CC BY
88
chlorination stress. Biofouling. J. Bioadhesion Biofilm Res. 2009; 25 (4): 345-51.
13. Winiecka-Krusnell J., Wreiber K., von Euler A., Engstrand L., Linder E. Free-living amoebae promote growth and survival of Helicobacter pylori. Scand. J. Infect. Dis. 2002; 34 (4): 253-6.
14. Mackay W.G., Gribbon L.T., Barer M.R. et al. Biofilms in drinking water systems-a possible reservoir for Helicobacter pylori. Water Sci. Technol. 1998; 38: 181-5.
15. Giao M.S., Azevedo N.F., Wilks S.A., Vieira M.J., Keevil C.W. Effect of chlorine on incorporation of Helicobacter pylori into drinking water biofilms. Appl. Environ. Microbiol. 2010; 76 (5): 1669-73.
16. Artemova T.Z., Nedachin A.E., Zholdakova Z.I., Sinitsyna O.O., Gipp E.K., Butorina N.N. et al. The problem of reactivation of microorganisms in assessing the effectiveness of disinfection. Gigiena i sanitariya. 2010; 1: 15-7. (in Russian)
17. Guidance on controlling corrosion in drinking water distribution systems. Health. Ottawa; 2009. Available at: http://www.hc-sc. gc.ca/ewh-semt/pubs/water-eau/corrosion/index-eng.php
18. Shushkevich E.V., Bastrykin R.I., Babaev A.V., Shotina K.V.,
Kubenko V.V. Managing the quality of drinking water in water supply network Moscow. Vodosnabzhenie i sanitarnaya tekhnika. 2012; 10: 10-7. (in Russian)
19. Ainsworth R., ed. WHO. Safe piped water: managing microbial water quality in pipe distribution systems. London: IWA Publ.; 2004. Available at: http://www.luminultra.com/water-treatment-distribution-how-it-works.html
20. Report on the health of the population of Moscow in 2009. Moscow: The Moscow City Government, Department of Health, Rospotrebnadzor in Moscow; 2010. Available at: http://refdb.ru/ look/2428923-pall.html
21. Siliverstov V.A. Substantiation of hygienic recommendations to optimize control of the chemical composition of drinking water in Moscow. Diss. Moscow; 2008. (in Russian)
22. Little B.J., Lee J.S. Microbiologically influenced corrosion. In: Revie R.W., ed. Wiley Series in Corrosion. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.; 2007. Available at: http://cfm. mines.edu/research.html
Поступила 17.02.14 Received 17.02.14
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2014 УДК 613.31:541.13]-092.9
Сычева Л.П., Михайлова Р.И., Беляева Н.Н., Журков В.С., Юрченко В.В., Савостикова О.Н., Алексеева А.В., Кривцова Е.К., Коваленко М.А., Ахальцева Л.В., Шереметьева С.М., Юрцева Н.А., Муравьева Л.В., Каменецкая Д.Б.
ИЗУЧЕНИЕ ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОГО И ЦИТОТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ НЕКОНТАКТНО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННЫХ ВОД В ПЯТИ ОРГАНАХ КРЫС IN VIVO
ФГБУ «Научно-исследовательский институт экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина» Минздрава России, 119992, г. Москва
Впервые полиорганный кариологический анализ пяти органов крыс применен для изучения цитогенетического и цитотоксического действия четырех видов неконтактно электрохимически активированных вод в 30-су-точном эксперименте in vivo. Эффект исследованных вод не выявлен в полихроматофильных эритроцитах костного мозга. «Анолит» (окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) -362 мВ) не оказывал негативного действия на крыс. «Католит-5» (ОВП +22 мВ) и «Католит-25» (ОВП -60 мВ мВ) индуцировали цитогенетические нарушения в мочевом пузыре и преджелудке. Эти же католиты, а также «Католит-40» (ОВП -10 мВ) изменяли показатели пролиферации: повышали митотический индекс в эпителии преджелудка и снижали количество двуядерных клеток в преджелудке, мочевом пузыре и легких. Увеличение количества клеток с цитогенетическими нарушениями на фоне активации митотической активности можно считать проявлением негативного эффекта, характерного для католитов, однако действие каждого из них имеет свои особенности.
Ключевые слова: электрохимически активированная вода; полиорганный кариологический анализ; микроядерный тест; цитогенетическое действие; цитотоксическое действие; митотический индекс.
