Սոխի մեջ պարունակվող միջատասպան օմետոատի տոքսիկոլոգիական գնահատումը։

Սննդի արտադրության ավելացումը անհրաժեշտ է աշխարհի բնակչության կարիքները բավարարելու համար: Այս առումով, թունաքիմիկատները ժամանակակից գյուղատնտեսական մեթոդների անբաժանելի մասն են կազմում, որոնք ուղղված են բերքատվության բարձրացմանը: Ապացուցված է, որ գյուղատնտեսությունում սինթետիկ թունաքիմիկատների լայնորեն կիրառումը լուրջ շրջակա միջավայրի աղտոտում և մարդու առողջության հետ կապված խնդիրներ է առաջացնում: Թունաքիմիկատները կարող են կենսակուտակվել մարդու բջջային թաղանթների վրա և խաթարել մարդու գործառույթները՝ աղտոտված սննդի հետ անմիջական շփման կամ օգտագործման միջոցով, ինչը առողջական խնդիրների կարևոր պատճառ է:
Այս ուսումնասիրության մեջ օգտագործված ցիտոգենետիկ պարամետրերը ցույց տվեցին հետևողական օրինաչափություն, որը ցույց է տալիս, որ օմետոատը գենոտոքսիկ և ցիտոտոքսիկ ազդեցություններ ունի սոխի մերիստեմների վրա: Չնայած առկա գրականության մեջ օմետոատի սոխի վրա գենոտոքսիկ ազդեցության վերաբերյալ հստակ ապացույցներ չկան, մեծ թվով ուսումնասիրություններ ուսումնասիրել են օմետոատի գենոտոքսիկ ազդեցությունները այլ փորձարկվող օրգանիզմների վրա: Դոլարան և այլք ցույց տվեցին, որ օմետոատը in vitro պայմաններում մարդու լիմֆոցիտներում առաջացնում է քույր քրոմատիդների փոխանակման քանակի դեղաչափից կախված աճ: Նմանապես, Արտեագա-Գոմեսը և այլք ցույց տվեցին, որ օմետոատը նվազեցնում է բջիջների կենսունակությունը HaCaT կերատինոցիտներում և NL-20 մարդու բրոնխիալ բջիջներում, և գենոտոքսիկ վնասը գնահատվել է գիսաստղային անալիզով: Նմանապես, Վանը և այլք նկատել են թելոմերների երկարության աճ և քաղցկեղի նկատմամբ զգայունության աճ օմետոատի ազդեցության ենթարկված աշխատողների մոտ: Ավելին, ներկայիս ուսումնասիրությունը հաստատելու համար Էկոնգը և այլք: ցույց է տրվել, որ օմետոատը (օմետոատի թթվածնային անալոգը) A. cepa-ում առաջացնում է ՄԻ-ի նվազում և առաջացնում է բջիջների լիզիս, քրոմոսոմների պահպանում, քրոմոսոմների մասնատում, միջուկի երկարացում, միջուկի էրոզիա, քրոմոսոմների վաղաժամ հասունացում, մետաֆազային կլաստերացում, միջուկի խտացում, անաֆազային կպչունություն և c-մետաֆազային և անաֆազային կամուրջների անոմալիաներ: Օմետոատով բուժումից հետո ՄԻ արժեքների նվազումը կարող է պայմանավորված լինել բջջային բաժանման դանդաղմամբ կամ բջիջների կողմից միտոտիկ ցիկլը չավարտելու անկարողությամբ: Ի տարբերություն դրա, MN-ի և քրոմոսոմային անոմալիաների և ԴՆԹ-ի մասնատման աճը ցույց է տվել, որ ՄԻ արժեքների նվազումը ուղղակիորեն կապված է ԴՆԹ-ի վնասման հետ: Ներկայիս ուսումնասիրության մեջ հայտնաբերված քրոմոսոմային անոմալիաների շարքում ամենատարածվածը կպչուն քրոմոսոմներն էին: Այս հատուկ անոմալիան, որը խիստ թունավոր է