      ҚР ҒжБМ Ботаника және

фитоинтродукция   институты            

 

 

 

 

Диссертация «____» ________ 2010 жылы сағат ____ «Астана медицина университеті» АҚ Д 09.17.04 диссертациялық кеңесінде қорғалады. Мекен-жайы: 010000, Астана қаласы, Бейбітшілік көшесі 49 «А»

 

Диссертациямен «Астана  медицина университеті» АҚ кітапханасында танысуға болады. Мекен жайы: 010000, Астана қаласы, Бейбітшілік көшесі 49 «А»

 

 

Автореферат «__» __________ 2010  жылы таратылды.

 

 

 

 

 

 

 

Диссертациялық кеңестің

ғылыми хатшысы,

медицина ғылымдарының докторы                                      Д.С. Тәжібаева

Кіріспе

Тақырып өзектілігі. Қазба байлықтарды өндіру кезіндегі қалыптасатын қоршаған ортаның өзгерістері және индустрияның, агроөнеркәсіптік жүйелердің дамуына бағытталған ірі көлемді энергетикалық жобаларды қолдану адам мен табиғи бірлестік үшін жаңа экологиялық жағдайларды тудырады [Шевченко В.А., 1989]. Атап айтқанда, Қазақстанда бұрынғы кеңес одағындағы уранның 40 %-ға жуығының өндірілуіне байланысты, уран өндірісінің радиоактивті қалдықтарымен ластанған жалпы ауданы 10 000 га, радиоактивті белсенділігі 250 000 Кu болатын аймақтардың пайда болуына әкеп соқтырды. Қазіргі уақытта кен байыту фабрикаларының, гидрометаллургиялық зауыттардың, бұрын өндірілген және өндірісі тоқтап қалған кен орындарының жұмыстарынан кейін түзілген, көлемі 170 млн.м³ болатын, радиоактивті қалдықтарды үнемі бақылау және ластанған жерлерді тазарту өзекті мәселелердің бірі болып табылады.

Солтүстік Қазақстан аймағы уранның 34 кен орындары және 19 кәсіпорындары орналасқан уранның эндогенді кен орындарының негізгі орталығы болып саналады. Бұл жерлердегі уран өндіру жұмыстарының нәтижесінде, жалпы радиоактивті белсенділігі 168,4 мың Кu, көлемі 61 млн. тонна радиоактивті қалдықтар жинақталған [Kazymbet P.K., Seisebaev A.T., 2002].

Жүргізілген радиоэкологиялық жұмыстардың  негізінде Солтүстік Қазақстанның уран өндірілетін өңірлерінде радиоактивті ластанған жерлер анықталған [Қазымбет П.Қ. 2006; Имашева Б.С., 2008; Бахтин М.М., 2008]. Биогеоценоздардың радиоактивті заттармен ластануы ағзалардың мекен ету ортасындағы жаңа абиотикалық фактор болып саналады. Сондықтан иондаушы сәулелердің әсерінің генетикалық салдарын анықтау үшін табиғи популяциялар мен экожүйедегі генетикалық процестерді зерттеу керек [Дубинин Н.П., 1989; Зайнуллин В.Г., 1998; Бигалиев А.Б., Бигалиев А.А., 2007]. Өсімдік және жануар популяциялары үшін қоршаған ортаның радиоактивті ластануының әсерін зерттеу, табиғи бірлестікте пайда болатын  генетикалық салдарлардың мөлшерін анықтауда негізгі роль атқарады [Шевченко В.А., Печкуренков В.Л., Абрамов В.И., 1992].

Жануарларды зерттегенде  алынған ғылыми нәтижелер техногенді факторлардың адамзат үшін қауіптілігін бағалауға мүмкіндік береді [Fregda K., Persson F., Stenseth N., 1980; Nagasawa H., Little J.B., 1992; Аклеев А.В., Киселев М.Ф., 2001]. Сүтқоректілердің тест-объектілерінің құрамына кіретіндігі жөніндегі негізгі ережелер Радиациялық қауіпсіздік жөніндегі Халықаралық комиссия жариялымында жарыққа шыққан [Публикация 91 МКРЗ, 2004]. Сонымен қатар, жануарлар экожүйенің маңызды элементтерінің бірі болып табылғандықтан, иондаушы сәулелердің ағзаға және жануарлар популяциясына генетикалық әсерін зерттеу жалпы биогеоценоз үшін теориялық және практикалық маңызы зор [Криволуцкий Д.А.,1983].

