Изучение первичных повреждений ДНК в костном мозге мышей при комбинированном действии пестицидов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Изучение потенциальных негативных эффектов комбинаций нескольких действующих веществ пестицидов является актуальной и малоизученной областью токсиколого-гигиенических исследований. Начальным звеном действия генотоксикантов на генетические структуры в клетках являются первичные повреждения молекулы ДНК, выявление которых позволяет оценить ранние стадии генотоксического действия ксенобиотиков и их смесей. Для этих целей широко применяется метод «ДНК-комет». 

Цель исследования – изучение первичных повреждений ДНК при комбинированном действии пестицидов.

Материал и методы. Эксперименты по оценке повреждений ДНК методом щелочного кометного анализа проводили на мышах линии CD-1 обоих полов. В качестве маркера перекисного окисления липидов оценивали концентрацию активных продуктов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой (ТБК), в сыворотке крови белых аутбредных крыс.

Результаты. Установлено, что смеси 2,4-Д-кислота + глифосат и тирам + карбендазим не вызывают образования разрывов и щелочелабильных сайтов в ДНК клеток костного мозга мышей. Экспозиция с комбинацией технических продуктов каптана и флудиоксонила индуцировала образование разрывов и щелочелабильных сайтов в ДНК клеток костного мозга животных. Сопоставление результатов оценки генотоксичности методом ДНК-комет и анализа концентрации ТБК-активных продуктов в сыворотке крови крыс свидетельствует о том, что наблюдаемые первичные повреждения ДНК при экспозиции с комбинацией каптана и флудиоксонила могут быть опосредованы индукцией перекисного окисления липидов и последующим взаимодействием образующихся продуктов с нуклеиновыми кислотами. 

Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о том, что некоторые пестициды при комбинированном действии могут повреждать наследственный материал в клетках млекопитающих. Поэтому с целью обеспечения безопасного для здоровья населения применения пестицидов при проведении токсиколого-гигиенической оценки их опасности необходимо учитывать данные о генотоксичности не только отдельных технических продуктов действующих веществ пестицидов, но и их комбинаций.

Об авторах

Наталья Сергеевна Аверьянова

ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Автор, ответственный за переписку.
Email: averianovans@fferisman.ru
ORCID iD: 0000-0002-2973-8776

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела генетической токсикологии ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, г. Мытищи Московской области.

e-mail: averianovans@fferisman.ru 

Россия

Лилия Александровна Кара

ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: karala@fferisman.ru
ORCID iD: 0000-0002-4635-2496

Младший научный сотрудник отдела генетической токсикологии ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, г. Мытищи Московской области.

e-mail: karala@fferisman.ru

Россия

Ольга Валерьевна Егорова

ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: egorovaov@fferisman.ru
ORCID iD: 0000-0003-4748-8771

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела генетической токсикологии ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, г. Мытищи Московской области.

e-mail: egorovaov@fferisman.ru 

Россия

Наталия Алексеевна Илюшина

ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: iliushinana@fferisman.ru
ORCID iD: 0000-0001-9122-9465

Доктор биологических наук, заведующая отделом генетической токсикологии ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, г. Мытищи Московской области.