Sycheva L.P., Mikhaylova R.I., Belyaeva N.N., Zhurkov V.S., Yurchenko V.V., Savostikova O.N., Alekseeva A.V., Krivtsova E.K., Kovalenko M.A., Akhal'tseva L.V., Sheremet'eva S.M., Yurtseva N.A., Murav'eva L.V., Kamenetskaya D.B. - STUDY OF CYTOGENETIC AND CYTOTOXIC EFFECT OF NON-CONTACT ELECTROCHEMICALLY-ACTIVATED WATERS IN THE FIVE ORGANS OF RATS
A.N. Sysin Research Institute of Human Ecology and Environmental Health, 119121
For the first time the multiorgan karyological analysis of five organs of rats was appliedfor the study of the cytogenetic and cytotoxic action of the four types of non-contact electrochemically activated water in the 30-days in vivo experiment. The effects of investigated waters were not detected in bone marrow polychromatic erythrocytes. "Anolyte" (ORP= -362 mV) did not have a negative effect on rats. "Catholyte-5" (ORP= +22 mV) and "Catholyte-25" (ORP= -60 mV) induced cytogenetic abnormalities in the bladder and fore stomach.
The same catholytes and "Catholyte-40" (ORP= -10 mV) changed the proliferation indices: increased the mitotic index in the fore stomach epithelium and reduced the frequency of binucleated cells in the fore stomach, bladder and lungs. The increase in the rate of cells with cytogenetic abnormalities on the background of the promotion of mitotic activity can be considered as a manifestation of the negative effect, typical for catolytes, but the effect of each out of them has its own features.
Key words: electrochemically activated water; multiorgan karyological analysis; micronucleus test; cytogenetic action; cytotoxic effect; the mitotic index.
Вопросы гигиенической оценки безопасности применения питьевых вод, полученных с использованием различных физико-химических технологий водо-подготовки, приобретают высокую значимость. Это связанно с рекомендациями применения таких вод в качестве профилактических и лечебных средств при различных заболеваниях. Следует отметить широкий спектр физико-химических методов водоподготовки, в том числе в бытовых условиях, и их повсеместную распространенность.
Одним из способов получения подобных вод является электрохимическая активация, вопросам применения которой в разных областях народного хозяйства, в том числе в медицине, были посвящены состоявшиеся в Москве международные симпозиумы "Электрохимическая активация". Промышленность выпускает установки типа «СТЭЛ», «Эсперо-1» для проведения электролиза воды в домашних условиях. «Живую» и «мертвую» воду продают в аптеках и магазинах в бутилирован-ном виде. Однако научных данных о биологическом действии таких видов воды крайне мало. Результаты изучения электрохимически активированной воды представлены в обзоре В.И. Прилуцкого и В.И. Бахира [1]. Оценка влияния на организм контактно активированной воды со значительно измененным окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) - менее -100 мВ или более +500 мВ - показала выраженные биологические эффекты при исследовании разных объектов. Выявлены прирост массы тела крыс, активация тканевых дыхательных ферментов, повышение содержания фосфоли-пидов в тканях миокарда и печени при действии католи-та водопроводной воды (ОВП -400 мВ); напротив, при действии анолита водопроводной воды (ОВП +700 мВ), отмечены подавление активности дыхательных ферментов в сыворотке крови, в экстрактах миокарда и печени, подавление окислительного фосфорилирования, снижение содержания фосфолипидов в тканях миокарда и печени. Результаты исследований по оценке биологической активности воды с измененной структурированностью, начатых в нашем институте [2, 3], показали, что эти воды также не индифферентны для организма. Ф.И. Ингель и соавт. [4, 5] установили, что питьевые воды, полученные методом неконтактной электрохимической активации, индуцируют эффекты нестабильности генома на биологических объектах разного уровня - в половых клетках самцов дрозофилы, клетках костного мозга мышей и клетках крови человека в культуре. Эти процессы в большинстве случаев сопровождаются повышением митотической активности при действии ка-толитов. Негативный эффект католитов в основном был более выражен по сравнению с таковым анолитов. Н.Н. Беляева и соавт. выявили негативные биологические эффекты электрохимически активированных вод (като-литы) в морфофункциональном исследовании печени и почек крыс in vivo [6]. Эти данные указывают на необходимость углубленной оценки вод, подготовленных с использованием электрохимической активации, прежде чем они могут быть рекомендованы в качестве профилактического или лечебного средства. Особенно это относится к неконтактно электрохимически активированным водам (НАВ), поскольку при данном типе обработки при четко выраженном изменении ОВП не проис-
Для корреспонденции: Сычева Людмила Петровна; [email protected]
For correspondence: Sycheva L.P., [email protected].