Жануарлар популяциясының техногенді-ластанған аймақтарда ұзақ уақыт мекендеуі, олардың тұқым  қуалау аппаратының өзгеруіне әкелуі мүмкін. Сондықтан, иондық радиацияның тұрақты төменгі дозасымен сәулеленген популяцияларды бақылаудың ғылыми практикалық маңызы зор. Өйткені, жануарлардағы мутагендік факторлардың әсерінен пайда болған микроэволюциялық өзгерістер популяциялық деңгейде зерттеу құнды болып саналады [Ильенко А.И., Крапивко Т.П.,1989; Жапбасов Р.Ж., 2006].

Радиобиологиялық және цитогенетикалық ғылыми әдебиеттердегі мағлұматтарға талдау жасағанда уран өндірісінің аумақтарында мекендейтін сүтқоректілер популяцияларының хромосомаларының сипаттамалары толық зерттелмегені анықталды. 

Уран рудасын шығару және қайта өңдеу, радиоактивті қалдықтарды сақтау шараларымен қалыптасқан күрделі радиоэкологиялық жағдайдың табиғи сүтқоректілер популяциясы үшін потенциалды қауіптілігі диссертациялық жұмыс тақырыбының маңыздылығы мен өзектілігін дәлелдейді.

Жұмыстың мақсаты

Ақмола облысының уран өндіретін аймағында мекендейтін тышқан тәріздес кемірушілердің тіршілік ету ортасының  радиациялық жағдайын зерттеу және оларға әсер ететін техногендік ластанудың цитогенетикалық салдарын бағалау.

Жұмыстың негізгі міндеттері

1 Тышқан тәріздес кемірушілер тіршілік ететін жерлердің радиоэкологиялық жағдайын зерттеп, гамма-сәулесінің эквивалентті доза қуатын, альфа-, бета- бөлшектер ағымы тығыздығын өлшеу.

2 Зерттелген аймақтағы топырақ, өсімдік, су үлгілерінде радионуклидтердің мөлшерін анықтау, тіршілік ететін тышқан тәріздес кемірушілердің мүмкін болатын дозалық жүктемесін анықтау.

3 Тышқан тәріздес кемірушілердің сүйек миы жасушаларындағы геномдық мутациялар мен хромосомалық аберрациялардың кездесу жиілігін зерттеу.

4 Тышқан тәріздес кемірушілердің қан эритроциттерінде микроядролардың кездесу деңгейін бағалау.

Жұмыстың ғылыми жаңалықтары

Степногор тау-химиялық комбинатының радиоактивті қалдықтар жинақталып сақталатын қоймасының маңында тышқан тәріздес кемірушілердің тіршілік ету ортасын бақылау тобының тышқандары тіршілік ететін «таза» жерлермен салыстырғанда гамма–сәулесінің эквивалентті дозасының қуаты 6 есеге дейін, бета-бөлшектерінің ағым тығыздығы 15 есеге дейін жоғары болатындығы анықталды.

Бұл жерлердегі топырақ, су және өсімдік үлгілерінде ²³⁸U, ²²⁶Ra, ²³²Th және ²¹⁰Pb концентрациясы «таза» аймақпен салыстырғанда 2 еседен 52 есеге дейін жоғары болды.

Бақылау тобының тышқандарымен  салыстырғанда радиоактивті-ластанған  жерлерде мекендейтін тышқандардың сіңірген дозасының мөлшері 10-нан 19 есеге дейін жоғары болу мүмкіндігі анықталды.