e-mail: iliushinana@fferisman.ru

Россия

Список литературы

  1. Азаров О.И., Цой В.Г., Чекмарев П.А., Юшков А.Ю. Химические средства защиты растений: мировой и российский рынок. М.: ООО «Леовинг»; 2018, 112 c.
  2. Бычков К.В. Уравнение с двумя известными. Контроль качества продукции. 2014; 11: 35-41.
  3. Шубина А.Г., Синютина С.Е., Шубин Р.А. Содержание пестицидов в зерне злаковых культур и пахотных почвах ряда районов Тамбовской области. Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2009; 15 (1): 208-11.
  4. The 2016 European Union report on pesticide residues in food. European Food Safety Authority. 2018; 16 (7): 1-139. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2018.5348
  5. Воданюк С. Сколько пестицидов остается в овощах и фруктах. Доступно: https://rosorganic.ru/news/how-much-pesticide-remains-in-veget.html Ссылка активна на 20.04.2021
  6. Committee on Toxicity of Chemicals in Food, Consumer Products and the Environment. Risk Assessment of Mixtures of Pesticides and Similar Substances. Available at: https://cot.food.gov.uk/sites/default/files/cot/reportindexed.pdf Accessed 20.04.2021.
  7. González M., Soloneski S., Reigosa M.A., Larramendy M.L. Genotoxicity of the herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetic and a commercial formulation, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid dimethylamine salt. I. Evaluation of DNA damage and cytogenetic endpoints in Chinese Hamster ovary (CHO) cells. Toxicology in vitro. 2005; 19(2): 289-97. https://doi.org/10.1016/j.tiv.2004.10.004
  8. Rai B., Mercurio S.D. Environmentally relevant exposures of male mice to carbendazim and thiram cause persistent genotoxicity in male mice. Environmental Science and Pollution Research. 2020; 27: 10629-41. https://doi.org/10.1007/s11356-019-07088-5
  9. Rahman M.F., Mahboob M., Danadevi K., Saleha B.B., Grover P. Assessment of genotoxic effects of chloropyriphos and acephate by the comet assay in mice leucocytes. Mutation research. 2002; 516 (1-2): 139-47. https://doi.org/10.1016/s1383-5718(02)00033-5
  10. Sarrif A.M., Bentley K.S., Fu L.J., O’Neil R.M., Reynolds V.L., Stahl R.G. Evaluation of benomyl and carbendazim in the vivo aneuploidy/micronucleus assay in BDF1 mouse bone marrow. Mutation Research. 1994; 310 (1): 143-9. https://doi.org/10.1016/0027-5107(94)90018-3
  11. Илюшина Н.А. Цитогенетические эффекты карбендазима в клетках костного мозга мышей. Генетика. 2020; 56 (10): 1150-60. https://doi.org/10.31857/S001667582009009X
  12. McCarroll N.E., Protzel A., Ioannou Y., Frank S.H.F., Jackson M.A., Waters M.D. et al. A survey of EPA/OPP and open literature on selected pesticide chemicals: III. Mutagenicity and carcinogenicity of benomyl and carbendazim. Mutation Research. 2002; 512 (1): 1-35. https://doi.org/10.1016/s1383-5742(02)00026-1
  13. Arce G.T., Gordon E.B, Cohen S.M., Singh P. Genetic toxicology of folpet and captan. Critical Reviews in Toxicology. 2010; 40 (6): 546-74. https://doi.org/10.3109/10408444.2010.481663
  14. The European Chemicals Agency. Thiram. Registration dossier. Available at: https://echa.europa.eu/registration-dossier/-/registered-dossier/11311/4/21 Accessed 20.04.2021.
  15. European Food Safety Authority. Peer review of the pesticide risk assessment of the active substance thiram. Available at: https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2017.4700 Accessed 20.04.2021.
  16. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Report of the 1995 Joint FAO/WHO meeting of experts for captan. Available at: https://www.fao.org/fileadmin/templates/agphome/documents/Pests_Pesticides/JMPR/Reports_1991-2006/Report1995.pdf Accessed 20.04.2021.
  17. Bukowska B. Toxicity of 2,4-Dichlorophenoxyacetic Acid - Molecular Mechanisms. Polish Journal of Enviromental Studies. 2006; 15 (3): 365-74.
  18. Loomis D., Guyton K.Z., Grosse Y., El Ghissasi F., Bouvard V., Benbrachim- Talla L. et al. Carcinogenicity of lindane, DDT, and 2, 4-dichlorophenoxyacetic acid. The Lancet. Oncology. 2005; 16 (8): 891. https://doi.org/10.1016/S1470-2045(15)00081-9
  19. Food and Agriculture Organization of the United Nations. FAO specifications and evaluations for glyphosate. Available at: https://www.fao.org/fileadmin/templates/agphome/documents/Pests_Pesticides/Specs/Glypho_2014.pdf Accessed 20.04.2021.
  20. Koller V.J., Fürhacker M., Nersesyan A., Mišík M., Eisenbauer M., Knasmueller S. Cytotoxic and DNA-damaging properties of glyphosate and Roundup in human-derived buccal epithelial cells. Archives of Toxicology. 2012; 86 (5): 805-13. https://doi.org/10.1007/s00204-012-0804-8
  21. Mañas F., Peralta L., Raviolo J., Ovando H.G., Weyers A., Ugnia L. et al. Genotoxicity of glyphosate assessed by the comet assay and cytogenetic tests. Environmental Toxicology and Pharmacology. 2009; 28 (1): 37-41. https://doi.org/10.1016/j.etap.2009.02.001
  22. Bolognesi C., Carrasquilla G., Volpi S., Solomon K.R., Marshall E.J. Biomonitoring of genotoxic risk in agricultural workers from five Colombian regions: association to occupational exposure to glyphosate. Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A. 2009; 72 (15-16): 986-97. https://doi.org/10.1080/15287390902929741
  23. Guyton K.Z., Loomis D., Grosse Y., El Ghissassi F., Benbrahim-Tallaa L., Guha N. at al. International Agency for Research on Cancer Monograph Working Group ILF. Carcinogenicity of tetrachlorvinphos, parathion, malathion, diazinon, and glyphosate. The Lancet Oncology. 2015; 16 (5): 490-1. https://doi.org/10.1016/S1470-2045(15)70134-8
  24. Snyder R. D. Effects of Captan on DNA and DNA metabolic processes in human diploid fibroblasts. Environmental and Molecular Mutagenesis. 1992; 20 (2): 127-33. https://doi.org/10.1002/em.2850200208
  25. Lebailly P., Devaux A., Pottier D., De Meo M., Andre V., Baldi I. et al. Urine mutagenicity and lymphocyte DNA damage in fruit growers occupationally exposed to the fungicide captan. Occupational and environmental medicine. 2003; 60 (12): 910-7. https://doi.org/10.1136/oem.60.12.910
  26. European Food Safety Authority. Conclusion regarding the peer review of the pesticide risk assessment of the active substance fludioxonil. Available at: https://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/rn-110 Accessed 20.04.2021.
  27. Environmental Protection Agency. Fludioxonil (Novartis). Pesticide Tolerances. Final Rule. Federal Register Online via GPO Access. 1998; 63 (194): 53820-6.
  28. European Food Safety Authority. Conclusion regarding the peer review of the pesticide risk assessment of the active substance fludioxonil. Available at: https://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/rn-110 Accessed 20.04.2021.
  29. Graillot V., Takakura N., Hegarat L.L., Fessard V., Audebert M., Cravedi J.P. Genotoxicity of pesticide mixtures present in the diet of the French population. Environmental and Molecular Mutagenesis. 2012; 53(3): 173-84. https://doi.org/10.1002/em.21676
  30. Бубало Н.Н., Балан Г.М. Поражение гепатобилиарной системы, окислительный стресс и дифференцированное применение антиоксидантов у больных при острых и хронических интоксикациях пестицидами. Украинский журнал современных проблем токсикологии. 2017; 4 (80): 45-55

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Аверьянова Н.С., Кара Л.А., Егорова О.В., Илюшина Н.А., 2021


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 81728 от 11 декабря 2013.