Влияние интоксикации ацетатом свинца самцов белых крыс на функционирование нервной системы их потомства

Введение. Свинец назван одним из приоритетных факторов среды обитания, высоко опасных для здоровья человека. В работе представлены результаты по изучению влияния ацетата свинца на двигательную активность потомства белых крыс, полученных от самцов с экспозицией ацетатом свинца, и эффекты генотоксичности.

Материал и методы. Ацетат свинца крысы-самцы получали с питьевой водой в течение семи недель ежедневно из расчёта на одно животное — 60 мг/кг по свинцу. Полученное после спаривания с интактными самками потомство первого поколения (самцы) тестировали в «открытом поле» и определяли наличие ДНК-комет в половых клетках семенников и нервной ткани. Затем самцов подвергали экспозиции ацетатом свинца в той же дозе и после спаривания с интактными самками тестировали потомство второго поколения (самцов). 

Цель исследования — изучить на беспородных крысах-самцах эффекты действия ацетата свинца на поведение потомства первых двух поколений и выявить генотоксический эффект.

Результаты. При воздействии ацетата свинца на крыс-самцов трансгенерационный эффект проявлялся у животных двух поколений в виде изменений структуры поведения: снижение двигательной и исследовательской активности в первом поколении и повышение во втором поколении. Исследование методом ДНК-комет выявило повреждения ДНК в клетках головного мозга у потомства наряду с отсутствием такового в сперматозоидах.

Обсуждение. Особенностью настоящих исследований явилось установление изменений адекватного видоспецифического поведения животных первого и второго поколений после воздействия ацетата свинца не на материнский, а на отцовский организм. Генотоксический эффект у потомства может быть обусловлен эпигенетическими нарушениями при формировании новых половых клеток во время воздействия свинца. 

Заключение. Воздействие ацетата свинца на взрослых особей-самцов белых крыс приводит к формированию нарушений двигательного и исследовательского компонента поведения, а также вызывает нарастание повреждённости ДНК в клетках головного мозга у потомства первого и второго поколений.

1. Budd P., Montgomery J., Evans J., Barreiro B. Human tooth enamel as a record of the comparative lead exposure of prehistoric and modern people.Sci. Total Environ. 2000; 263: 1-10

2. Корбакова А.И., Сорокина Н.С., Молодкина Н.Н., Ермоленко А.Е., Веселовская К.А. Свинец и его действие на организм (обзор литературы). Мед. труда. 2001; 5: 29-34.

3. Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ). Информационный бюллетень № 379. Сентябрь 2013 г.

4. Зайцева Н.В. Свинец в системе мать-новорожденный как индикатор опасности химической нагрузки в регионах экологического неблагополучия. Гигиена и санитария. 2002; 4: 45-46.

5. Шубина О.С., Киреева Ю.В. Влияние свинцовой интоксикации на морфофункциональное состояние системы плацента плод. Вестник ОГУ. 2008; 88 (6): 118-21.

6. Kasuba V., Rozgaj R., Varnai V.M., Piasek M. Lead acetate genotoxicity in suckling rats. Toxicol. Lett. 2001; 123: 117

7. Рыжавский Б.Я., Михайлов В.И. Фельдшеров Ю.И., Обухова Г.Г. Влияние введения свинца беременным крысам на головной мозг их потомства (отдаленные последствия). Бюллетень эксперим. биол. и медицины. 2000; 1:28-30.

8. Грызлова Л.В., Киреева Ю.В., Шубина О.С. Влияние свинца на потомство белых крыс. Успехи совр. естествознания. 2006; 5: 68-9.

9. Явербаум П.М. Общие вопросы токсического действия свинца. Иркутск: Иркутский гос. ун-т; 2006.

10. Белолюбская Д.С., Рыжавский Б.Я., Лебедько О.А., Баранова С.Н. Влияние введения свинца беременным крысам на головной мозг их потомства: отдаленные последствия. Морфология. 2007; 1: 27-30.