Алғашқы рет Ақмола облысының уран өндіретін өңірінде мекендейтін тышқандар (Allactaga major Kern. және Allactaga saltator Eversman.) цитогенетикалық зерттелуге алынып, сүйек миы тініндегі цитогенетикалық тұрақсыздықтың деңгейі негізінен гипердиплоидты, полиплоидты және хромосомаларында аберрациялары бар жасушалардың сандарының артуымен байланысты болатындығы айқындалды.

Тышқандардың қан жасушасындағы  цитогенетикалық тұрақсыздықты  зерттеу барысында техногенді факторлардың әсерін айқындайтын микроядролардың кездесу жиілігінің жоғарылайтындығы байқалды.

Сүйек кемігінде  және қан жасушаларында айқындалған  цитогенетикалық өзгерістер тышқан тәріздес кемірушілерді (Allactaga major Kern., Allactaga saltator Eversman.) қоршаған ортаның техногенді ластану дәрежесін айқындайтын биоиндикатор ретінде пайдалануға болатындығын көрсетеді.

Практикалық құндылығы

Уран өндіретін өңірлердің маңында мекендейтін тышқандардың тіршілік ету ортасын радиоэкологиялық  тұрғыда зерттегенде алынған  мәліметтер, осы аймақта жүргізілетін қоршаған орта объектілерін радионуклидтерден тазарту шараларына пайдаланылады. Сонымен қатар  алынған нәтижелерді радиоактивті-ластанған аймақтарда тұратын адамдарда болатын кейінгі салдарларды болжау үшін қолдануға болады.

Тышқандарды цитогенетикалық тұрғыда зерттеу:

• радиоактивті ластанудың кейінгі генетикалық салдарларын айқындауға;
• қолайсыз ортаға ағзаның бейімделу процестері туралы мәліметтерді толықтыруға мүмкіндік береді.

Қорғауға ұсынылатын негізгі қағидалар

1 Төменгі дозадағы иондық радиацияның тұрақты әсер ету ортасында тіршілік ететін тышқандарда цитогенетикалық тұрақсыздық деңгейі спонтандық деңгейден дәйекті түрде  жоғары болды. 

2 Уран өндіретін өңірде мекендейтін тышқан тәріздес кемірушілердің қан жасаушы тініндегі гиподиплоидты, гипердиплоидты хромосомалардың, хромосомалық аберрациялардың және перифериялық қан жасушасындағы микроядролардың кездесу жиілігін биоиндикаторлық мақсатқа пайдалануға болады.

3 Тышқан тәріздес кемірушілерді зерттеуде алынған мәліметтер иондаушы сәулелердің тірі ағза популяцияларына цитогенетикалық қауіп-қатер әсерін анықтап, генетикалық салдарлар туралы болжам жасауға мүмкіндік береді.

Зерттеу нәтижелерін  енгізу

Диссертациялық жұмыстың нәтижелері «Астана медицина университеті» биология кафедрасында оқу үрдістеріне, «Медициналық Радиобиология Ғылыми Орталығы» ғылыми зертханасына енгізілді.

Зерттеу нәтижесінің сыннан өтуі

Диссертациялық жұмыстың негізгі  нәтижелері  II және III Халықаралық ғылыми-тәжірибелік «Уран өндіретін өңірлердегі медициналық – биологиялық және экологиялық проблемалар» атты конференцияда  (Астана, Қазақстан,  2005; 2007); «Медицинадағы жаңа технология» атты жас ғалымдардың ғылыми конференциясында (Астана, Қазақстан, 2006); «Қазіргі таңдағы Қазақстанда инновациялық даму және ғылымның қажеттілігі» атты Республикалық ғылыми-тәжірибелік конференцияда (Алматы, Қазақстан, 2007); «Семей сынақ полигоны. Радиациялық зардаптары мен таратпау мәселелері» атты III Халықаралық ғылыми - тәжірибелік конференцияда (Курчатов, Қазақстан, 2008); «Эндо- және экзоэкологиялық әсерлердің ағзаның ішкі ортасына саногенді және патогенді әсерлері» Еуразиялық симпозиумда (Шолпан-Ата, Қырғыз Республикасы, 2009); 51-ші халықаралық қатынасумен өткізілген жас ғалымдар конференциясында (Астана,Қазақстан, 2009);  «Медициналық білім берудің мәселелері, ғылым және практика» атты халықаралық ғылыми-тәжірибелік конференцияда (Астана, Қазақстан, 2009); «Геном мен қоршаған ортаның байланысы, генетикалық токсикология» атты 15 Александр Холландердің халықаралық конкурсінде (Астана,Қазақстан, 2009); «Иондық сәуленің медициналық және экологиялық әсерлері» атты V халықаралық ғылыми – тәжірибелік конференцияда (Томск, Ресей, 2010) баяндалды.

