Многочисленные загрязняющие вещества (поллютанты) различной природы постоянно ухудшают экологическую обстановку, тем самым нанося непоправимый вред здоровью населения [1–3].

Техногенное воздействие на биосферу стало одним из значимых факторов, диктующим нам условия существования на Земле. Значимые радиационные аварии и катастрофы второй половины ХХ и начала XXI вв. (Кыштымская, Уиндскейл, Ленинградская, Три-Майл-Айленд, Сен-Лоран-дез-О, Чернобыль, Фукусима) внесли в биосферу огромное количество техногенных радионуклидов [3, 4–6].

В результате Чернобыльской катастрофы, произошедшей 37 лет назад, огромные территории, на которых проживают более 5 млн человек, оказались загрязнены [5]. Плотность радиоактивного загрязнения, в большей степени определяемая цезием-137 (137Cs) и стронцием-90 (90Sr), еще долгие десятилетия будет оставаться радиологически значимой [7].

На сегодняшний день на радиоактивно-загрязненных территориях Брянского региона проживают 309 000 человек [8].

Радиоэкологический мониторинг в Брянской области показывает, что плотность загрязнения почв 137Cs и 90Sr на юго-западных территориях (ЮЗТ) превышает допустимые радиологические пределы (критерии отнесения территорий к зонам радиоактивного загрязнения) [9], при этом накопленные эффективные дозы облучения населения спустя 37 лет после аварии колеблются в диапазоне от единиц до сотен мЗв [10].

Экологическая ситуация в Брянской области также осложнена химическим загрязнением окружающей среды вследствие работы промышленных предприятий, растущего количества автотранспорта. По официальным данным, в последние годы в Брянской области отмечено увеличение выброса загрязняющих атмосферный воздух поллютантов, в большей степени оксида углерода (CO) и летучих органических соединений (ЛОС) [11]. Такая экологическая обстановка приводит к ухудшению здоровья населения и делает проблему загрязнения среды приоритетной для здравоохранения региона. Кроме того, важно отметить, что на некоторых территориях Брянской области население подвергается сочетанному воздействию радиоактивного и химического загрязнения, что приводит к более интенсивному росту заболеваемости [12].

Описанная неблагоприятная экологическая обстановка в Брянской области приводит к увеличению числа мутагенных факторов, она может создать реальную угрозу увеличения популяционного груза и изменения темпов мутационного процесса [13]. Установлено, что у жителей крупных городов индекс накопления цитогенетических нарушений в 2,0–2,4 раза превышает показатели сельских жителей [14], однако группой, наиболее чувствительной к воздействию неблагоприятных факторов среды, были и остаются беременные женщины [15–19]. По данным литературы, загрязнители атмосферного воздуха (фенол, формальдегид, тяжелые металлы) [15–18], радиационное загрязнение [19, 20] не только приводят к увеличению заболеваемости беременных разнообразной соматической патологией и усугублению течения беременности, но и способны вызывать эмбрио- и фетотоксические эффекты.

Для цитогенетического мониторинга давно применяют микроядерный тест, зарекомендовавший себя как надежный и простой способ оценки цитогенетических нарушений [21, 22]. Это объясняется тем, что метод является универсальным биомаркером, который надежен для измерения генотоксических, мутагенных и тератогенных факторов окружающей среды [21–23]. Возможности микроядерного теста могут быть применены значительно шире, так как они позволяют наряду с микроядрами оценить широкий спектр состояний ядра в эксфолиативных клетках по цитогенетическим нарушениям, показателям пролиферации и деструкции ядра [23, 24].

Таким образом, изучение цитогенетического статуса беременных женщин, проживающих на территориях с различным уровнем радиоактивного и химического загрязнения окружающей среды, является чрезвычайно важным не только для теоретической гигиены окружающей среды и медицинской экологии, но и для практического здравоохранения.

Целью исследования было провести сравнительный анализ частоты цитогенетических нарушений, показателей пролиферации и деструкции ядра во влагалищном эпителии беременных женщин, проживающих в условиях радиационного, химического и сочетанного загрязнения территорий Брянской области.

ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ

Цитогенетический статус беременных женщин исследовали с помощью микроядерного теста [21–25] на клетках влагалищного эпителия на базе ГАУЗ БГБ № 1 с августа по ноябрь 2023 г.