ходит значимых изменений их водородного показателя и химического состава. В связи с этим в данной публикации представлены результаты исследования четырех видов НАВ с минимальным отклонением от ОВП московской водопроводной воды в 30-суточном эксперименте на крысах in vivo. Их биологическое действие изучали с использованием полиорганного кариологического теста, который позволяет проводить микроскопический анализ изолированных клеток разных органов с оценкой полного спектра состояния ядра клеток, отражающего цитогенетического и цитотоксическое действие исследуемого фактора. В то же время он включает микроядерный тест на полихроматофильных эритроцитах (ПХЭ) костного мозга, рекомендованный при стандартной процедуре оценки мутагенности факторов.
Материалы и методы
В работе исследовали четыре типа НАВ, отличающихся по времени активации и ОВП: «Анолит» (60 мин; +362,1 ± 12,5 мВ); «Католит-5» (5 мин; +22,3 ± 5,15 мВ); «Католит-25» (25 мин; -10,8 ± 3,8 мВ); «Католит-40» (40 мин; -60,1 ± 6,7 мВ). Контролем служила отстоянная в течение недели московская водопроводная вода с ОВП +335,4 ± 15,4 мВ.
Активацию воды проводили по следующей схеме: в емкости, заполненные исходным католитом или ано-литом, которые получены в диафрагменном проточном электролизере с нерасходуемыми электродами, помещали полиэтиленовые пакеты, заполненные отстоянной водопроводной водой в объеме 300 см3. Через соответствующее время пакеты вынимали и воду наливали в поилки. При этом значение ОВП каждой полученной воды контролировали с помощью прибора «ЭК0ТЕСТ-120» на платиновом электроде с хлорсеребряным электродом сравнения. Смену воды в поилках проводили ежедневно в одно и то же время. Ежедневно регистрировали количество потребляемой воды, которое соответствовало стандартам водопотребления для крыс в опытных и контрольной группах.
Эксперимент провели на самцах крыс массой тела 140-160 г разводки Научного центра биомедицинских технологий РАМН. Животных содержали при 12-часовом световом режиме в условиях свободного доступа к воде и пище. В состав каждой группы входило по 6 особей. Исследования проводили в соответствии с правилами, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, которых используют для проведения экспериментальных и иных целей (Страсбург, 1986), и требованиями «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приложение к приказу Минздрава СССР от 12.08.1977 г. № 755). Животные пили неконтактно активированные воды в течение 1 мес. В конце опыта животных подвергали эвтаназии путем помещения в атмосферу углекислого газа.
Цитогенетический и цитотоксический эффект НАВ оценивали в эксперименте in vivo с помощью микроскопического анализа изолированных клеток костного мозга, преджелудка, толстой кишки, мочевого пузыря и легких [7, 8].
Препараты клеток костного мозга для учета микроядер готовили и анализировали в соответствии с методом [9]. После эвтаназии животных выделяли правую бедренную кость и готовили препараты клеток костного мозга ex tempore. Удаляли эпифизы, вымывали костный мозг в эмбриональную телячью сыворотку, центрифуги-
ровали, удаляли супернатант. Из осадка готовили мазки клеток, высушивали и окрашивали по Романовскому-Гимзе-Май-Грюнвальду.
Другие органы (преджелудок, участок толстой кишки, мочевой пузырь, легкие) фиксировали в забуферен-ном нейтральном 10% растворе формалина не менее месяца. Препараты эпителиальных клеток преджелудка, толстой кишки и мочевого пузыря готовили следующим образом. Выделяли преджелудок, участок толстой кишки (среднюю часть длиной около 5 см) и мочевой пузырь, промывали в проточной воде в течение 3-5 ч, помещали в 50% КОН при 200С на 11 ч (преджелудок и участок толстой кишки) или на 16 ч (мочевой пузырь). Переносили в чашку Петри с дистиллированной водой. Отделяли эпителиальный пласт и помещали его в центрифужную пробирку с 8 мл дистиллированной воды, пипетировали, центрифугировали 10 мин при 1000 об/ мин, ресуспендировали в 1 мл дистиллированной воды, переносили в микропробирки и центрифугировали. Из осажденных клеток готовили мазок. Препараты окрашивали 2,5% ацетоорсеином и 1% светлым зеленым.
