Микроядра – внутриклеточные хроматиновые образования, имеющие собственную оболочку и обособленные от ядра. Под микроскопом микроядра представляют собой овальные или округлые образования с ровными краями. Прежде чем говорить о причинах возникновения микроядер, следует отметить, что их можно разделить на:

• кинетохор-содержащие (К+) — содержащие целые хромосомы;
• безкинетохорные (К–) — содержащие фрагменты хромосом без кинетохоров.

Клетка буккального эпителия человека с микроядром (увеличение 40х1,5х10)

Механизм образования данных микроядер не одинаков и, следовательно, свидетельствует о воздействии на клетку различных по природе агентов. Возникновение клеток с микроядрами, содержащими кинетохор, интерпретируется как анеуплоидогенный эффект, в противоположность кластогенному, когда микроядра образуются из фрагментов хромосом, не содержащих кинетохор.

• повреждение области кинетохора;
• блок сборки микротрубочек и нарушения веретена деления;
• дефекты клеточного цикла;
• аномальная амплификация центросом.

К настоящему времени наиболее изучены два последних механизма.

• разрывы хромосом как следствия непосредственного химического повреждения в структуре нуклеотидов ДНК, подобные тем, что возникают под действием радиации;
• разрывы в результате «неправильно» протекающих процессов репарации;
• ингибирование ферментов, ответственных за репарацию и репликацию генома;
• встройка в ДНК агентов, увеличивающих ее «ломкость»;
• нарушение сборки белкового каркаса хромосом, или скэффолда, без всякой связи с повреждениями ДНК.

На этапе телофазы и G1 интерфазы с отставшими хромосомами или фрагментами происходят те же самые изменения, что и с основным ядром: они гетерохроматизируются, покрываются ядерной оболочкой с мембранами и ядерной ламиной, изолирующими их от цитоплазмы.

Под воздействием одного и того же агента могут нередко возникать как К(–)-микроядра, так и К(+)-микроядра, поскольку возможно одновременное влияние как на структуру хромосом, так и на аппарат деления клетки Интересно, что зачастую малые дозы вещества ведут к нарушениям митотического аппарата и появлению К(+)-микроядер, а большие – к кластогенном эффекту и повышению числа клеток с К(–)-микроядрами (Микроядерный анализ в…, 2011).

Весьма интересным и крайне дискуссионным остается вопрос о возможности образования микроядер в интерфазе, вне связи с аномалиями клеточного деления, путем освобождения клетки от лишнего хроматина, образовавшегося после мутационного воздействия. Есть предположение, что для каждой хромосомы в общем пространстве ядра предусмотрен строго определенный объем, обусловленный ее функциональной архитектоникой, и несоответствие этой «нише» при репликации ведет к выпячиванию и выбросу части хроматина. Высказывалось предположение (Fenech, 2002), согласно которому в ядре существует специальный механизм, способный каким-то образом детектировать и удалять дефектный хроматин. Данный механизм образования микроядер можно связать и с повреждением ядерных ламинов. Также микроядра могут быть результатом апоптоза клетки и деструкции ядра (Микроядерный анализ в…, 2011).

Механизмы образования микроядер а – из отставшего хромосомного материала при делении клетки, б – в результате деструкции интерфазного хроматина (по Микроядерный анализ и … , 1992)

На препаратах микроядро можно зарегистрировать только в следующих случаях: микроядро должно быть расположено в цитоплазме клетки и лежать четко отдельно от ядра; цвет и строение хроматина ядра и микроядра совпадают, либо микроядро светлее ядра, но ни в коем случае не темнее; микроядро не должно преломлять свет; микроядро должно быть округлой или овальной формы с гладким непрерывным краем; размер микроядра не должен превышать1/3 размера ядра; микроядро должно находиться в одной плоскости с ядром. Для анализа микроядер отбирают отдельно лежащие клетки с непрерывным гладким краем ядра. От строгого соблюдения всех перечисленных критериев существенно зависит выявляемый уровень клеток с микроядрами. При несоблюдении указанных критериев за микроядра можно принять следующие элементы: кератиновые гранулы, которые образуются в результате повреждения клеток и не содержат ДНК; бактерии, которые зачастую присутствуют в полости рта. Они отличаются от микроядер интенсивностью окрашивания, цветом, меньшим размером, характерной формой и находятся не в клетке, а над или под ней; также иногда красители образуют гранулы, которые могут напоминать микроядра, но имеют иное светопреломление и интенсивность окраски.

Клетки буккального эпителия человека с микроядром (схема, фото, увеличение 40х1,5х10).

Микроядра встречаются в буккальных эпителиоцитах не только после негативного воздействия на организм, но и у здоровых индивидов; при патологических состояниях уровень микроядер увеличивается. Средняя частота встречаемости клеток с микроядрами у здорового человека 18 – 45,7 лет равна 0,63 – 0,64% (Оценка частоты микроядер … , 2010); по мнению Юрченко (Анализ частоты микроядер … , 2000) – 0,33‰; в исследованиях Буториной (2000а) у детей в возрасте 3 – 7 лет средняя частота встречаемости клеток с микроядрами составила 1,1±0,2%; Беляевой (Медико-биологические критерии оценки … , 2003) у детей в возрасте 5 – 8 лет фоновый уровень эпителиоцитов с микроядрами установлен в диапазоне 0,42±0,25‰. Средняя частота микроядер в исследованиях Соболь (2007) составила 2,5± 0,11‰. Dawasaz (Evaluation of methyl… , 2013) у испытуемых в возрасте 21 – 40 лет было отмечено в среднем 5,21 клеток с микроядрами на 2000 просмотренных клеток. Nersesyan (2007а) говорит о 1 – 3 микроядрах на 1000 клеток. Kashyap (2012) отмечает, что диапазон встречаемости клеток с микроядрами на 1000 клеток достаточно широк (0,05 — 11,5 клеток с микроядрами на 1000 клеток), но большинство значений находится между 0,5 и 2,5 на 1000 клеток.

Несовпадение данных, по-видимому, обусловлено различиями методик при выполнении теста разными авторами.