Для исследования были взяты три группы беременных женщин, проживающих в различных экологических условиях (на территориях химического, радиоактивного и сочетанного загрязнения), и контрольная группа (женщины, проживающие на экологически благополучных территориях). В каждую группу включили 20 женщин

в возрасте от 26 до 33 лет, одного срока гестации (27–33 недели), не страдающих хроническими соматическими заболеваниями и не имеющих осложнений беременности. Критериями невключения в исследование стали возраст беременных женщин старше 35 лет, различные осложнения беременности. Всего обследованы 80 женщин.

Образцы влагалищного эпителия были получены с помощью урогенетельного зонда «Цервекс Браш» (Симург; Россия) и помещены в пробирку со специальной средой, а образцы буккального эпителия были получены с помощью стерильного деревянного шпателя и нанесены на стекло, их фиксировали на воздухе в течение 2 мин. Цитологические препараты влагалищного эпителия изготавливали методом осаждения. Все препараты были окрашены по Квику. Для анализа были отобраны образцы, содержащие не менее 2500–3000 клеток. Расчет данных проводили на 1000 клеток (окончательный результат выражен в промилле, ‰). Всего проанализированы около 220 000 клеток. Микроскопию выполняли с помощью светового микроскопа Nikon Eclipse (Nikon; Япония) при увеличении × 1000.

В мазках были подсчитаны цитогенетические нарушения (клетки с микроядрами и протрузии разных форм; показатели пролиферации (двуядерные клетки, клетки с двойным ядром, клетки более чем с двумя ядрами); показатели деструкции ядра (клетки с кариопикнозом, кариорексисом и кариолизисом) [23–25].

Районы и города Брянской области были разбиты на четыре группы в зависимости от уровня химического и радиоактивного загрязнения. В группу экологически благополучных территорий вошли Карачевский, Навлинский, Клетнянский и Дубровский районы, в группу территорий с химическим загрязнением — г. Брянск и г. Дятьково. Группу территорий с радиоактивным загрязнением составили Красногорский и Злынковский районы, а с сочетанным радиационно-химическим загрязнением — г. Новозыбков и г. Клинцы.

Уровень радиоактивного загрязнения территорий 90Sr и 137Cs в результате Чернобыльской катастрофы определяли по данным [9], средние накопленные эффективные дозы облучения — по данным [26], уровень химического загрязнения — по данным отчетов Ростехнадзора по выбросам от стационарных источников 2-ТП (воздух) за десятилетний период (2010–2019) [8]. Были выделены основные поллютанты, загрязняющие атмосферный воздух: оксид углерода (СО), оксиды азота (NOx), диоксид серы (SO2) и ЛОС (включая формальдегид, бензол, бенз(а)пирен, стирол, пиридин, винилхлорид, акролеин и фенол). Производился пересчет выбросов химических веществ в атмосферный воздух (тонн/год) на площадь района (км2) в г/м2 [8].

С помощью средств пакета МойОфис («Новые облачные технологии»; Россия) проводили статистический анализ полученных данных. Использованы выборочное среднее (M) и стандартная ошибка среднего (m). С помощью критерия Шапиро–Уилка определяли нормальность распределения данных. Установлено, что в большинстве случаев распределение показателей цитогенетических нарушений, пролиферации и деструкции ядра было далеким от нормального, поэтому для проверки статистической значимости различий был использован U-критерий Манна–Уитни, различия считали значимыми при p < 0,001 – p < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Уровни химического загрязнения атмосферного воздуха СО, SO2, NOx и ЛОС в четырех группах районов отличаются в сотни и даже в тысячи раз (табл. 1).

На экологически благополучных территориях максимальный показатель валовых выбросов газообразных поллютантов в пересчете на площадь района (г/м2) составляет 122 г/м2, тогда как на территориях химического загрязнения сумма загрязнения достигает максимальных значений — 30462 г/м2.

На территориях радиоактивного загрязнения сумма газообразных поллютантов крайне незначительна — она составляет 13–16 г/м2. На территориях с сочетанным загрязнением уровень загрязнения газообразными поллютантами составляет 281–441 г/м2, что превышает значения радиоактивно-загрязненных районов в 22–27 раз (табл. 1).

Уровень загрязнения СО на территориях химического загрязнения колеблется от 2181 до 12542 г/м2, SO2 — от 198 до 2019 г/м2, NOx — от 3809 до 8230 г/м2, ЛОС — от 365 до 7671 г/м2. В радиоактивно загрязненных районах значения минимальны и колеблются крайне незначительно — от 0 по SO2 до 7 г/м2 по СО, на территориях сочетанного загрязнения показатели колеблются между 0 по SO2 до 154 г/м2 по CO, а в контрольных районах — между 0 и 53 г/м2 (табл. 1).