Для приготовления препаратов клеток легкого кусочки легкого фиксировали в формалине в течение не менее 30 дней, после чего промывали 6 ч в водопроводной воде, выдерживали в 50% КОН при 20°С в течение 14 ч и помещали в дистиллированную воду. Диссоциированные клетки осаждали центрифугированием 6 мин при 1500 об/мин, ресуспендировали в дистиллированной воде и готовили мазок. Препараты окрашивали 2,5% ацетоорсеином при 37°С и 1% светлым зеленым.
Перед микроскопическим анализом все препараты были зашифрованы, расшифровку проводили только после окончания микроскопического анализа всех препаратов. В костном мозге на зашифрованных препаратах анализировали по 1000 ПХЭ от каждого животного. О цитотоксическом действии веществ судили по определению доли ПХЭ от суммы ПХЭ и нормохромных эритроцитов, отражающей состояние эритропоэза при подсчете 200 эритроцитов.
Для других органов от каждого животного также анализировали по 1000 отдельно лежащих клеток для учета показателей цитогенетического действия: количества микроядер и протрузий ядра. Показатели цитоток-сического действия также учитывали на 1000 клеток: количество клеток с двумя ядрами и более, митотический индекс как показатели пролиферации; количество клеток с конденсацией хроматина, пикнотичными ядрами, кариорексисом, ядрами с перинуклеарной вакуолью или поглощенными апоптозными телами как биомаркеры деструкции клеточной популяции.
Подробное описание показателей цитогенетического и цитотоксического действия, критериев их оценки и значимость описано ранее [10, 11]. Микроядро - хрома-тиновое тело округлой или овальной формы с гладким непрерывным краем, размером не более 1/3 ядра, лежащее в цитоплазме четко отдельно от ядра, не преломляющее свет, имеющее интенсивность окрашивания и рисунок хроматина, как у основного ядра, и находящееся в одной плоскости с ядром; протрузия ядра - выбухание хроматина в цитоплазму клетки разных форм, четко отделенное от ядра, соединенное с ним тонком мостиком; ядра атипичной формы - отличающиеся от округлой формы с небольшими выступами или впадинами; клетки с двумя ядрами и более учитывали при условии, что рисунок цитоплазмы позволял исключить наложение двух клеток или более; перинуклеарная вакуоль - хоро-
шо выраженная впадина по краю ядра или округлая высветленная область на поверхности ядра; конденсация хроматина - интенсивно окрашенный плотный хроматин в ядре; пикнотичное ядро - плотное, более интенсивно окрашенное ядро примерно вдвое меньшего размера, чем обычные ядра.
Статистическую обработку результатов проводили с использованием непараметрического критерия х2 в компьютерной программе STATISTICA для Windows 6.0. Сравнивали показатели в группах воздействия и контроля. Отличия считали статистически достоверными при p < 0,05.
Результаты и обсуждение
Результаты исследования всех органов представлены в таблице, из которой видно, что действие каждого вида воды имело свои особенности по биомаркерам и органам. В связи с этим далее результаты представлены по каждому типу воды отдельно.
«Анолит». Минимальное количество изменений исследуемых показателей отметили в этой группе: снижение на 32% количества клеток с перинуклеарными вакуолями (p < 0,05) в мочевом пузыре крыс и значительное снижение (в 4,4 раза) митотического индекса в толстой кишке. В легких выявили изменение соотношения типов клеток: снижение доли пневмоцитов I типа и макрофагов.
«Католит-5». Наиболее значимые изменения при действии этой НАВ выявили в мочевом пузыре крыс. Цитогенетическое действие определили по увеличению суммарного количества клеток с микроядрами и протру-зиями, причем отличия от контроля были значительны
- в 4,8 раза. Доля двуядерных клеток в мочевом пузыре снижалась. В преджелудке также отметили небольшое (в 1,25 раза) увеличение количества клеток с протрузи-ями ядра, но это изменение не было статистически достоверным. В этом органе обнаружили статистически достоверное полуторакратное повышение митотическо-го индекса при уменьшении количества двуядерных клеток. Единственным изменением, выявленным в легких, было изменение соотношения типов клеток - повышение доли пневмоцитов I типа, являющихся основными клетками газообмена, которые выстилают альвеолы.
«Католит-25». Цитогенетический эффект определили у крыс этой группы в преджелудке: увеличение в 1,4 раза количества клеток с протрузией ядра. В этом же органе отметили активацию пролиферативной активности
- повышение митотического индекса в 2,4 раза, а также уменьшение количества клеток с перинуклеарными вакуолями. В легких выявили небольшое, но достоверное уменьшение количества клеток с двумя ядрами, которое часто служит показателем пролиферативной активности. Влияния этой воды на клетки костного мозга, толстой кишки и мочевого пузыря крыс не установили.
«Католит-40». Цитотоксическое действие этой воды отметили в преджелудке, мочевом пузыре и легких. В преджелудке митотический индекс повысился в 2,2 раза, кариолизис, характеризующий гибель клеток, - в 3,6 раза; количество клеток с перинуклеарными вакуолями уменьшилось на 25%. В мочевом пузыре на 25%, а в легких на 18% уменьшилось количество двуядерных клеток. В легких в 1,6 раза увеличилась доля клеток с пикнозом ядра.
Цитогенетический и цитотоксический эффект НАВ исследовали на модели, приближенной к возможной ситуации с потреблением человеком разного вида ак-
тивированных вод, широко рекламируемых для «оздоровления» организма. В условиях активации провели испытания вод с преобладанием электрон-акцепторных (анолит) и электрон-донорных (католит) свойств, что характеризовалось ОВП. Все исследованные НАВ вызывали большие или меньшие статистически достоверные изменения биомаркеров цитогенетического и/или цито-токсического действия в разных органах крыс после их потребления в течение месяца. Также определили, что они по-разному действуют на организм млекопитающих.
Цитогенетические изменения представляют наибольшую опасность, так как отражают явно выраженные необратимые изменения генетического материала.
Следует отметить, что при применении стандартного подхода к оценке мутагенного действия путем микроядерного теста на ПХЭ крыс к 30-м суткам воздействия никаких изменений не выявили, что согласуется данными О.В. Зацепиной и соавт. [4, 5], которые изучали мутагенное действие католитов НАВ с ОВП (+58,8), (-16,6) и (-62,9), а также анолита с ОВП (+275) на другом виде лабораторных животных (мыши), используя метод оценки хромосомных аберраций клеток костного мозга. Исследование на мышах провели в динамике с оценкой показателей на 1, 8, 15 и 30-е сутки. Авторы выявили цито-генетический эффект католитов на 1-е и 8-е сутки, тогда как на 15-е и 30-е сутки уровень хромосомных аберраций был даже ниже, чем в контроле. В нашем исследо-
Цитогенетический и цитотоксический эффект структурно-измененных вод в клетках разных органов мышей in vivo (среднее значение в промилле и ошибка среднего)
Показатель Вариант опыта
Контроль Анолит Католит-5 Католит-25 Католит-40
ПХЭ с микроядром
Доля ПХЭ от суммы всех эритроцитов
Костный мозг
0,75±0,36 1,43±0,53
40,28±2,31 45,0±1,70
Преджелудок
0,28±0,18 45,00±2,59
0,86±0,14 43,21±1,61
Клетки с микроядром
Клетки с протрузией ядра
Митотический индекс
Клетки с перинуклеарной вакуолью
Толстая кишка
0,71±0,36 0,29±0,18
8,57±2,31 10,86±1,75
25,29±4,79 5,71±1,37 ** 2,29±0,71 3,57±1,39
Мочевой пузырь
0,43±0,20 9,29±1,15 28,86±8,89 1,57±0,68
0,43±0,20 7,14±1,44 28,57±3,64 2,14±1,31
1,43±0,61 39,78±3,28
Клетки с микроядром 0,29±0,18 0,43±0,20 0,29±0,18 0,43±0,30 0,29±0,18
Клетки с протрузией ядра 12,29±1,28 10,14±1,84 15,43±1,13 17,29±0,81* 10,43±1,44
Клетки с двумя ядрами и более 3,71±0,99 2,57±1,25 1,43±0,30** 2,86±0,51 4,57±1,73
Митотический индекс 8,71±2,23 10,29±8,30 13,14±2,16* 20,71±4,64** 19,29±3,15**
Клетки с перинуклерными вакуолями 13,00±4,59 8,86±2,76* 15,43±4,65 7,14±1,48*** 6,71±1,66***
Клетки с конденсированным хроматином в ядре 0,57±0,30 0,14±0,14 1,00±0,49 0,29±0,18 2,00±0,58
Клетки с кариолизисом 1,00±0,69 1,00±0,31 0 1,86±0,96 3,57±2,27**
Клетки с поглощенными апоптозными телами 0,43±0,30 0,29±0,18 0 0,14±0,14 0
0,29±0,18 9,14±1,50 27,71±9,78 1,43±0,95
Клетки с микроядром 0 0 0,57±0,20 0 0,17±0,17
Клетки с протрузиями ядра 0,33±0,33 0,33±0,21 1,00±0,53 0,28±0,28 0,83±0,48
Клетки с микроядром и протрузиями суммарно 0,33±0,33 0,33±0,21 1,57±0,65* 0,2±0,28 1,00±0,52
Клетки с двумя ядрами и более 47,17±3,67 41,17±10,09 36,14±5,6** 49,0±4,14 35,83±3,16**
