Didinti maisto gamybą yra būtina norint patenkinti pasaulio gyventojų poreikius. Šiuo atžvilgiu pesticidai yra neatsiejama šiuolaikinės žemės ūkio praktikos, kuria siekiama padidinti pasėlių derlių, dalis. Įrodyta, kad plačiai paplitęs sintetinių pesticidų naudojimas žemės ūkyje sukelia rimtą aplinkos taršą ir žmonių sveikatos problemas. Pesticidai gali bioakumuliuotis žmogaus ląstelių membranose ir sutrikdyti žmogaus funkcijas per tiesioginį kontaktą su užterštu maistu arba jo vartojimą, o tai yra svarbi sveikatos problemų priežastis.
Šiame tyrime naudoti citogenetiniai parametrai parodė nuoseklų modelį, rodantį, kad ometoatas daro genotoksinį ir citotoksinį poveikį svogūnų meristemoms. Nors esamoje literatūroje nėra aiškių įrodymų apie ometoato genotoksinį poveikį svogūnams, daugybė tyrimų tyrė ometoato genotoksinį poveikį kitiems bandomiesiems organizmams. Dolara ir kt. įrodė, kad ometoatas in vitro sukėlė nuo dozės priklausomą seserinių chromatidžių mainų skaičiaus padidėjimą žmogaus limfocituose. Panašiai Arteaga-Gómez ir kt. įrodė, kad ometoatas sumažino ląstelių gyvybingumą HaCaT keratinocituose ir NL-20 žmogaus bronchų ląstelėse, o genotoksinė žala buvo įvertinta naudojant kometų tyrimą. Panašiai Wang ir kt. pastebėjo padidėjusį telomerų ilgį ir padidėjusį jautrumą vėžiui darbuotojams, paveiktiems ometoato. Be to, remdamiesi šiuo tyrimu, Ekong ir kt. įrodyta, kad ometoatas (ometoato deguonies analogas) sukėlė MI sumažėjimą A. cepa ir sukėlė ląstelių lizę, chromosomų išlaikymą, chromosomų fragmentaciją, branduolio pailgėjimą, branduolio eroziją, priešlaikinį chromosomų brendimą, metafazinių sankaupų susidarymą, branduolio kondensaciją, anafazės lipnumą ir c-metafazinių bei anafazinių tiltelių anomalijas. MI verčių sumažėjimas po gydymo ometoatu gali būti dėl ląstelių dalijimosi sulėtėjimo arba ląstelių nesugebėjimo užbaigti mitozinio ciklo. Priešingai, MN padidėjimas, chromosomų anomalijos ir DNR fragmentacija parodė, kad MI verčių sumažėjimas buvo tiesiogiai susijęs su DNR pažeidimu. Tarp šiame tyrime nustatytų chromosomų anomalijų dažniausiai buvo nustatytos lipnios chromosomos. Šis konkretus labai toksiškas ir negrįžtamas sutrikimas atsiranda dėl chromosomų baltymų fizinio sukibimo arba nukleorūgščių metabolizmo sutrikimo ląstelėje. Arba jį gali sukelti chromosomų DNR kapsuliuojančių baltymų ištirpimas, kuris galiausiai gali lemti ląstelės mirtį42. Laisvos chromosomos rodo aneuploidijos43 galimybę. Be to, chromosomų tilteliai susidaro lūžtant ir susiliejant chromosomoms ir chromatidėms. Fragmentų susidarymas tiesiogiai lemia MN susidarymą, o tai atitinka šio tyrimo kometų tyrimo rezultatus. Netolygus chromatino pasiskirstymas atsiranda dėl chromatidžių atskyrimo sutrikimo vėlyvojoje mitozės fazėje, dėl ko