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

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.

 

 

 

 

ПРАКТИКАЛЫҚ ҰСЫНЫСТАР

1. Диссертациялық жұмыстың нәтижелері уран өндіретін өңірлердегі радиоактивті ластанған жерлердің генетикалық салдарларын бағалауға ұсынылады.
2. Зерттелінген тышқан тәріздес кемірушілерді Қазақстанның басқа да уран өндіретін өңірлерінің экологиялық жағдайын анықтау үшін  генетикалық мониторинг жүргізу барысында биоиндикатор ретінде қолдану ұсынылады.
3. Диссертациялық жұмыстың материалдары иондық радиацияның төменгі дозасының цитогенетикалық әсері туралы ғылыми мағлұматтарды толықтырады және ҚР жоғарғы оқу орындарында «Радиобиология», «Генетика», «Жалпы және медициналық цитогенетика» және «Радиациялық экология негіздері» атты пәндерді оқыту барысында қолдануға болады.

Н.З. Алтаеваның «Ақмола облысының уран өндіретін өңірлерінде тіршілік ететін тышқан тәріздес кемірушілерді цитогенетикалық зерттеу» тақырыбына дайындалған диссертациясы бойынша жарияланған жұмыстары

1 Алтаева Н.З. Солтүстік Қазақстанның уран өндіретін өңірлерінде мекендейтін кемірушілерді техногенді факторлардың әсерін анықтайтын биоиндикатор ретінде пайдалану//Астана медициналық журналы «Уран өндіретін өңірлердегі медициналық-биологиялық және экологиялық проблемалар». – Астана. – 2005. - №3. –Б. 18-19

2 Алтаева Н.З. Солтүстік Қазақстанның уран өндіретін аймақтарында мекендейтін сүтқоректілерді цитогенетикалық зерттеудің негізгі мәселелері// Қазақ Мемлекеттік Медицина Академиясы жас ғалымдардың ғылыми конференциясының материалдары «Медицинадағы жаңа технология». – Астана. – 2006. Б.9-10

3 Алтаева Н.З., Жапбасов Р.Ж. Уран өндіретін өңірлерде мекендейтін жабайы тышқантәрізді кеміргіштерді цитогенетикалық тұрғыда зерттеу//Астана медициналық журналы «Уран өндіретін өңірлердегі медициналық- биологиялық және экологиялық проблемалар». – Астана. – 2007. -№7.-Б.62-64

4 Р.Ж. Жапбасов., Ж.А. Қашағанова., Алтаева Н.З. Қазақстанның радиоэкологиялық жағдайлары әртүрлі аудандарда тіршілік ететін жануарларды цитогенетикалық зерттеу//«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане» Республиканская научно-практическая конференция. – Алматы. – 2007. – Б.40-46

5 Zh.A. Kashaganova,, R. Zhapbasov, N.Zh. Kadyrova, K.S. Karimbaeva, A.N. Mamyrbaeva, N.Z. Altaeva Population genetical investigation of the level of mutagenesis and teratological events frequency in ecologically different regions of Kazakhstan// Materials III international scientific-practical conference «Semipalatinsk test site. Radiation legacy and non-proliferation issues». –Kurchatov.- 2008. P.43-44

6 Қазымбет П.Қ., Алтаева Н.З. Ақмола облысының уран өндіретін өңірлердегі тышқан тәріздес кемірушілердің тіршілік ететін ортасының және үй жануарлары жайылатын жерлердің радиоэкологиялық жағдайы// Астана медициналық журналы. – Астана.- 2009.Б. 145-148

7 Алтаева Н.З., Жапбасов Р.Ж. Цитогенетическая изменчивость мышевидных грызунов, обитающих на территории урановорудных провинций // Материалы Евразийского Симпозиума «Проблемы саногенного и патогенного эффектов эндо- и экзоэкологического воздействия на внутреннюю среду организма» по вопросам фундаментальной и прикладной медицины (посвященного 80-летию академика РАМН Ю.И.Бородина). - Чолпон-Ата. – 2009. -С. 35-36 

8 Алтаева Н.З., Қазымбет  П.Қ. Уран өндіретін аймақтарда тіршілік ететін жануарлардың соматикалық клеткаларындағы цитогенетикалық тұрақсыздық деңгейін зерттеу// Халықаралық қатысуымен өтетін жас ғалымдар мен студенттердің 51-ші қорытынды ғылыми практикалық конференциясы материалдарының жинағы. – Астана. – 2009. – Б.206

9 Алтаева Н.З., Жапбасов  Р.Ж. Сақталмалы иондық сәулелердің жабайы кемірушілер популяцияларына генетикалық әсері//«Астана медициналық университеті» АҚ 45-жылдығына арналған «Медициналық білім, ғылым және тәжірибе мәселелері» атты Халықаралық ғылыми-практикалық конференциясының материалдары. – Астана. – 2009. – Б.68

10 Р. Жапбасов, А.С. Мусаева, Ж.А. Кашаганова, Н.З. Алтаева., Н.Ж. Кадырова, К.С. Каримбаева, А.Н. Мамырбаева, В.И. Тусупбаев, А.М. Жомартов Цитогенетические и тератологические исследования диких и домашних животных из разных экологических районов Казахстана// Материалы 15 международного курса Александра Холландера «Взаимодействие генома и окружающей среды генетическая токсикология».- Астана. – 2009. - С.40-42