11. Sen A., Heredia N., Senut M.-C., Land S. J., Hollocher K. T., Lu X., et al. Multigenerational epigenetic inheritance in humans: DNA methylation changes associated with maternal exposure to lead can be transmitted to the grandchildren. Scientific Reports. 2015; 5: 1-10. https://doi.org/10.1038/srep14466

12. Sen A., Land S., Dereski M. O., Ruden D. M. Early life lead exposure causes gender-specific changes in the DNA methylation profile of DNA extracted from dried blood spots. Epigenomic. 2015; 7(3):379-93. https://doi.org/10.2217/epi.15.2

13. Рукавишников В.С., Соседова Л.М. Совершенствование методических подходов к экспериментальным исследованиям в области медицины труда. Мед. труда и пром. экология. 2013; 3: 1-6.

14. Дурнев А.Д., Жанатаев А.К., Анисина Е.А., Сиднева Е.С., Никитина В.А., Оганесянц Л.А., и др. Применение метода щелочного гель-электрофореза изолированных клеток для оценки генотоксических свойств природных и синтетических соединений. Метод. Рекомендации. М.; 2006.

15. Дорогова В.Б., Лисецкая Л.Г., Журба О.М. Атомно-абсорбционный анализ микроэлементов в биосредах и метрологические основы контроля аналитических работ. Методические указания. Иркутск: Изд-во ГИУВ; 1999.

16. Кравцов А.А., Шурыгин А.Я., Шурыгина Л.В., Злищева Л.И., Абрамова Н.О., Хаспеков Л.Г. Пренатальное воздействие ацетата свинца на антиоксидантную глутатионовую систему головного мозга новорожденных крысят in vivo и на нейритный рост in vitro. Нейрохимия. 2009; 26 (3): 225-31.

17. Bock J., Murmu M. S., Biala Y., Weinstock M., Braun K. Prenatal stress and neonatal handling induce sex-specific changes in dendritic complexity and dendritic spine density in hippocampal subregions of prepubertal rats. Neuroscience. 2011; 193:34-43.

18. Gamma T.V., Katyushina O.V., Korenyuk I.I., Khusainov D.R., Kolotilova O.I., Cheretaev I.V. Modification of rat behavior during intoxication with heavy metals. Tavricheskiy mediko-biologicheskiy vestnik. 2012; 15 (57): 341-44. (in Russian)

19. Гамма Т.В., Катюшина О.В., Коренюк И.И., Хусаинов Д.Р., Колотилова О.И., Черетаев И.В. Модификация поведения крыс при интоксикации организма тяжелыми металлами. Таврический медико-биологический вестник. 2012; 15 (57): 341-44.

20. Хлущевская О.А. Возрастные особенности адаптации организма к воздействию свинца. Deutschland: Lap. Lambert Academic Publishing; 2014.

21. Хлущевская О.А., Химич Г.З. Механизмы нейротоксичности свинца. Вестник Караганд. универ. 2007; 46 (2):34-9.

22. Гнидой И.М. Состояние ПОЛ и тио-дисульфидной системы у детей при воздействии свинца в низких дозах. Токсикологический вестник. 2000; 3:27-9.

23. Трахтенберг И.М. Влияние свинца на развитие окислительного стресса. Токсикологический вестник. 2002; 3:22-6.

24. Stohs S.J., Bagchi D. Oxidative mechanisms in the toxity of metal ions. Free. Radic. Biol. Med. 1995; 18(2): 321-336.

25. Heydari A. Effects of short-term and subchronic lead poising on nitric oxide metabolites and vascular responsiveness in rat. Toxicol. lett. 2006; 166(1):88-94.

26. Hoffman D.J., Health A. Phosphorus amendment reduces hepatic and renal oxiolative stress in mallards ingesting lead-contaminated sediments. Toxicol. environm. 2006; 11:1039-53.

27. Correa M. Effect of chronic lead administration on ethanolinduced locomotor and brain catalase activity. Alcohols. 1999; 1:43-9.

28. Gillis B.S., Arbieva Z., Gavin I.M. Analysis of lead toxicity in human cells. Genomics.2012; 13: 344-55.

29. Díaz-Barriga F., Mejía J., Rojas Е. del Castillo. Genotoxicity induced in CD-1 by inhaled lead: differential organ response. Мutagenesis. 2002; 17(1): 55-61.

30. Wright R.O., Schwartz J., Wright R.J., Bollati V., Tarantini L., Park S.K. et al. Biomarkers of lead exposure and DNA methylation within retro transposons. Environment.al Health Perspectives. 2010; 118(6): 790-95.