susidaro laisvos chromosomos44. Tikslus ometoato genotoksiškumo mechanizmas nėra aiškus; tačiau, kaip organinis fosforo pesticidas, jis gali sąveikauti su ląstelių komponentais, tokiais kaip nukleobazės, arba sukelti DNR pažeidimus, generuodamas reaktyviąsias deguonies rūšis (ROS)45. Taigi, organiniai fosforo pesticidai gali sukelti labai reaktyvių laisvųjų radikalų, įskaitant O2−, H2O2 ir OH−, kaupimąsi, kurie gali reaguoti su DNR bazėmis organizmuose ir taip tiesiogiai ar netiesiogiai pažeisti DNR. Taip pat įrodyta, kad šie ROS pažeidžia fermentus ir struktūras, dalyvaujančias DNR replikacijoje ir taisyme. Priešingai, buvo teigiama, kad organiniai fosforo pesticidai, patekę į žmogaus organinę organinę medžiagą, patiria sudėtingą metabolizmo procesą, sąveikaudami su daugeliu fermentų. Jie teigia, kad ši sąveika lemia įvairių fermentų ir šiuos fermentus koduojančių genų dalyvavimą genotoksiniame ometoato poveikyje40. Ding ir kt.46 pranešė, kad ometoatu paveiktų darbuotojų telomerų ilgis padidėjo, o tai buvo susiję su telomerazės aktyvumu ir genetiniu polimorfizmu. Tačiau, nors ryšys tarp ometoato DNR atkūrimo fermentų ir genetinio polimorfizmo žmonėms buvo išaiškintas, šis klausimas augalams lieka neišspręstas.
Ląstelių gynybos mechanizmus nuo reaktyviųjų deguonies formų (ROS) sustiprina ne tik fermentiniai antioksidaciniai procesai, bet ir nefermentiniai antioksidaciniai procesai, iš kurių laisvasis prolinas yra svarbus nefermentinis antioksidantas augaluose. Streso paveiktuose augaluose pastebėtas iki 100 kartų didesnis prolino kiekis nei įprastai56. Šio tyrimo rezultatai atitinka rezultatus33, kurie parodė padidėjusį prolino kiekį ometoatu apdorotuose kviečių daiguose. Panašiai Srivastava ir Singh57 taip pat pastebėjo, kad organofosfato insekticidas malationas padidino prolino kiekį svogūnuose (A. cepa), taip pat padidino superoksido dismutazės (SOD) ir katalazės (CAT) aktyvumą, sumažindamas membranos vientisumą ir sukeldamas DNR pažeidimus. Prolinas yra pakeičiama aminorūgštis, dalyvaujanti įvairiuose fiziologiniuose mechanizmuose, įskaitant baltymų struktūros formavimąsi, baltymų funkcijos nustatymą, ląstelės redokso homeostazės palaikymą, singletinio deguonies ir hidroksilo radikalų gaudymą, osmosinės pusiausvyros palaikymą ir ląstelių signalizaciją57. Be to, prolinas apsaugo antioksidacinius fermentus, taip išlaikydamas ląstelių membranų struktūrinį vientisumą58. Padidėjęs prolino kiekis svogūnuose po ometoato poveikio rodo, kad organizmas proliną naudoja kaip superoksido dismutazę (SOD) ir katalazę (CAT), kad apsisaugotų nuo insekticidų sukelto toksiškumo. Tačiau, panašiai kaip fermentinė antioksidantų sistema, įrodyta, kad prolino nepakanka svogūno šaknų viršūnių ląstelėms apsaugoti nuo insekticidų daromos žalos.
