ОЦЕНКА СТАБИЛЬНОСТИ ГЕНОМА БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ II ТИПА И ЭНДЕМИЧЕСКИМ ЗОБОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИКРОЯДЕРНОГО ТЕСТА

Микроядерный тест в клетках буккального эпителия широко используется в различных исследовательских работах как высокоинформативный и простой в проведении метод изучения влияния на организм различных факторов внешней или внутренней среды, которые приводят к изменениям структуры ядра [4, с.20], а также вызывают  численные и структурные аберрации хромосом, приводящие к образованию микроядер [14, с. 92]. К таким нарушениям относят ряд кариологических показателей: микроядра, протрузии, кариолизис, кариопикноз, вакуолизация и конденсация хроматина, многоядерность клеток, которые отражают состояние разных органов и систем организма [3]. Повышение частоты клеток с микроядрами в клетках буккального эпителия может явиться сигналом патологических состояний организма (аллергозы, паразитарные инвазии, некоторые генетические болезни), косвенно указывая на нарушения в работе иммунной системы организма [12, с. 687].

 Многочисленные литературные источники описывают ассоциации показателей микроядерного теста при исследовании различных заболеваний: гастродуоденит [11], клещевой энцефалит [5, 6], опухолевые больные [8], алкоголизм [18], хронический тонзиллит [19], пародонтит  и шизофрения [9], аллергические состояния [1]

Однако, практически нет работ посвященных исследованию кариологического анализа эпителиоцитов при сахарном диабете II типа и эндемическом зобе. Единственная работа посвящена оценке уровня генетического гомеостаза организма подростков, больных сахарным диабетом I типа, с использованием микроядерного теста в буккальном эпителии ротовой полости [10, с. 293].

Среди эндокринных заболеваний на первом месте по частоте встречаемости стоят сахарный диабет и патологии щитовидной железы. В Чеченской Республике количество больных с данными патологиями, состоящих на диспансерном учете, увеличивается в среднем на 20-25% в год и представляет собой важнейшую проблему для современной медицины вследствие высокой частоты встречаемости, ранней инвалидизации, смертности по причине развития поздних сосудистых осложнений, значительных экономических затрат общества на лечение. Некоторые исследователи рекомендуют применение метода учета кариологических показателей клеток буккального эпителия для массового скрининга лиц, обладающих нестабильностью генома, что позволит дать рекомендации для последующей диспансеризации [7].

В связи с вышесказанным, целью данного исследования являются изучение частоты кариологических показателей буккального эпителия у больных сахарным диабетом II типа и эндемичным зобом в Чеченской Республике и выявление возможного биомаркера для раннего выявления патологии.

Материал и методы. Объектами исследования являются 30 больных с сахарным диабетом и 34 больных с патологией щитовидной железы из разных районов Чеченской Республики. Материалом для исследования являлись клетки слизистых оболочек полости рта.

Цитогенетический статус пациентов оценивали с помощью расширенного микроядерного теста (кариологического анализа) буккальных клеток. Исследование кариологических показателей (микроядра, протрузии различного типа, насечки, вакуолизированные и конденсированные ядра, кариолизис, криаорексис, кариопикноз) проводили в соответствии с методическими рекомендациями «Оценка цитологического и цитогенетического статуса слизистых оболочек полости носа и рта у человека» [2]. У каждого пациента шпателем собирали клетки со слизистой оболочки щеки, наносили на предметное стекло, готовили мазок клеток буккального эпителия и готовили по 2 препарата.

Результаты исследования

Результаты данного исследования, проведенного на взрослых пациентах с сахарным диабетом II типа и эндемическим зобом, представлены в таблице 1, 2, 3

Слизистая оболочка внутренней поверхности щеки человека представлена многослойным плоским неороговевающим эпителием, который обновляется за счет деления базального слоя. Микроядра образуются именно в базальном слое [13] и представляют собой ацентрические хромосомные фрагменты и отдельные целые хромосомы, «потерянные» во время митоза. Эти «потери» могут быть результатом апоптоза клетки и деструкции ядра, а также возникать при освобождении клетки от лишнего хроматина, образовавшегося после мутационного воздействия. Также микроядра могут быть результатом апоптоза клетки и деструкции ядра [13].

