Генетическая оценка безопасности действующего вещества «Цефтриаксона» на фоне кадмия и его коррекция БАВ цикория обыкновенного

 

В настоящее время среда обитания человека переполнена генотоксикантами, с которыми человек сталкивается на вредном производстве. Отечественными и зарубежными исследователями было доказано присутствие мутагенной активности у большинства широко распространенных медикаментов и последствия применения их непредсказуемы. Употребление таких препаратов способно привести к увеличению мутационного груза в человеческой популяции, частоте спонтанных выкидышей прочим неблагоприятным вредоносным эффектам. [1]

Тяжелые металлы оказывают не менее мощное мутагенное влияние на человеческий организм. Особенно следует выделить кадмий — один из самых ядовитых тяжелых металлов. Кадмий, поступая в организм в больших дозах провоцирует всевозможные токсические явления. По нормам Сан Пин он относится к высочайшему классу опасности, накапливается в организме, особенно в быстро делящихся половых или раковых клетках, воздействует на геном человека, вызывая мутации.

Злободневную проблему причины загрязнения кадмием окружающей среды республики РСО-Алания создают заводы цветной металлургии, в частности ОАО «Электроцинк». В течение многих лет жители Северной Осетии страдают от воздействий пагубных выбросов, которые осуществляются заводом.

Неблагоприятная экологическая ситуация в городе содействует высокому скачку заболеваемости населения, как взрослого, так и детского. Особо важно отметить возрастающие патологии репродуктивной функции женщин, что проявляется осложнением при беременности и родах. Об этом свидетельствует рост показателей гибели плода, высокая частота врожденных уродств и онкологических заболеваний. В итоге, комплексное воздействие лекарств и металлов представляет существенную и неконтролируемую опасность для наследственности человека. Большое значение имеет тот факт, что лекарства и металлы при отдельном и комбинированном воздействии по-разному могут проявлять генетическую активность. [2] [3] [4]

Учитывая вышесказанное, возникает необходимость изучения цитогенетической активности лекарственных препаратов на фоне воздействия на организм тяжелых металлов, которые в комплексе могут вызывать мутационный взрыв, способствующий деградации генотипа.

Важно также вести поиск способов антимутагенной защиты генома и поддержания экологического равновесия внутри живого организма веществами растительного происхождения.

Цель исследования:

Изучить генетическую активность действующего вещества лекарственного препарата цефтриаксона на фоне воздействия соли тяжелого металла Cd и возможную ее модификацию настоем цикория обыкновенного.

Материалы и методы исследования:

Для изучения генотоксических эффектов исследуемых веществ нами использована методика учета доминантных леталей Шварцмана П. Я (1986 г.), позволяющая учитывать генетические нарушения в половых клетках DrosophilaMelanogaster при гаметогенезе и изменение численности популяции, которая определяется не только запасами необходимых жизненных ресурсов, но и наличием в ней генетического груза [5]. Доминантные летали могут быть представлены мутациями, делециями, инверсиями, индуцируемыми исследуемым веществом в сперматозоидах дрозофилы.

Различают ранние эмбриональные летали, проявляющиеся в форме желтых яиц через 24-36 часов после спаривания имаго и поздние эмбриональные летали (коричневые яйца), являющиеся следствием хромосомных аберраций, ведущим к нарушениям на разных стадиях эмбриогенеза. [6] [7]

Нами использовалась дикая линия Dr. Melanogaster Д-32

Исследовались следующие вещества:

1. Действующее вещество Цефтриаксон — цефалоспориновый антибиотик 3-го поколения. Отличается широким спектром действия. Для препарата характерна ярко выраженная бактерицидная активность, которая обуславливается угнетением процессов синтеза, проходящих в бактериальной клетке.
2. Йодид кадмия: Cd * 10 -5 М — в течение 3 суток
3. Цикорий обыкновенный — травянистое многолетнее растение, оказывает антимикробное, вяжущее, желчегонное, мочегонное, ионизирующее действие. Проявляет выраженный защитный антимутагенный эффект, который, вероятно, можно объяснить способностью флавоноидов цикория погашать свободные радикалы кислорода.

