Хлыстов Иван Андреевич – к.б.н., научный сотрудник, исполняющий обязанности заведующего лабораторией гигиены окружающей среды и экологии человека отдела комплексных проблем гигиены и профилактики заболеваний населения
ул. Попова, д. 30, г. Екатеринбург, 620014
Ivan A. Khlystov, Cand. Sci. (Biol.), Researcher, Acting Head of the Laboratory of Environmental Hygiene and Human Ecology, Department of Complex Problems of Hygiene and Disease Prevention
30 Popov Street, Yekaterinburg, 620014
Бушуева Татьяна Викторовна – к.м.н., заведующая научно-производственным отделом «Лабораторно-диагностических технологий»
ул. Попова, д. 30, г. Екатеринбург, 620014
Tatiana V. Bushueva, Cand. Sci. (Med.), Head of the Research and Production Department “Laboratory and Diagnostic Technologies”
30 Popov Street, Yekaterinburg, 620014
Штин Татьяна Николаевна – к.х.н., заведующая отделом физико-химических методов исследования
ул. Попова, д. 30, г. Екатеринбург, 620014
Tatiana N. Shtin, Cand. Sci. (Chem.), Head of the Department of Physical and Chemical Research Methods
30 Popov Street, Yekaterinburg, 620014
Карпова Елизавета Павловна – младший научный сотрудник научно-производственного отдела «Лабораторно-диагностических технологий»
ул. Попова, д. 30, г. Екатеринбург, 620014
Elizaveta P. Karpova, Junior Researcher, Research and Production Department “Laboratory and Diagnostic Technologies”
30 Popov Street, Yekaterinburg, 620014
Харькова Полина Константиновна – младший научный сотрудник лаборатории гигиены окружающей среды и экологии человека отдела комплексных проблем гигиены и профилактики заболеваний населения
ул. Попова, д. 30, г. Екатеринбург, 620014
Polina K. Kharkova, Junior Researcher, Laboratory of Environmental Health and Human Ecology, Department of Complex Problems of Hygiene and Disease Prevention
30 Popov Street, Yekaterinburg, 620014
Бугаева Александра Владиславовна – младший научный сотрудник лаборатории гигиены окружающей среды и экологии человека отдела комплексных проблем гигиены и профилактики заболеваний населения
ул. Попова, д. 30, г. Екатеринбург, 620014
Alexandra V. Bugaeva, Junior Researcher, Laboratory of Environmental Health and Human Ecology, Department of Complex Problems of Hygiene and Disease Prevention
30 Popov Street, Yekaterinburg, 620014
Гурвич Владимир Борисович – д.м.н., научный руководитель
ул. Попова, д. 30, г. Екатеринбург, 620014
Vladimir B. Gurvich, Dr. Sci. (Med.), Scientific Director
30 Popov Street, Yekaterinburg, 620014
Введение. Изменение состава воды поверхностных водоемов под воздействием гидрологических, климатических процессов и техногенных сбросов оказывает влияние на ее свойства, которые могут стать опасными для здоровья человека. Мониторирование качества и безопасности воды не учитывает все воздействующие на организм потенциально опасные элементы и их соединения, поскольку появление все новых веществ и рекомбинации уже имеющихся сопровождаются непрерывной трансформацией физико-химического состава воды, обуславливающего ее биологические свойства. Проведенное скрининговое исследование открывает новые перспективы использования метода биотестирования на культурах клеток в качестве подхода к оценке безопасности воды.Цель исследования: апробация метода биотестирования общих показателей воды с использованием культуры клеток фибробластов крысы и регрессионной модели.Материалы и методы. Проведены исследования физико-химических показателей в воде поверхностного питьевого водоисточника в осенний (2020 г.), зимний и летний (2021 г.) сезоны. Безопасность воды оценена с помощью метода МТТ-теста на клетках фибробластов крысы. Построена регрессионная модель клеточного ответа по 20 показателям с выбором наиболее значимых предикторов.Результаты. Выявлены колебания физико-химического состава воды в осенний, зимний и летний сезоны. Превышений по показателям токсичности не обнаружено. Наименьшие значения дегидрогеназной активности культуры клеток фибробластов выявлены при воздействии воды осеннего сезона, тогда как вода летнего сезона наиболее благоприятно влияла на жизнеспособность клеток.Выводы. В разные сезоны года были выявлены изменения физико-химических показателей, характеризующих качество и безопасность воды питьевого водоисточника. Апробация метода биотестирования воды на культуре клеток фибробластов крысы (МТТ-тест), показала чувствительность по отношению к общим показателям качества воды. На основании математического моделирования определен показатель, достоверно характеризующий токсическое воздействие на культуру клеток фибробластов, – растворенная форма железа, которая может служить индикатором изменения метаболических процессов.
Introduction: Changes in the composition of surface water caused by hydrological and climatic processes and anthropogenic effluents affect its properties, making it potentially hazardous to human health. Monitoring of water quality and safety does not take into account all potentially dangerous elements and their compounds the man can be exposed to, since the occurrence of new substances and recombination of existing ones is accompanied by a continuous transformation of the physicochemical composition of water, which determines its biological properties. This screening study opens new perspectives for biological testing on cell cultures as an approach to assessing water safety.Objective: To examine the method of bioassay of general indicators of water using rat fibroblasts and a regression model.Materials and methods: We tested physicochemical parameters of water of a surface drinking water source sampled in fall 2020 and winter–summer 2021 and assessed its safety on rat fibroblast cells using the MTT assay. We then built a regression model of the cellular response based on 20 indicators, with the choice of the most significant predictors.Results: We revealed seasonal fluctuations in the physicochemical composition of surface water with no toxicity limits exceeded. The lowest values of dehydrogenase activity of the fibroblast cell culture were revealed following the exposure to water sampled in autumn while that taken in summer had the most favorable effect on cell viability.Conclusions: We revealed changes in physicochemical indicators characterizing quality and safety of source water in different seasons. Testing of the method of water bioassay (MTT assay) on the culture of rat fibroblast cells showed sensitivity in relation to general indicators of water quality. Based on mathematical modeling, we established that dissolved iron, which can serve as an indicator of changes in metabolic processes, is a parameter that reliably characterizes toxic effects on the fibroblast cell culture.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.