11 Алтаева Н.З. Цитогенетический анализ эритроцитов периферической крови у мышевидных грызунов// Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы медицинского образования, науки и практики», посвященной 45-летию Медицинского университета. – Астана. – 2009. - С.118

12 Алтаева Н.З. Цитогенетическое исследование мышевидных грызунов, обитающих на территориях, загрязненных радионуклидами// Материалы V Международной научно-практической конференции «Медицинские и экологические эффекты ионизирующего излучения (MEEIR-V)».- Северск-Томск. – 2010. - С.74-75

13 Н.З. Алтаева, Р.Ж. Жапбасов Степногор тау-кен химиялық комбинатының радиоактивті қалдықтарды сақтайтын қоймасының маңында тіршілік ететін кемірушілердің жасушаларындағы  цитогенетикалық  тұрақсыздықтын деңгейін зерттеу//Известия НАН РК.Серия биологическая, медицинская. -2010. - №1.- Б.88-92

14 Н.З. Алтаева, Р.Ж. Жапбасов Уран өндіретін өңірде мекендейтін тышқан тәріздес кемірушілер қоршаған ортаның биоиндикаторы // С. Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университетінің Ғылым жаршысы. – Астана.- 2010. - №2. –Б.31-34

 

 

 

 

 

РЕЗЮМЕ

Алтаева Нурсулу  Закирияевна

 

«Цитогенетическое исследование мышевидных грызунов, обитающих в уранодобывающих регионах Акмолинской области»

Диссертация на соискание  ученой степени кандидата биологических  наук

 

03.00.01- радиобиология

 

Актуальность  темы. Республика Казахстан занимает ведущее место в мире по запасам урановых руд, где по мнению специалистов, сосредоточено около 25% разведанных мировых запасов урана. В течение последних сорока лет в Казахстане осуществлялась разработка 20 урановых месторождений и за этот период было добыто около 40% урана бывшего СССР. В настоящее время на территории Республики накопилось более 200 млн. тонн радиоактивных отходов в виде хвостов обогатительных фабрик, штабелей кучного выщелачивания, хвостохранилищ гидрометаллургических заводов, отвалов беднотоварной и непереработанной товарной руды, представляющие большую опасность как источники радиоактивного загрязнения окружающей среды и оказывающие вредное воздействие на здоровье населения. Стратегия изучения экологических последствий действия ионизирующих излучений включает как один из основных элементов анализ генетических процессов в природных популяциях и экосистемах.

Поэтому анализ цитогенетических последствий у мышевидных грызунов, обитающих в зоне влияния уранодобывающих предприятий является одним из важных звеньев радиобиоэкологического мониторинга, однако  многие стороны проблемы остаются не изученными.

Целью работы явилось исследование радиационной обстановки в среде обитания мышевидных грызунов в уранодобывающих регионах Акмолинской области и оценка цитогенетических последствий техногенного загрязнения на природные популяции мышевидных грызунов.

Задачи исследования:

1 Изучить радиоэкологическую обстановку в местах обитания мышевидных грызунов и провести радиометрическую съемку с измерением мощности эквивалентной дозы гамма-излучения, определением плотности потока альфа- и бета-частиц;

2 Определить содержание радионуклидов в пробах почвы, растений, воды объектах окружающей среды и выяснить дозовую нагрузку на мышевидных грызунов, обитающих в районе обследования;

3 Исследовать  частоту встречаемости геномных мутаций и хромосомных аберраций в костном мозге мышевидных грызунов;

4 Провести цитогенетический анализ эритроцитов крови мышевидных грызунов.

Научная новизна

Исследованием радиоэкологической обстановки в местах обитания мышевидных грызунов показано, что мощность эквивалентной дозы гамма-излучения превышает контрольные показатели в 6 раз, а плотность потока бета-частиц в 15 раз. В образцах почвы, растений и воды концентрация ²³⁸U, ²²⁶Ra, ²³²Th и  ²¹⁰Pb превышает контрольный  уровень в 2 - 52 раза.

Величина поглощенной дозы ионизирующего излучения у мышевидных грызунов, обитающих в радиоактивно-загрязненных участках превышает показатели у контрольных животных в 10- 19 раз.  

Впервые установлено, что мышевидные грызуны (Allactaga major Kern., Allactaga saltator Eversman.), обитающие вблизи территорий ураноперерабатывающих предприятий Акмолинской области подвержены мутагенным рискам, которые обусловлены развитием цитогенетической нестабильности, что подтверждено увеличением числа клеток костного мозга с гипердиплоидами, полиплоидами и хромосомными аберрациями.

К числу мутагенных рисков также относится более чем двухкратное увеличение у мышевидных грызунов, обитающих на радиоактивно-загрязненных территориях частоты эритроцитов с микроядрами.

 Выявленные закономерности  цитогенетических нарушений клеток  костного мозга и периферической  крови позволяют считать, что мышевидные грызуны (Allactaga major Kern., Allactaga saltator Eversman.), обитающие на радиоактивно-загрязненных территориях являются биоиндикаторами техногенного загрязнения окружающей среды.

Материалы и  методы

Изучение радиоэкологического  состояния в местах обитания мышевидных грызунов предусматривает проведение пешеходной радиометрической гамма-съемки и отбор проб почвы, растений и воды. Радиометрическая съемка мест обитания мышевидных грызунов с измерением мощности эквивалентной дозы гамма-излучения, плотности поверхностного загрязнения альфа-частицами и бета-частицами проводилась дозиметром «РКС-01-Соло» с соответствующими блоками детектирования.