և անդառնալի, առաջանում է քրոմոսոմային սպիտակուցների ֆիզիկական կպչունությունից կամ բջջում նուկլեինաթթուների նյութափոխանակության խափանումից: Այլընտրանքորեն, այն կարող է պայմանավորված լինել քրոմոսոմային ԴՆԹ-ն պարուրող սպիտակուցների լուծարմամբ, ինչը, ի վերջո, կարող է հանգեցնել բջջային մահվան42: Ազատ քրոմոսոմները ենթադրում են անեուպլոիդիայի հնարավորություն43: Բացի այդ, քրոմոսոմային կամուրջներ են առաջանում քրոմոսոմների և քրոմատիդների կոտրման և միաձուլման հետևանքով: Բեկորների առաջացումը անմիջականորեն հանգեցնում է MN-ի առաջացմանը, ինչը համապատասխանում է ներկայիս ուսումնասիրության մեջ գիսաստղային անալիզների արդյունքներին: Քրոմատինի անհավասար բաշխումը պայմանավորված է քրոմատիդների բաժանման ձախողմամբ ուշ միտոտիկ փուլում, ինչը հանգեցնում է ազատ քրոմոսոմների առաջացմանը44: Օմետոատի գենոտոքսիկության ճշգրիտ մեխանիզմը պարզ չէ. սակայն, որպես օրգանոֆոսֆորային թունաքիմիկատ, այն կարող է փոխազդել բջջային բաղադրիչների, ինչպիսիք են նուկլեոհիմքերը, հետ կամ վնասել ԴՆԹ-ն՝ առաջացնելով ռեակտիվ թթվածնային տեսակներ (ROS)45: Այսպիսով, օրգանոֆոսֆորային թունաքիմիկատները կարող են առաջացնել բարձր ռեակտիվ ազատ ռադիկալների կուտակում, ներառյալ O2−, H2O2 և OH−, որոնք կարող են փոխազդել օրգանիզմների ԴՆԹ հիմքերի հետ՝ այդպիսով ուղղակիորեն կամ անուղղակիորեն վնասելով ԴՆԹ-ն: Այս ROS-ները նաև ցույց են տվել, որ վնասում են ԴՆԹ-ի կրկնապատկման և վերականգնման մեջ ներգրավված ֆերմենտներն ու կառուցվածքները: Ի տարբերություն դրա, ենթադրվել է, որ օրգանոֆոսֆորային թունաքիմիկատները մարդկանց կողմից կլանվելուց հետո ենթարկվում են բարդ նյութափոխանակության գործընթացի՝ փոխազդելով բազմաթիվ ֆերմենտների հետ: Նրանք ենթադրում են, որ այս փոխազդեցությունը հանգեցնում է տարբեր ֆերմենտների և այդ ֆերմենտները կոդավորող գեների ներգրավմանը օմետոատի գենոտոքսիկ ազդեցություններում40: Դինգը և այլք46 հայտնել են, որ օմետոատին ենթարկված աշխատողների մոտ տելոմերների երկարությունը մեծացել է, ինչը կապված է տելոմերազային ակտիվության և գենետիկական պոլիմորֆիզմի հետ: Այնուամենայնիվ, չնայած օմետոատի ԴՆԹ-ի վերականգնման ֆերմենտների և գենետիկական պոլիմորֆիզմի միջև կապը պարզաբանվել է մարդկանց մոտ, այս հարցը մնում է չլուծված բույսերի համար:
Ռեակտիվ թթվածնային տեսակների (ROS) դեմ բջջային պաշտպանության մեխանիզմները ուժեղանում են ոչ միայն ֆերմենտատիվ հակաօքսիդանտային գործընթացներով, այլև ոչ ֆերմենտատիվ հակաօքսիդանտային գործընթացներով, որոնցից ազատ պրոլինը կարևոր ոչ ֆերմենտատիվ հակաօքսիդանտ է բույսերում: Սթրեսային բույսերում դիտվել է պրոլինի մակարդակ, որը մինչև 100 անգամ ավելի բարձր է, քան նորմալ արժեքները56: Այս ուսումնասիրության արդյունքները համապատասխանում են այն արդյունքներին33, որոնք