Клетки с конденсацией хроматина в ядре 3,0±1,18 2,33±0,49 4,14±1,08 3,14±0,91 3,83±2,87
Клетки с пикнозом ядра 0,33±0,21 0,33±0,21 0 0,14±0,14 0,17 ± 0,17
Легкие
Клетки с микроядром 0,75±0,36 0,62±0,18 1,0±0,33 1,0±0,38 0,87±0,29
Клетки с протрузиями ядра 4,43±0,72 3,28±0,64 4,0±0,53 3,43±0,90 3,86±0,99
Клетки с микроядрами и протрузиями суммарно 4,86±0,80 3,86±0,70 5,0±0,58 4,43±1,0 4,71±1,21
Клетки с двумя ядрами и более 33,28±3,41 28,43±2,11 29,86±2,19 25,86±3,78* 27,57±2,79*
Доля клеток с пикнозом ядра 3,57±1,06 5,28±1,15 4,28±1,21 5,14±2,09 5,86±0,88*
Соотноше-ние типов клеток в легком на 100 клеток
I тип пневмоцитов 8,57±2,03 5,57±1,15* 13,43±5,10* 11,57±1,85 10,43±2,71
II тип пневмоцитов 67,71±3,0 77,86±1,61 68,71±5,68 69,28±1,23 68,86±2,13
Макрофаги 22,86±2,33 16,57±2,09* 18,57±2,98 19,14±2,21 20,71±1,94
Примечание. * -р < 0,05; ** - р < 0,01; *** - - р < 0,001 по сравнению с показателями в контроле с использованием критерия х2.
вании на крысах с использованием другого показателя цитогенетического действия (клетки с микроядрами) на 30-е сутки воздействия эффект исследованных НАВ также не обнаружили. Можно предположить, что после 2 нед при слабых воздействиях фактора (в данном случае НАВ) в этом органе включаются механизмы адаптации.
При исследовании органов желудочно-кишечного тракта и системы выделения выявили достоверные отличия от контрольной группы. Более значительные изменения отметили в группе «Католит-5». Количество клеток с микроядрами и протрузиями ядра в мочевом пузыре крыс этой группы увеличилось в 4,7 раза. В группе «Католит-25» также наблюдали увеличение количества клеток с протрузиями ядра, но в другом органе - преджелудке, и оно было менее выраженным. Вода «Католит-40» также увеличивала количество клеток с цитогенетическими нарушениями, однако эти изменения не были статистически достоверны.
Цитотоксическое действие проявилось в основном как изменение пролиферативной активности. Воды «Анолит» и католиты вызвали разнонаправленное действие на митоз. «Анолит» значительно тормозил пролиферацию в толстой кишке, тогда как католиты повышали митотический индекс в преджелудке (статистически значимо) и толстой кишке (не значимо). Интересно отметить, что в костном мозге мышей на 30-е сутки [4, 5] также выявили повышение митотической активности при действии всех католитов, тогда как изменения пролиферации при действии анолита на этом сроке не было.
В целом для воды «Анолит» характерны менее выраженные эффекты. Снижение относительной доли макрофагов и пневмоцитов I типа в легких вряд ли можно считать неблагоприятным эффектом так же, как и уменьшение количества клеток с перинуклеарными вакуолями и снижение митотической активности. В то же время цитогенетические нарушения и активация митозов, вызванные потреблением католитов, несомненно, неблагоприятны. Этот процесс, как правило, обусловлен необходимостью восстановления клеточной популяции в связи с повреждением части клеток и характеризует компенсаторную реакцию в ответ на воздействие фактора. Значимость выявленных в легких изменений в соотношении типов клеток пока не ясна. В то же время эти изменения указывают на разнонаправленное действие анолита и католитов.
Результаты анализа морфофункциональных биомакеров крыс в нашем эксперименте, проведенном Н.Н. Беляевой и соавт. [6], также показали негативное влияние вод «Католит-25» и «Католит-40», которое проявилось как повышение индекса альтерации гепатоцитов, цитоплазмы, индекса альтерации почечных клубочков, увеличение количества микронекрозов в печени, гипертрофированных почечных клубочков и микронекрозов в почках, т. е. негативный эффект отметили, как и в полиорганном кариологическом тесте, именно для католитов, хотя и в других органах.