Результаты исследований:

Рассматривалось 11 вариантов (вар.) эксперимента, результаты которого представлены в таблице № 1. Из материалов таблицы видно, что в негативном контроле (5 % сахароза) самки в среднем откладывали по 600 яиц. Процент ранних леталей (количество желтых яиц равно 0,5±0,29, поздних (количество коричневых яиц) — 0, что суммарно составляет 0,5 %. Коэффициент плодовитости составил единицу. Йодид кадмия (вар. 2, позитивный контроль № 1) оказывает влияние на сперматогенез дрозофилы, он детерминирует в 1,36±0,48 % леталей, что в 2,72 раза больше по сравнению с негативным контролем (0,5±29), коэффициент плодовитости — 0,98, количество поздних леталей превышает ранние летали, т. е. (РЭЛ составляют 0,51±0,29 %, ПЭЛ — 0,85±0,38 %). Следовательно, кадмий обладает выраженной мутагенной активностью, что не раз доказывали многочисленные исследования. Результаты применения терапевтической дозы БАВ цикория обыкновенного (ВЭ № 4) в течение 7 суток оказались аналогичными негативному контролю, процент РЭЛ составляет 0,33±0,23 %, ПЭЛ — 0,17±0,17 %. Исходя их этих данных, БАВ цикория проявляет себя нейтрально.

В варианте предобработки терапевтической дозой БАВ цикория обыкновенного йодида кадмия (вар. 6) наблюдается уменьшение процента леталей (0,36±0,25 %) и проявление высокого коэффициента защиты (73,52 %), что свидетельствует о антимутагенных свойствах цикория, коэффициент плодовитости снизился на 1,14 % по сравнению с вариантом эксперимента № 5. Количество желтых и коричневых яиц одинаково (1). РЭЛ составляет 0,18±0,18 %, ПЭЛ составляет 0,18±0,18 %. Исходя из этого, мы видим, что ранее нейтральный настой цикория обыкновенного в случае встречи с мутагеном проявляет выраженные защитные свойства. Цикорий проявляет выраженный защитный антимутагенный эффект, который, вероятно, можно объяснить способностью флавоноидов цикория погашать свободные радикалы кислорода. В варианте пост-обработки йодида кадмия настоем цикория (вар. № 5) наблюдается увеличение процента ДЛМ (1,63±57) в 1,18 раз при отсутствии коэффициента защиты по сравнению со вторым вариантом эксперимента (1,36±0,48). Количество ПЭЛ (3), РЭЛ составляет 1,02±0,45 % ПЭЛ 0,61±0,35 %. В позитивном контроле № 2 при воздействии цефтриаксоном в течение 3-х суток выход леталей увеличивается в 4,78 раз по сравнению с негативным контролем и достигает 2,39±0,71 %, что свидетельствует о наличии мутагенного эффекта у исследуемого лекарственного препарата. РЭЛ — 1,52±0,55 %, ПЭЛ — 0,87±0,43 %. В пост- и предобработке цефтриаксона цикорием наблюдается снижение процента леталей по сравнению с позитивным контролем № 2 в 0,45 и 0,14 раз, коэффициент плодовитости составляет 1,28 и 1,21, коэффициент защиты — 54,81 % и 85,77 %. В предобработке коэффициент защиты выше, чем в постобработке. Количество желтых и коричневых яиц в варианте № 7 составило одинаково: ПЭЛ составило 0,17±0,17 %, РЭЛ — 17±0,17 %. В варианте № 8 РЭЛ- 0,72±0,36 % составило, ПЭЛ -0,36±0,25 %. Все это свидетельствует об антимутагенных свойствах цикория обыкновенного. В позитивном контроле № 3 при комбинированном воздействии лекарственного препарата Цефтриаксона (3сут.) на фоне тяжелого метала (вар 9.) наблюдается снижение выхода леталей (2,14±0,67 %) по сравнению с моновоздействием цефтриаксона (2,39±0,71 %) и увеличение леталей (2,14±0,67 %) по сравнению с моновоздействием кадмия (1,36 %). Коэффициент плодовитости (кадмий + цефтриаксон) составляет 0,78, РЭЛ-0,43±0,30 % и ПЭЛ-1,71±0,60 % .

Данные факты свидетельствуют об отсутствии синергизма и комутагенности кадмия и цефтриаксона. В пост- и пред-обработке кадмия и цефтриаксона настоем цикория наблюдается снижение процента леталей в 0,18 и 0,26 раз по сравнению с позитивным контролем № 3, проявляется выраженный антимутагенный эффект, коэффициент защиты составляет 81,78 и 73,36. В варианте № 10 РЭЛ — 0,20±0,20 %, ПЭЛ — 0,39±0,28 %. В варианте № 11 РЭЛ — 0,38±0,27 %, ПЭЛ — 0,19±0,19 % .

Выводы:

1)     Исследуемый лекарственный препарат «Цефтриаксон» в терапевтической дозе проявляет выраженные мутагенные свойства.

2)     Йодид кадмия в концентрации 1* 10-5 М — мутаген. Кадмий при пост-обработке цикорием проявил эффект комутагенности.