ցույց են տվել պրոլինի բարձր մակարդակ օմետոատով մշակված ցորենի սածիլներում: Նմանապես, Սրիվաստավան և Սինգհը57 նաև նկատել են, որ օրգանոֆոսֆատային միջատասպան մալաթիոնը մեծացրել է պրոլինի մակարդակը սոխի (A. cepa) մեջ, ինչպես նաև մեծացրել է սուպերօքսիդ դիսմուտազի (SOD) և կատալազի (CAT) ակտիվությունները՝ նվազեցնելով թաղանթի ամբողջականությունը և առաջացնելով ԴՆԹ-ի վնաս: Պրոլինը ոչ էական ամինաթթու է, որը մասնակցում է մի շարք ֆիզիոլոգիական մեխանիզմների, այդ թվում՝ սպիտակուցային կառուցվածքի ձևավորմանը, սպիտակուցային ֆունկցիայի որոշմանը, բջջային օքսիդա-վերականգնման հոմեոստազի պահպանմանը, սինգլետային թթվածնի և հիդրօքսիլային ռադիկալների մաքրմանը, օսմոտիկ հավասարակշռության պահպանմանը և բջջային ազդանշանային փոխանցմանը57: Բացի այդ, պրոլինը պաշտպանում է հակաօքսիդանտային ֆերմենտները՝ դրանով իսկ պահպանելով բջջային թաղանթների կառուցվածքային ամբողջականությունը58: Սոխի մեջ պրոլինի մակարդակի աճը օմետոատի ազդեցությունից հետո ենթադրում է, որ օրգանիզմն օգտագործում է պրոլինը որպես սուպերօքսիդ դիսմուտազ (SOD) և կատալազ (CAT)՝ միջատասպանների թունավորությունից պաշտպանվելու համար: Այնուամենայնիվ, ֆերմենտատիվ հակաօքսիդանտային համակարգի նման, պրոլինը բավարար չէ միջատասպանների վնասումից սոխի արմատային ծայրի բջիջները պաշտպանելու համար:
Գրականության վերանայումը ցույց է տվել, որ օմետոատ միջատասպանների կողմից բույսերի արմատների անատոմիական վնասման վերաբերյալ ուսումնասիրություններ չկան: Այնուամենայնիվ, այլ միջատասպանների վերաբերյալ նախորդ ուսումնասիրությունների արդյունքները համապատասխանում են այս ուսումնասիրության արդյունքներին: Չավուշօղլուն և այլք67 հայտնել են, որ լայն սպեկտրի թիամեթոքսամ միջատասպանները սոխի արմատներում անատոմիական վնասներ են առաջացրել, ինչպիսիք են բջջային նեկրոզը, անոթային հյուսվածքի անորոշությունը, բջջային դեֆորմացիան, էպիդերմալ շերտի անորոշությունը և մերիստեմի կորիզների աննորմալ ձևը: Թյությունջուն և այլք68 նշել են, որ մեթիոկարբ միջատասպանների երեք տարբեր դեղաչափերը սոխի արմատներում նեկրոզ, էպիդերմալ բջիջների վնասում և կեղևի բջջային պատի հաստացում են առաջացրել: Մեկ այլ ուսումնասիրության մեջ Քալեֆեթօղլու Մակար36-ը պարզել է, որ ավերմեկտինային միջատասպանների 0.025 մլ/լ, 0.050 մլ/լ և 0.100 մլ/լ դեղաչափերով կիրառումը սոխի արմատներում առաջացրել է անորոշ հաղորդիչ հյուսվածք, էպիդերմալ բջիջների դեֆորմացիա և հարթեցված միջուկային վնաս: Արմատը վնասակար քիմիական նյութերի բույս ​​մտնելու մուտքի կետն է և նաև թունավոր ազդեցությունների նկատմամբ առավել զգայուն հիմնական տեղամասն է: Մեր ուսումնասիրության MDA արդյունքների համաձայն, օքսիդատիվ սթրեսը կարող է հանգեցնել բջջային թաղանթի վնասման: Մյուս կողմից, կարևոր է ճանաչել, որ արմատային համակարգը նաև նման վտանգների դեմ սկզբնական պաշտպանական մեխանիզմն է69: Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ արմատային մերիստեմային բջիջների դիտարկված վնասը կարող է պայմանավորված լինել այդ բջիջների պաշտպանական մեխանիզմով, որը կանխում է թունաքիմիկատների կլանումը: Այս ուսումնասիրության մեջ դիտարկված էպիդերմալ և կեղևային բջիջների աճը, հավանաբար, բույսի կողմից քիմիական նյութերի կլանման նվազեցման արդյունք է: Այս աճը կարող է հանգեցնել բջիջների և կորիզների ֆիզիկական սեղմման և դեֆորմացիայի: Բացի այդ,70 ենթադրվել է, որ բույսերը կարող են կուտակել որոշակի քիմիական նյութեր՝ թունաքիմիկատների ներթափանցումը բջիջներ սահմանափակելու համար: Այս երևույթը կարող է բացատրվել որպես կեղևային և անոթային հյուսվածքների բջիջների հարմարվողական փոփոխություն, որի դեպքում բջիջները խտացնում են իրենց բջջային պատերը այնպիսի նյութերով, ինչպիսիք են ցելյուլոզը և սուբերինը, որպեսզի կանխեն օմետոատի ներթափանցումը արմատների մեջ:71 Ավելին, հարթեցված միջուկային վնասը կարող է լինել բջիջների ֆիզիկական սեղմման կամ միջուկային թաղանթի վրա ազդող օքսիդատիվ սթրեսի արդյունք, կամ կարող է պայմանավորված լինել օմետոատի կիրառման հետևանքով առաջացած գենետիկական նյութի վնասմամբ:
Օմետոատը բարձր արդյունավետությամբ միջատասպան է, որը լայնորեն կիրառվում է, հատկապես զարգացող երկրներում: Այնուամենայնիվ, ինչպես շատ այլ օրգանոֆոսֆատային թունաքիմիկատների դեպքում, մտահոգությունները մնում են շրջակա միջավայրի և մարդու առողջության վրա դրա ազդեցության վերաբերյալ: Այս ուսումնասիրության նպատակն էր լրացնել այս տեղեկատվական բացը՝ համապարփակ գնահատելով օմետոատ միջատասպանների վնասակար ազդեցությունը լայնորեն փորձարկվող բույսի՝ A. cepa-ի վրա: A. cepa-ի դեպքում օմետոատի ազդեցությունը հանգեցրել է աճի դանդաղման, գենոտոքսիկ ազդեցությունների, ԴՆԹ-ի ամբողջականության կորստի, օքսիդատիվ սթրեսի և արմատային մերիստեմի բջիջների վնասման: Արդյունքները ընդգծեցին օմետոատ միջատասպանների բացասական ազդեցությունը ոչ թիրախային օրգանիզմների վրա: Այս ուսումնասիրության արդյունքները ցույց են տալիս օմետոատ միջատասպանների օգտագործման հարցում ավելի մեծ զգուշության, ավելի ճշգրիտ դեղաչափման, ֆերմերների շրջանում իրազեկվածության բարձրացման և ավելի խիստ կանոնակարգերի անհրաժեշտությունը: Ավելին, այս արդյունքները կծառայեն որպես արժեքավոր մեկնարկային կետ օմետոատ միջատասպանների ազդեցությունը ոչ թիրախային տեսակների վրա ուսումնասիրող հետազոտությունների համար:
Բույսերի և դրանց մասերի (սոխի սոխուկներ) փորձարարական և դաշտային ուսումնասիրությունները, ներառյալ բուսական նյութի հավաքը, իրականացվել են համապատասխան ինստիտուցիոնալ, ազգային և միջազգային նորմերին և կանոնակարգերին համապատասխան։