Микроядро (цитология) (Bntjkx;jk (enmklkinx))

Микроядро — в цитологии фрагмент ядра в эукариотической клетке, не содержащий полного генома, необходимого для её выживания. Является патологической структурой и может наблюдаться в клетках любых тканей. Обычно микроядра образуются в результате неправильного хода клеточного деления или фрагментации ядра в процессе апоптоза.

Другое значение — ядро в составе клетки простейших, принадлежащих к типу инфузории. Данные простейшие отличаются ядерным дуализмом: наличием крупного вегетативного ядра — макронуклеуса (макроядро), и генеративного ядра — микронуклеуса (микроядро).

Причины возникновения

Микроядра образуются в процессе клеточных делений из: отстающих ацентрических фрагментов, возникших при разрыве хромосом (так называемый кластогенный эффект); отстающих хромосом (так называемый анеугенный эффект). В основном выделяют три типа нарушения нормального процесса формирования ядра:

Микроядра «стандартного» типа, небольшого размера, хорошо оформлены и находятся близко от основного ядра или на некотором удалении от него, иногда даже на периферии клетки.
Микроядра «основного» типа, не отличающиеся по размеру от основного ядра, зачастую в непосредственной близости друг к другу.
В редких случаях — неоформленный хромосомный материал, который представляет собой расположение хромосом в метафазе митоза.

На данный момент конкретные факторы формирования микроядер из неоформленного хромосомного материала досконально не известны. Сами же причины, определяющие нарушения в процессе деления, приводящие к образованию микроядер, можно связать с факторами, обладающими статокинетичекским действием (задерживающими и вызывающими нарушения в фазах митоза, связанных с формированием веретена деления и расхождением хромосом). В различных исследованиях Ильинских и других авторов показано, что такие нарушания могут быть связаны с широким спектром факторов, начиная от воздействия тяжёлых металлов, действия ионизирующего излучения и заканчивая вирусными инфекциями.

Механизмы формирования

Микроядра возникают из фрагментов хромосом, которые лишены центромер и поэтому исключаются из клеточных ядер в момент деления клеток. Иными словами, они являются ацентрическими фрагментами, возникшими в результате структурных нарушений хромосом и не попавшими во вновь формирующееся ядро при делении клеток. Кроме того, они могут образовываться из хромосом, оставшихся в анафазе.

Использование в биоиндикации и биотестировании

Микроядерный тест (МЯ тест)

Разработку микроядерного теста обычно связывают с именем Шмидта, который был предложен им в 1970 году, хотя этот тест был предложен одновременно в 1970—1973 гг. несколькими группами исследователей. Было показано, что микроядерный тест (МЯ тест) по чувствительности не уступает тесту по изучению хромосомных аберраций в клетках костного мозга животных, являясь одновременно гораздо менее трудоемким. Микроядерный тест является относительно новым, но уже общепринятым цитогенетическим методом оценки мутагенного действия агентов различной природы. С помощью этого метода проведено тестирование на мутагенную активность большого числа химических, физических и биологических агентов, тест применяется уже на первом этапе проверки потенциальных мутагенов и канцерогенов.

К преимуществам микроядерного теста следует отнести быстроту, независимо от исследования кариотипа вида, нередко содержащего большое число мелких плохо различимых хромосом, надежность, а также то, что тестирование можно проводить в тканях с низкой митотической активностью. Микроядерный анализ проводят в безъядерных эритроцитах, в клетках эмбрионов, в сперматидах, оотидах, что особенно важно при прогнозе возможных последствий для наследственности потомства. В экологической генетике данный тест используется для оценки мутагенного эффекта факторов среды при различных техногенных авариях, экологических катастрофах, связанных с мощными выбросами загрязняющих веществ в окружающую среду, а также при обследовании рабочих, связанных с вредными производствами.

В частности, примером могут служить многолетние исследования последствий радиационного воздействия испытаний на Семипалатинском полигоне, Томского радиоактивного следа, аварии на Чернобыльской АЭС. Проведенные исследования демонстрируют повышенную частоту МЯ в клетках периферической крови и слизистой оболочки рта (букальный эпителий) у лиц, подвергшихся действию радиации. Использование микроядерного теста в экспериментах на животных, в частности, на бурых лягушках в условиях хронического радиационного воздействия в окрестностях ЧАЭС позволяет рассматривать данный критерий как один из показателей экологических условий среды обитания организмов. Это подтверждают и данные по повышенному уровню цитогенетических повреждений, на основании МЯ теста, в незрелых эритроцитах костного мозга европейской рыжей полевки, природные популяции которой в течение более 20-ти поколений, после Чернобыльской аварии, обитают на радиационно загрязненных территориях. Помимо оценки мутагенного действия ионизирующей радиации МЯ, тест является чувствительным к генотоксическому эффекту ряда химических соединений, которые часто выступают компонентами загрязнения окружающей среды. Так, было показано, что у людей, работающих на производстве хлорфеноксигербицидов, достоверно повышена частота микроядер в клетках эпителиальных и слизистых тканей. Также исследованию МЯ тестом могут подвергаться лекарственные препараты.

Литература

Войтович А. М., Елисеева К. Г. Микроядра в периферической крови бурых лягушек как тест на хронические мутагенные воздействия. // Объем и методы генотоксической оценки и побочных эффектов биологически активных веществ: тез. докл. Всесоюз. симп. — Л., 1989.
Жулева Л. Ю. «Повреждение хромосомного аппарата соматических клеток человека при воздействии диоксина» Автореферат дисс. канд. биол. наук. М. 2000 г. 21 с.
Ильинских Н. Н., Ильинских И. Н., Новицкий В. В., Ванчугова Н. Н. «Микроядерный анализ и цитогенетическая нестабильность» Томск, Изд. Томского ун-та 1992 г. 272 с.
Свирновский А. И., Шаманская Т. В., Бакун А. В. и др. О гематологических и цитогенетических показателях у лиц, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС. // 2-я Междунар. конф.: Отдаленные медицинские последствия Чернобыльской катастрофы, Киев, Украина, 1-6 июня, 1998 г. Киев. 1998. С.360.
Чемикосова Т. С., Камалова О. А., Ибрагимова З. Н. Состояние слизистой оболочки рта у лиц, профессионально контактирующих с хлорфеноксигербицидами. // Стоматология 1999. 25-28.
Adler I. D., Klish U., van Humelen P., Kirsh-Volders M. «Mice micronucleus test with known suspect spindle position: results from two laboratories»// Mutagenesis, 1991, Vol. 6, p. 47-53.
Auletta A. E., Dearfield K. L., Cimino M. C. «Mutagenicity test schemes and guidelines: US EPA Office of Polution Prevention and Toxics and Office of Pesticide Programs»// Environm. Mol. Mutagen, 1993, Vl. 21, p. 38-45.
Boller K. Schmid W. Chemishe Mutagenese beim Sauger. Das Knochermark des Chineschen Hamsters als in vivo-Test system. Haematologische Befunde nach Behandlung mit Trenimonю // Humangenetik 11: 1970. 35-54
Heddle J.A. A rapid in vivo test for chromosomal damage // Mut. Res. 18: 1973. 187—190