Плотность радиоактивного загрязнения по 137Cs в экологически благополучных районах варьирует от 4,7 до 16,7 кБк/м2, на территориях химического загрязнения — от 7,8 до 34,0 кБк/м2. На радиоактивно-загрязненных территориях средняя плотность загрязнения 137Cs в 31,7 раза выше, чем на благополучных территориях (317,0 и 10,0 кБк/м2), и в 15,2 раз выше, чем на территориях химического загрязнения (317,0 и 20,9 кБк/м2), что превышает допустимые радиологические значения критериев отнесения территорий к зонам радиоактивного загрязнения (37,0 кБк/м2) [9]. На территориях сочетанного загрязнения средний уровень загрязнения 137Cs составляет 288,8 кБк/м2, что незначительно меньше значений радиационно-загрязненных территорий (–8,9%), но в 28,8 раза превышает значения контрольных районов и в 13,8 раза — значения районов химического загрязнения (табл. 1).

Плотность радиоактивного загрязнения по 90Sr в городах и районах Брянской области колеблется от 0,4 до 14,3 кБк/м2, достигая максимальных значений на территориях радиоактивного (14,3 кБк/м2) и сочетанного (8,6 кБк/м2) загрязнения, что превышает допустимые радиологические значения (5,6 кБк/м2) [9] (табл. 1).

Величины среднегодовой эффективной дозы (СГЭД90) от Чернобыльской составляющей в группе экологически благополучных территорий и территорий химического загрязнения не превышают 0,1 мЗв в год, в то время как в группе территорий радиоактивного и сочетанного загрязнения СГЭД90 в среднем составляет 1,1 мЗв в год [26].

В (табл. 2) представлена сравнительная оценка частоты цитогенетических нарушений, показателей пролиферации и деструкции ядра во влагалищном эпителии беременных женщин 28–33 лет, проживающих в различных экологических условиях (химического, радиационного и сочетанного загрязнения окружающей среды) и на экологически благополучных территориях. На рисунок представлены микрофотографии цитогенетических нарушений, показателей пролиферации и деструкции ядра во влагалищном эпителии беременных женщин 28–33 лет (окрашивание по Квику, увеличение × 1000).

Анализ данных из (табл. 2) показал, что частота цитогенетических нарушений по количеству клеток с микроядрами и протрузиями разных форм во влагалищном эпителии значимо увеличивается (p < 0,001) на экологически неблагополучных территориях по сравнению с экологически благополучными. Так, количество клеток с микроядрами и протрузиями разных форм на экологически благополучных территориях (контроль) составляет 1,6 ± 0,15‰ и 3,8 ± 0,27‰, в группе территорий химического загрязнения оно в 3,7 и 1,9 раза больше (5,9 ± 0,31‰ и 6,9 ± 0,33‰), в группе территорий радиоактивного загрязнения — в 4,3 и 2,3 раза больше (6,8 ± 0,35‰ и 8,8 ± 0,44‰), а в группе территорий сочетанного загрязнения показатели повышены в 4,9 и 2,8 раза (7,9 ± 0,32‰ и 10,6 ± 0,43‰). Следует отметить, что сочетанное влияние радиоактивного и химического загрязнения в соответствующих районах стало причиной существенно более высокой частоты клеток с микроядрами у беременных женщин по сравнению с районами, где присутствует только один фактор загрязнения территории (территории химического загрязнения: +33,9%, p < 0,001; территории радиоактивного загрязнения: +16,2%, p < 0,05) (табл. 2). Количество клеток с разными формами протрузий также значимо выше на территориях сочетанного радиационно-химического загрязнения (территории химического загрязнения: +53,6%, p < 0,001; территории радиоактивного загрязнения: +20,5%, p < 0,01). Кроме того, установлено, что количество клеток с протрузиями разных форм значимо выше на радиоактивно- загрязненных территориях по сравнению с территориями химического загрязнения (+27,5%, p < 0,01), а частота клеток с микроядрами незначимо выше (+15,2%, p ˃ 0,05) (табл. 2).