3)     Кадмий и цефтриаксон при бивоздействии не проявляют эффекта комутагенности и синергизма.

4)     При моновоздействии цикорий не проявляет ни мутагенных, ни антимутагенных свойств.

5)     В пред- и пост обработке мутагенов цефтриаксона и кадмия цикорий проявляет выраженный антимутагенный эффект, повышая коэффициент защиты и плодовитости. (коэффициент защиты варьирует от 54,81 до 85,77 %).Полученные материалы исследований дают возможность рекомендовать в качестве профилактического средства для защиты генетического здоровья населения, проживающего в условиях высокого антропогенного пресса настой цикория, который можно использовать в терапевтической дозе как антимутаген в условиях загрязнения окружающей среды человека тяжелыми металлами.

Таблица 1

Генетические эффекты лекарственного препарата «Цефтриаксон»

№	Вариант эксперимента	Время воздействия в сутках	Всего яиц	Желтые яйца(РЭЛ)		Коричневые яйца (ПЭЛ)		Всего леталей ДЛМ± m	Коэфф. плодовитости	Коэфф. защиты	Std	P<
				Кол-во	%	Кол-во	%
1	Негативный контроль Сахароза	7	600	3	0,5±0,29	0	0	0,5 ± 0,29	1	_	_
2	Позитивный контроль № 1 Cd — 1M	3	590	3	0,51±0,29	5	0,85±0,38	1,36 ±0,48	0,98	_	2,26	0,05
3	Позитивный контроль № 2 Цефтриаксон — 0,008 мг на 100 г	3	460	7	1,52±0,55	4	0,87±0,43	2,39 ±0,71	0,77	_	2,82	0,01
4	Цикорий — 0,3 мл на 100 г	7	598	2	0,33±0,23	1	0,17±0,17	0,50 ±0,29	1,00	0	_	_
5	Cd + Цикорий	3+7	490	5	1,02±0,45	3	0,61±0,35	1,63 ±0,57	0,83	_	0,87	_
6	Цикорий + Cd	7+3	562	1	0,18±0,18	1	0,18±0,18	0,36 ±0,25	0,95	73,52	2,44	0,05
7	Цикорий + Цефтриаксон	7+3	590	1	0,17±0,17	1	0,17±0,17	0,34 ±0,24	1,28	85,77	3,11	0,01
8	Цефтриаксон + Цикорий	3+7	558	4	0,72±0,36	2	0,36±0,25	1,08 ±0,44	1,21	54,81	2,38	0,05
9	Позитивный контроль № 3 Cd + Цефтриаксон	3+3	468	2	0,43±0,30	8	1,71±0,60	2,14 ± 0,67	0,78	_	2,69	0,01
10	Цикорий + Cd +Цефтриаксон	7+3+3	512	1	0,20±0,20	1	0,20±0,20	0,39 ± 0,28	1,09	81,78	2,92	0,01
11	Cd + Цефтриаксон + Цикорий	3+3+7	530	2	0,38±0,27	1	0,19±0,19	0,57 ± 0,33	1,13	73,36	2,71	0,01

 

Литература:

 

1. Худолей В. В., Киселев А. В. Отравленные города. Издательство. Greenpeace, 1997. C. 14
2. Чопикашвили Л. В., Бобылева Л. А., Золотарева Г. Н. Генотоксические эффекты тяжелых металлов и их солей в эксперименте на дрозофиле и млекопитающих // Цитология и генетика. 1989. 23, № 3. С. 35-38.
3. Заключение комиссии СКО МАНЭБ об экологическом состоянии ОАО «Электроцинк». Комиссия создана по решению общего собрания Северо-Кавказского отделения Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности 26.09.03
4. Дубинин Н. П., Пашин Ю. В. Мутагенез и окружающая среда. М.: Наука, 1978. С. 118.
5. Прохоров И. М. Система тестов для оценки генотоксической активности факторов среды. Ярославль, 2001.
6. Изюмов Ю. Г., Литвинова Е. М., Шварцман П. Я. Реализация повреждений, индуцированных этиленнимином на разных стадиях сперматогенеза, при хранении спермы в семяприемниках интактных самок // Химический мутагенез: сб. науч. трудов. Л.: Изд-во ЛГПИ им. А. И. Герцена, 1976. С. 64-7
7. Песня Д. С., Романовский А. В., Прохорова И. М., Артемова Т. К., Ковалева М. И., Фамичева А. Н. Соколов С. А, Кондакова Е. С. Шешина К. А., Вакорин С. А. Исследование биологического эффекта модулированного УВЧ излучения на растительных и животных организмах invivo // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. ИПРЖР: Москва «Радиотехника», 2011. С. 22.