Некоторое соответствие полученных нами данных отметили при сравнении с результатами Ташкентского филиала ВНЦХ АМН СССР [1]. Католит водопроводной воды с ОВП от -100 до -800 мВ при внутрибрюшинном введении крысам в течение 5 дней вызывал гипертрофию ворсинок и углубление крипт слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки, повышение индекса мече-ния тимидином-Н3. Католит с ОВП от -500 до -820 мВ при обработке стандартных кожных ран приводил к их ускоренному заживлению, повышению индекса мече-
ния тимидином-H3 в зоне пролиферации. Причем авторы указали на неэффективность католитов со слабо-выраженными электронно-донорными свойствами при ОВП выше -400 мВ. Наши данные свидетельствуют о возможности католитов с более слабыми электронно-до-норными свойствами при ОВП -60, -10 и даже +22 мВ повышать митотическую активность разных тканей. Таким образом, рассматривая результаты исследования разных авторов так же, как и наши, можно отметить две основные закономерности: усиление пролиферативной активности при действии католитов и менее выраженный, а иногда и противоположно направленный эффект анолитов.
В настоящее время можно предложить только самые общие соображения по поводу наблюдаемых изменений при действии НАВ. Вода является основной составляющей внутренней среды организма, она постоянно расходуется и восстанавливается при поступлении экзогенной воды с определенными параметрами. Вода с незначительно измененным ОВП, по-видимому, является фактором, изменяющим гомеостаз. Электронно-донорные католиты рассматривают в качестве антиоксидантов и в этом качестве предполагают их благотворное действие на организм [1]. Однако увеличение количества клеток с протрузиями ядра в нашем исследовании указывает на возможное повреждение биополимеров клетки: белков и ДНК, что нарушает структуру хроматина и приводит к наблюдаемым изменениям. Известно, что в митотиче-ском цикле происходят контроль ДНК-повреждений и ее дальнейшая репарация или апоптоз. В ответ на апоптоз требуется восстановление клеточной популяции, т. е. активация митотической активности. Именно активацию митозов мы наблюдали при действии католитов. Уменьшение количества двуядерных клеток также может быть результатом ускоренного обновления клеточных популяций разных органов.
Заключение
НАВ даже при небольших изменениях ОВП оказывали биологическое действие на клетки исследованных органов крыс в эксперименте in vivo при водопотреблении в течение месяца. Незначительные изменения отметили для воды «Анолит». Воды «Католит-5» и «Католит-25» повышали уровень цитогенетических нарушений соответственно в мочевом пузыре и преджелудке. В предже-лудке выявили выраженное повышение митотической активности при действии всех католитов. Увеличение количества клеток с цитогенетическими нарушениями на фоне активации митозов можно считать проявлением негативного эффекта, характерного для католитов, однако действие каждого из них имеет свои особенности.
Л итер атур а
1. Прилуцкий В.И., Бахир В.М. Электрохимически-активированная вода: аномальные свойства, механизм биологического действия. М.: ВНИИИМТ АО НПО "Экран"; 1995. Available at: http://kaz2.docdat.com/docs/index-125441.html
2. Рахманин Ю.А., Стехин А.А., Яковлева Г.В. Структурно-энергетические изменения воды и ее биологическая активность. Гигиена и санитария. 2007; 5: 34-6.
3. Савостикова О.Н. Гигиеническая оценка влияния структурных изменений в воде на ее физико-химические и биологические свойства: автореф. дисс. ... канд. мед. наук. М.; 2008.
4. Ingel F., Zatsepina O., Stekhin A., Yakovleva G., Savostikova O., Alekseeva A., Iksanova T. Electrochemically activated tap water
induced effects of genomic instability in various living objects in vitro and in vivo. Occup. Med. Health Aff. 2013; 2 (1). Available at: (http://dx.doi.org/10.4172/2329-6879.1000143).
5. Зацепина О.В., Ингель Ф.И., Стехин А.А., Яковлева Г.В., Савостикова О.Н., Алексеева А.В., Иксанова Т.И. Изменение физико-химических параметров питьевой воды путем мембранной электрохимической активации влечет за собой возникновение эффектов нестабильности генома in vitro и in vivo. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013; 15 (3-6): 1783-90.