Характер показателей пролиферации практически повторяет характер частоты клеток с цитогенетическими нарушениями (табл. 2). Так, частота двуядерных клеток и клеток с двойным ядром у беременных женщин, проживающих в контрольных районах, составляет 1,2 ± 0,22‰ и 0,9 ± 0,16‰, в группе районов химического загрязнения она в 2,3 раза выше (2,7 ± 0,22‰ и 2,1 ± 0,22‰), в группе районов радиоактивного загрязнения — в 2,9 и 2,7 раза выше (3,5 ± 0,25‰ и 2,4 ± 0,28‰), а в группе районов сочетанного загрязнения показатели повышены в 4,1 и 3,6 раза (4,9 ± 0,43‰ и 3,2 ± 0,21‰). Сочетанное влияние радиационно-химического загрязнения на соответствующих территориях привело к повышению частоты двуядерных клеток по сравнению с территориями, где присутствует только один фактор загрязнения (территории химического загрязнения: +81,4%, p < 0,001; территории радиоактивного загрязнения: +40,0%, p < 0,05). Частота клеток с двойным ядром также значимо выше на территориях сочетанного загрязнения (территории химического загрязнения: +52,4%, p < 0,01; территории радиоактивного загрязнения: +33,3%, p < 0,05). Частота двуядерных клеток значимо выше на территориях радиоактивного загрязнения по сравнению с территориями химического загрязнения (+29,6%, p < 0,05), а частота клеток с двойным ядром незначимо выше (+11,4%, p ˃ 0,05). Значимые отличия от контроля по количеству клеток с двумя и более ядрами были зарегистрированы у беременных женщин, проживающих в районах радиоактивного (+2,8 раза, p < 0,01) и сочетанного загрязнения (+3,8 раза, p < 0,001). В остальных случаях не были установлены значимые закономерности (p ˃ 0,05) при сохранившейся тенденции повышения частоты клеток с двумя и более ядрами в районах химического загрязнения (+22,5%), радиоактивного и химического (+22,2%), радиоактивного и сочетанного (+36,3%), химического и сочетанного (+66,7%) загрязнения по сравнению с экологически благополучными районами (табл. 2).

Показатели деструкции ядра полностью отражают общую тенденцию как частоты цитогенетических нарушений, так и показателей пролиферации (табл. 2).

Частота клеток с кариопикнозом, кариорексисом и кариозилисом на экологически благополучных территориях составляет 3,6 ± 0,35‰, 4,8 ± 0,41‰ и 4,5 ± 0,32‰, в группе территорий химического загрязнения она в 1,8, 1,3 и 1,7 раза выше (6,4 ± 0,37‰, 6,4 ± 0,30‰ и 7,8 ± 0,35‰), в группе территорий радиоактивного загрязнения — в 2,2, 1,6 и 2,1 раза выше (7,9 ± 0,35‰, 7,7 ± 0,36‰ и 9,4 ± 0,27‰), а в группе территорий сочетанного загрязнения показатели достигают макксимальных значений и повышены в 2,8, 1,8 и 2,4 раза (9,9 ± 0,34‰, 8,4 ± 0,29‰ и 10,6 ± 0,48‰). Сочетанное влияние радиоактивного и химического загрязнения в соответствующих районах привело к значительно более высокой частоте клеток с кариопикнозом у беременных женщин по сравнению с районами, где присутствует только один фактор загрязнения (территории химического загрязнения: +54,7%, p < 0,001; территории радиоактивного загрязнения: +25,3%, p < 0,001). Количество клеток с кариолизисом также значимо выше на территориях сочетанного загрязнения (территории химического загрязнения: +35,9%, p < 0,001; территории радиоактивного загрязнения: +12,8%, p < 0,05). Количество клеток с кариорексисом значимо выше на территориях сочетанного загрязнения по сравнению с территориями химического загрязнения (+31,3%, p < 0,001) и незначимо выше по сравнению с радиоактивно-загрязненными территориями (+9,1%, p ˃ 0,05). Следует отметить, что частота клеток с кариопикнозом, кариорексисом и кариозилисом значимо выше в радиоактивно-загрязненных районах по сравнению с районами химического загрязнения (+23,4%, p < 0,01; +20,3%, p < 0,05; +20,5%, p < 0,01) (табл. 2).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Сравнительный анализ цитогенетического статуса беременных женщин, проживающих в различных экологических условиях, выявил однотипные фактор-зависимые реакции на исследуемые воздействия окружающей среды.