Literatūros apžvalga parodė, kad nėra tyrimų apie augalų šaknų anatominę žalą, kurią sukelia ometoato insekticidai. Tačiau ankstesnių tyrimų su kitais insekticidais rezultatai atitinka šio tyrimo rezultatus. Çavuşoğlu ir kt.67 pranešė, kad plataus spektro tiametoksamo insekticidai sukėlė anatominę žalą svogūnų šaknims, tokią kaip ląstelių nekrozė, neaiškus vaskuliarinis audinys, ląstelių deformacija, neaiškus epidermio sluoksnis ir nenormali meristemos branduolių forma. Tütüncü ir kt.68 nurodė, kad trys skirtingos metiokarbo insekticidų dozės sukėlė nekrozę, epidermio ląstelių pažeidimą ir žievės ląstelių sienelių sustorėjimą svogūnų šaknyse. Kitame tyrime Kalefetoglu Makar36 nustatė, kad avermektino insekticidų naudojimas 0,025 ml/l, 0,050 ml/l ir 0,100 ml/l dozėmis sukėlė neaiškius laidžiuosius audinius, epidermio ląstelių deformaciją ir suplokštėjusius branduolio pažeidimus svogūnų šaknyse. Šaknis yra kenksmingų cheminių medžiagų patekimo į augalą vieta ir taip pat pagrindinė vieta, kuri yra labiausiai jautri toksiniam poveikiui. Remiantis mūsų tyrimo MDA rezultatais, oksidacinis stresas gali sukelti ląstelių membranų pažeidimą. Kita vertus, svarbu pripažinti, kad šaknų sistema taip pat yra pirminis gynybos mechanizmas nuo tokių pavojų69. Tyrimai parodė, kad pastebėtas šaknų meristemos ląstelių pažeidimas gali būti susijęs su šių ląstelių gynybos mechanizmu, kuris neleidžia įsisavinti pesticidų. Šiame tyrime pastebėtas epidermio ir žievės ląstelių padidėjimas greičiausiai yra augalo sumažinto cheminių medžiagų įsisavinimo rezultatas. Šis padidėjimas gali sukelti fizinį ląstelių ir branduolių suspaudimą ir deformaciją. Be to,70 buvo teigiama, kad augalai gali kaupti tam tikras chemines medžiagas, kad apribotų pesticidų prasiskverbimą į ląsteles. Šį reiškinį galima paaiškinti kaip adaptacinį žievės ir kraujagyslių audinių ląstelių pokytį, kai ląstelės sustorina savo ląstelių sieneles tokiomis medžiagomis kaip celiuliozė ir suberinas, kad ometoatas nepatektų į šaknis.71 Be to, suplokštėjęs branduolio pažeidimas gali būti fizinio ląstelių suspaudimo arba oksidacinio streso, veikiančio branduolio membraną, rezultatas arba tai gali būti dėl genetinės medžiagos pažeidimo, kurį sukelia ometoato naudojimas.
Ometoatas yra labai veiksmingas insekticidas, plačiai naudojamas, ypač besivystančiose šalyse. Tačiau, kaip ir daugelio kitų organofosfatų pesticidų atveju, vis dar kyla susirūpinimas dėl jo poveikio aplinkai ir žmonių sveikatai. Šio tyrimo tikslas buvo užpildyti šią informacijos spragą, išsamiai įvertinant žalingą ometoato insekticidų poveikį dažnai tiriamam augalui – A. cepa. A. cepa atveju ometoato poveikis sukėlė augimo sulėtėjimą, genotoksinį poveikį, DNR vientisumo praradimą, oksidacinį stresą ir ląstelių pažeidimą šaknų meristemoje. Rezultatai išryškino neigiamą ometoato insekticidų poveikį netiksliniams organizmams. Šio tyrimo rezultatai rodo, kad reikia būti atsargesniems naudojant ometoato insekticidus, tiksliau dozuoti, didinti ūkininkų informuotumą ir griežtinti reglamentus. Be to, šie rezultatai bus vertingas atspirties taškas tyrimams, kuriais siekiama ištirti ometoato insekticidų poveikį netikslinėms rūšims.
Eksperimentiniai ir lauko tyrimai su augalais ir jų dalimis (svogūnų galvutėmis), įskaitant augalinės medžiagos rinkimą, buvo atlikti laikantis atitinkamų institucinių, nacionalinių ir tarptautinių normų bei reglamentų.
Įrašo laikas: 2025 m. birželio 4 d.