6. Беляева Н.Н., Гасимова З.М., Михайлова Р.И.,Савостикова О.Н., Алтаева А.А., Алексеева А.В., Каменецкая Д.В., Зелен-кина Е.А. Изучение воздействия структурно-измененных вод, полученных с использованием неконтактной активации после электрохимической обработки, на морфофункциональные показатели теплокровных животных. В кн.: Материалы Пленума Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды Российской Федерации «Приоритеты профилактического здравоохранения в устойчивом развитии общества: состояние и пути решения проблем». М.; 2013: 32-5.
7. Оценка мутагенной активности факторов окружающей среды в клетках разных органов млекопитающих микроядерным методом. Методические рекомендации, утв. Председателем Научного совета РФ по экологии человека и гигиене окружающей среды академиком РАМН Ю.А. Рахманиным. М.; 2001.
8. Рахманин Ю.А., Сычева Л.П., ред. Полиорганный микроядерный тест в эколого-гигиенических исследованиях. М.: Гениус; 2007.
9. Schmid W. The micronucleous test. Mutat. Res. 1975; 31: 9-15.
10. Сычева Л.П. Биологическое значение, критерии определения и пределы варьирования полного спектра кариологиче-ских показателей при оценке цитогенетического статуса человека. Медицинская генетика. 2007; 11: 3-11.
11. Юрченко В.В., Кривцова Е.К., Беляева Н.Н., Ингель Ф.И., Олесинов А.А., Савостикова О.Н., Сковронский А.А. Использование микроядерного теста для оценки питьевой воды. Гигиена и санитария. 2008; 6: 49-53.
References
1. Prilutskiy V.I., Bahir V.M. Electrochemically-activated water: the anomalous properties, mechanism of biological effect. Moscow: VNIIIMT AO NPO "Ekran"; 1995. Available at: http:// kaz2.docdat.com/docs/index-125441.html (in Russian)
2. Rakhmanin Yu.A., Stekhin A.A., Yakovleva G.V. Structural and
energy changes in water and its biological activity. Gigiena i sanitariya. 2007; 5: 34-6. (in Russian)
3. Savostikova O.N. Hygienic assessment of the impact of structural changes in the water on its physico-chemical and biological properties. Diss. Moscow; 2008. (in Russian)
4. Ingel F., Zatsepina O., Stekhin A., Yakovleva G., Savostikova O., Alekseeva A., Iksanova T. Electrochemically activated tap water induced effects of genomic instability in various living objects in vitro and in vivo. Occup. Med. Health Aff. 2013; 2 (1). Available at: (http://dx.doi.org/10.4172/2329-6879.1000143).
5. Zatsepina O.V., Ingel F.I., Stekhin A.A., Yakovleva G.V., Savostikova O.N., Alekseeva A.V., Iksanova T.I. Changes in the physicochemical parameters of drinking water by the membrane electrochemical activation gives rise to genomic instability effects in vitro and in vivo. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk. 2013; 15 (3-6): 1783-90. (in Russian)
6. Belyaeva N.N., Gasimova Z.M., Mikhaylova R.I., Savostikova O.N., Altaeva A.A., Alekseeva A.V., Kamenetskaya D.V., Zelenkina E.A. To study the effect of structurally-modified water obtained after activation using a noncontact electrochemical treatment on morpho-functional indicators of warm-blooded animals. In: Materials of the Plenum of the Scientific Council for Human Ecology and Environmental Health of the Russian Federation "The priorities of preventive health care in the sustainable development of society: state and ways of solving problems". Moscow; 2013: 32-5. (in Russian)
7. Evaluation of mutagenic activity of environmental factors in the cells of various organs of mammals using micronucleus test. Guidelines approved Chairman of the Scientific Council of the Russian Federation for Human Ecology and Environmental Health academician of RAMN Yu. Rachmanin. Moscow; 2001. (in Russian)
8. Rakhmanin Yu.A., Sycheva L.P., eds. Polyorganic micronucleous test in ecological and hygiene studies. Moscow: Genius; 2007. (in Russian)
9. Schmid W. The micronucleous test. Mutat. Res. 1975; 31: 9-15.
10. Sycheva L.P. Biological significance, the criteria for determining and the limits of variation karyological full range of indicators in assessing the cytogenetic status of human. Meditsinskaya genetika. 2007; 11: 3-11. (in Russian)
11. Yurchenko V.V., Krivtsova E.K., Belyaeva N.N., Ingel' F.I., Olesinov AA, Savostikova O.N., Skovronskiy A.A. Use of micronucleus test to assess drinking waters. Gigiena i sanitariya. 2008; 6: 49-53. (in Russian)
Поступила 24.02.14 Received 24.02.14