Жұмыстың басылымы

Диссертациялық жұмыс тақырыбы бойынша баспада 14 жұмыс жарық көрді. Жұмыс № ҒТБ-0345 «Радиациялық –токсикалық әсерлердің ұзақ уақыт жағдайындағы Қазақстанның  солтүстік өңіріндегі халықтың денсаулығын медициналық және әлеуметтік тұрғыда бағалау» ғылыми зерттеу жұмысының жоспарына сәйкес орындалған.

Диссертацияның  құрылымы мен көлемі

Диссертациялық жұмыс  кіріспеден, әдеби шолудан, зерттеу  материалдары мен әдістерін сипаттаудан, өзіндік зерттеулерден, қорытынды, тәжірибелік ұсыныстардан, қолданылған әдебиеттер тізімінен тұрады. Диссертацияның көлемін компьютермен терілген 100 бет құрайды. Жұмыс 28 сурет және 12 кестемен көркемделген.

Автордың жеке үлесі

Жергілікті жерлерді радиометриялық зерттеу жұмыстары, тышқан тәріздес кемірушілерді цитогенетикалық зерттеу, зерттеу нәтижелерін талдау және сараптау, мәліметтерді жинақтау, оны өңдеу, тұжырым мен қорытындыны жазу толығымен авторға тиесілі.

Негізгі бөлім

Зерттеудің  материалдары мен әдістері

Қоршаған ортада тіршілік ететін жануарларға генетикалық зерттеулер жүргізгендегі ең негізгі мәселе – ол зерттеулер жүргізетін тест объектіні таңдап алу болады. Тәжірибе жүргізілетін жан-жануарлар бақылау және тәжірибе аймақтарында тіршілік етуі және олардың биологиялық және тіршілік ету сипаттамалары бірдей болуы шарт. Степногор тау-химиялық комбинатының (СТХК) радиоактивті қалдықтарды сақтайтын қоймасының маңайында тіршілік ететін сүтқоректілердің ішінен жоғарыда айтылған талаптарға сәйкес екі түрлі тышқан тәріздес кемірушілер бар. Олар үлкен тышқан (Allactaga major Kern.) және секіргіш –тышқан (Allactaga saltator Eversman.). Барлығы 136 жануарларға цитогенетикалық зерттеу жүргізілді. СТХК радиоактивті қалдықтарды сақтайтын қоймасының  санитарлы аймағының сыртында (100-200 м), солтүстік-шығыс бағытында 42 үлкен тышқан (Allactaga major Kern), 37 секіргіш тышқан (Allactaga saltator Eversman.), бақыланатын аймақта 26 үлкен тышқан (Allactaga major Kern) және 31 секіргіш тышқан (Allactaga saltator Eversman.) түнгі уақытта автомобильдің жарығы мен торды пайдалану арқылы 2005-2006 жылдары маусым-шілде айларында ұсталынды. Бақыланатын топтың жануарлары ^{өндіріс орындарынан тыс, Степногор қаласынан 10-20 км алшақтықта орналасқан, қалыпты радиациялық фонды, географиялық көрсеткіштері бойынша ұқсас аймақтан ұсталынды.} Ауланған тышқандардың мекендейтін жерлерінде g-сәулесінің эквивалентті дозасының қуаты, a- және b-бөлшектерінің тығыздық ағымдары «РКС-01-Соло» дозиметр-радиометрмен өлшеніп, топырақ, өсімдік және су үлгілері зертханалық зерттеу жұмыстарына алынды ^{(кесте 1)}.

 

^{Кесте 1 - Зерттеудің сипаттамасы}