То, что изученные выборки относятся к территориям, кратно различающимся по степени химической и радиационной нагрузки, позволяет предположить, что обнаруженные различия цитогенетических нарушений, показателей пролиферации и деструкции ядра отражают влияние химического, радиационного и сочетанного воздействия факторов окружающей среды.

Обращает на себя внимание частота клеток с микроядрами у беременных женщин, проживающих на территории Брянской области. Поскольку в соответствии с международными данными (проект HUMNxl) средняя частота клеток с микроядрами в контроле составляет 1,1‰ [21], на территориях Брянской области этот показатель повышен в 1,45 раза относительно контрольных территорий и в 5,4–7,2 раза относительно экологически неблагополучных территорий, достигая максимальных значений на территориях сочетанного радиационно- химического загрязнения (7,9‰).

Следует отметить как различия, так и сходство данных, полученных в результате цитогенетического мониторинга эксфолиативных клеток. Так, по данным [23], частота микроядер в уротелиальных, буккальных и назальных клетках контрольной группы варьирует между 0,24 и 0,35‰, что существенно ниже не только полученных нами в контрольных районах Брянской области результатов (1,6‰), но и международных стандартов (1,1‰) [21]. Полученные нами показатели частоты двуядерных клеток во влагалищном эпителии беременных женщин, проживающих в контрольных районах (1,20‰), совпадают с данными частоты двуядерных клеток в уротелии контроля (1,21‰) [23], однако количество клеток с кариопикнозом и кариолизисом значительно выше [23] наших результатов.

В ходе исследования [25] было установлено, что у родильниц с врожденными аномалиями плода, живущих в условиях сочетанного радиационно-химического загрязнения, суммарная частота клеток с деструкцией ядра (кариопикноз, кариорексис и кариолизис) достигает наибольших значений.

Анализируя полученные данные, необходимо подчеркнуть необходимость выполнения комплексного гигиенического мониторинга окружающей среды в зависимости от уровня химического, радиоактивного и сочетанного загрязнения за длительный период, поскольку влияние отдельных факторов среды в реальных условиях всегда суммируется и трансформируется (явление синергизма) [12, 24, 25, 27].

В представленном исследовании сочетанное влияние радиоактивного и химического загрязнения стало причиной существенно более высокой частоты цитогенетических нарушений, показателей пролиферации и деструкции ядра у беременных женщин, проживающих на экологически неблагополучных территориях, по сравнению с проживающими в районах, где присутствует только один фактор загрязнения. Полученные результаты, по всей вероятности, указывают на синергетический характер действия радиационного и химического фактора.

ВЫВОДЫ

1. Частота цитогенетических нарушений, показателей пролиферации и деструкции ядра во влагалищном эпителии беременных женщин, проживающих на экологически неблагополучных территориях, в 1,9–4,9 раза выше (p < 0,001) по сравнению с проживающими в экологически благополучных (контрольных) районах.

2. Количество клеток с протрузиями, двуядерных клеток, клеток с кариопикнозом, кариорексисом и кариозилисом значимо выше на радиоактивно-загрязненных территориях по сравнению с территориями химического загрязнения (увеличение от 20,5 до 29,6%), что позволяет предположить большее влияние радиационного фактора (вследствие Чернобыльской катастрофы) относительно химического на цитогенетический статус беременных женщин.

3. Сочетанное влияние радиоактивного и химического загрязнения стало причиной существенно более высокой частоты клеток с микроядрами (увеличение с 16,2 до 33,9%), протрузий (увеличение с 20,5 до 53,6%), двуядерных клеток (увеличение с 40,0 до 81,4%), клеток с двойным ядром (увеличение с 33,3 до 52,4%), а также клеток с кариопикнозом (увеличение с 25,3 до 54,7%) и кариолизисом (увеличение с 12,8 до 35,9%) у беременных женщин, проживающих на экологически неблагополучных территориях, по сравнению с проживающими в районах, где имеется только один фактор загрязнения. Полученные результаты, вероятно, указывают на синергетический характер действия радиационного и химического фактора на цитогенетический статус беременных женщин.

4. В городах и районах Брянской области средняя частота клеток с микроядрами на экологически благополучных территориях в 1,45 раза превышает международные стандарты (проект HUMNxl), а на экологически неблагополучных территориях — в 5,4–7,2 раза, достигая максимальных значений на территориях сочетанного радиационно-химического загрязнения (7,9‰).