Результаты исследования частоты микроядер у больных изучаемых групп представлены в таблице 1. Как мы видим, частота данного показателя в обеих группах больных не высокая: у больных сахарным диабетов 2 типа   среднее значения доли клеток с микроядрами 0,40 ± 0,13, у больных эндемическим зобом - 0,29 ± 0,11 и, согласно литературным данным, в 1,5-2 раза ниже средней частоты клеток с микроядрами у здорового человека 18 – 45,7 лет (0,63 – 0,64‰) [15, с. 106].

Таблица 1.

Частота микроядер и протрузий у больных с сахарным диабетом II типа и эндемическим зобом

Изучаемые заболевания, сахарный диабет II порядка и эндемичный зоб, являются заболеваниями эндокринной системы и следствием нарушения синтеза гормонов, и, согласно полученным данным, не приводят к повышению генотоксичности эндофакторов и следовательно, не вызывают повышения частоты микроядер и протрузий.

Однако, полученные результаты показывают повышение  доли клеток ранней деструкции ядра эксфолиативных клеток буккального эпителия и отражают разрушение эпителиоцитов при воздействии повреждающих факторов.

В клетках буккального эпителия больных как сахарным диабетом II типа, так и эндемическим зобом в спектре нарушений ядра преобладают вакуолизация (101,67 ± 17,32 и 60,41 ± 6,3, соответственно),  кариолизис (83,87 ± 11,64 и  68,00 ±7,92, соответственно) и кариопикноз (58,67 ± 2,49 и 54,47 ± 5,69 6 соответственно) (табл.2), которые являются показателями апоптоза и некроза клеток [17]. Можно предположить, что нарушение функционирования органов эндокринной системы отражается в виде  усиленного разрушения клеток буккального эпителия.

Таблица 2.

Частота апоптозных клеток буккального эпителия у больных с сахарным диабетом и эндемическим зобом

Как мы видим, при изучаемых заболеваниях человека происходит усиленный апоптоз клеток, который является основным механизмом элиминации клеток [16].

Таким образом, высокая частота апоптозных клеток (с вакуоизацией, кариорексисом и кариолизисом) может служить характерной особенностью буккального эпителия больных с сахарным диабетом и эндемическим зобом

Таблица 3.

Частота клеток буккального эпителия в пролиферации у больных с сахарным диабетом и эндемическим зобом

Ядра с круговой насечкой имеют центральную или частично смещенную к одному из полюсов борозду, как бы перетягивающую ядро [16] и  образуются в процессе незавершенного митоза в результате повреждения веретена деления; при этом нарушена не только цитотомия, но и кариотомия. Клетки с двумя ядрами также являются показателем пролиферации [15]. Как мы видим, данные аномалии ядра в изучаемых группах больных имеют невысокие значения, что означает, что при подобных патологиях не происходит нарушений механизмов митотического деления клеток.

Таким образом, проведенные исследования нарушений структуры ядра, механизмов апоптоза и деления клеток, свидетельствуют о усилении деструкции ядра и усилении апоптоза, что является, возможно, не генотоксичным или мутагенным воздействием, а нарушением работы гормонов щитовидной железы. Полученные нами данные могут свидетельствовать о незначительном влиянии заболевания на генетическую стабильность организма и требует дальнейшего изучения на большем числе пациентов.

Список литературы:

1.  Айриян А.П. Оценка уровня микроядер слизистой ротовой полости больных аллергозами и здоровых лиц, проживающих в сельской местности. /А.П.Айриян, А.А.Оганесян, Р.М.Арутюнян //Биол. ж. Армении. – 1990. – Т. 43, № 6. – С. 528–529.
2. Беляева, Н.Н. Оценка цитологического и цитогенетического статуса слизистых оболочек полости носа и рта у человека. Методические рекомендации . /Н.Н.Беляева, Л.П.Сычева, В.С.Журков, А.А. Шамарин и др. - М., 2005. - 37 с.
3.  Гемонов В.В. Морфология и гистохимия слизистой оболочки полости рта в норме и при некоторых патологических состояниях в эксперименте: автореф. дис. ... докт. мед. наук. – М., 1969. – 39 с.
4.  Ильин Д.А. Аспекты формирования микроядер (обзор литературы) // Естествознание и гуманизм: сб. науч. работ. – Томск, 2006. – Т. 3, № 4. – С. 20–22.
5. Ильинских Н.Н. Микроядерный анализ в оценке цитогенетической нестабильности / Н.Н. Ильинских, А.С. Ксенц, В.Н. Ильинских и [др.]  – Томск: ТГПУ, 2011. – 312с.
6.  Ильинских Н.Н. Микроядерный анализ и цитогенетическая нестабильность /Н.Н. Ильинских, И.Н. Ильинских, В.В. Новицкий, Н.Н. Ванчугова . – Томск: Изд-во Томского университета, 1992. – 272 с.
7.  Ильинских Н.Н. Цитогенетический гомеостаз и иммунитет. / Ильинских Н.Н., Ильинских И.Н., Бочаров Е.Ф. //Новосибирск: Наука, 1986. – 246 с.
8. Йлдирим И.Х. Частота микроядер в лимфоцитах периферической крови и клетках слизистой оболочки ротовой полости у больных раком, не подвергавшихся лечению /И.Х.Йлдирим, Е Йесилада, С. Йологлу. //Генетика. – 2006. – Т. 42, № 5. – С. 705–710.
9.  Калаев В.Н.  Микроядерный тест в буккальном эпителии больных шизофренией на разных стадиях лечения заболевания /В.Н. Калаев, О.Г. Никитина, Т.Ю. Никитина, С.С. Карпова // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – 2010. – Т. 9, №4. – С. 817–821.
10.  Калаев В.Н.Оценка стабильности генома больных сахарным диабетом I типа с использованием микроядерного теста в буккальном эпителии. / В.Н.Калаев, К.Б.Красножон, И.В.Игнатова // BIological sciences, 2012. - №11. – С.288-295
11.  Китаева Л.В. Цитогенетическое обследование детей, больных гастродуоденитом. /Л.В. Китаева, Н.М. Качурина, Е.А. Михеева, A.B. Иванов // Тез. докл. II Съезда Вавиловского об-ва генетиков и селекционеров (1-5 февр. 2000 г., СПб.). СПб., 2000. – Т. 2. – С. 159–160.
12.  Маймулов В.Г. Цитогенетические нарушения в соматических клетках у детей, проживающих в районах с различной интенсивностью загрязнения окружающей среды /В.Г. Маймулов, Л.В. Китаева, Верещагина Т.В., Михеева Е.А. // Цитология. – 1998. – Т. 40, №7. – С. 686–689.
13.  Микроядерный тест на буккальных эпителиоцитах человека / В.В. Юрченко // Полиорганный микроядерный тест в эколого-гигиенических исследованиях / под ред. Ю.А. Рахманина, Л.П. Сычевой. – М.: Гениус, 2007. – 312 с.      
14. Нерсесян А.К. Микроядерный тест в эксофолиативных клетках человека как метод изучения действия мутагенов/канцерогенов // Цитология и генетика. – 1996. – Т. 30, № 5. – С. 91–96.
15. Оценка частоты микроядер в эпителиоцитах слизистой оболочки полости рта у дошкольников в районах с различной интенсивностью загрязнения окружающей среды / В.Г. Маймулов, П.Г. Ромашов, Т.С. Чернякина и [др.] // Материалы объединенного Пленума Научных советов Минздравсоцразвития РФ и РАМН по экологии человека и гигиене окружающей среды и по медико-экологическим проблемам здоровья работающих. – М., 2010. – С. 106 – 107.
16.  Юрченко В. В. Цитогенетические нарушения в эпителии щеки человека при экспозиции генотоксикантами /В.В. Юрченко //Токсикологический вестник. – 2005. – №6. – С. 14 – 21.
17.  Jurchenko V.V. Mikrojadernyj test na gepatocitah. Poliorgannyj mikrojadernyj test v jekologogigienicheskih issledovanijah. M.: Genius, 2007. - Р. 43–87.
18. Ramirez А., Saldanha Р.Н. Micronucleus investigation of a1coho1ic patients with оrаl carcinomas // Genetics and Molecular Res. – 2002. – V. 1, № 3. – Р. 246–260.
19. Unal M., Celik A., Ateş N.A, Micozkadioğlu D., Derici E., Pata Y.S., Akbaş Y. // Int. J. Pediatr. Otorhinolaryn- gol. – 2005. –V. 69, №11. – P. 1483–1488.