Эколого-физиологические механизмы адаптации животных к антропогенным воздействиям (на примере рязанской области)
На правах рукописи
НЕФЕДОВА СВЕТЛАНА АЛЕКСАНДРОВНА ЭКОЛОГО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ ЖИВОТНЫХ К АНТРОПОГЕННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ (НА ПРИМЕРЕ РЯЗАНСКОЙ ОБЛАСТИ) 03.02.08 – экология 0З.03.01 – физиология
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук
Петрозаводск - 2012 2
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Рязанский государственный агротехно логический университет имени П.А. Костычева» Научный консультант доктор сельскохозяйственных наук, профессор Иванов Евгений Сергеевич Официальные оппоненты доктор биологических наук, старший научный сотрудник Медведев Николай Владимирович доктор биологических наук, профессор Зачиняева Анна Владимировна доктор биологических наук, профессор Максимов Владимир Ильич Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет»
Защита состоится «28» мая 2012 г. в 14 часов на заседании Диссертационно го совета Д 212.190.01 при Петрозаводском государственном университете по адресу: 185910 Республика Карелия, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33, эко лого-биологический факультет.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петрозаводского государ ственного университета. Автореферат размещен на сайте www.vak.ed.gov.ru Автореферат разослан « » 20 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук И.М. Дзюбук 1.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность. Для большинства государств, в том числе и для нашей страны, основной причиной усиливающейся деградации окружающей среды является недостаточный учет комплекса природных условий при осуществ лении хозяйственной деятельности и отсутствии комплексного подхода к оценкам влияния различных объектов хозяйственной деятельности на окру жающую среду.
Выявление биохимических, цитоморфологических, биоиндикаторных механизмов повышения адаптивности животных к антропогенному воздейст вию среды через оптимизацию их компенсаторно-приспособительных реак ций, анализ структуры и функционирования живых систем в естественных и измененных человеком условиях является актуальной проблемой с точки зрения экологической физиологии и экологических аспектов природополь зования. Решение проблемы в области факториальной экологии – минимиза ция влияния абиотических факторов на живые организмы в природных и ла бораторных условиях с целью установления пределов толерантности и оцен ки устойчивости организмов к внешним воздействиям является новаторским направлением современной науки.
В животноводстве немаловажный аспект это эффективность адаптив ных технологий, в том числе к антропогенному воздействию. Однако такому хозяйственно – полезному признаку, как адаптивность к условиям среды, яв но уделено недостаточно внимания. Вызывает тревогу малочисленность ис следований динамики адаптивности и уровня мобилизационного резерва на следственной изменчивости на территориях естественной йодной недоста точности, в экологически неблагополучных зонах после аварии на Черно быльской АЭС, на территориях вблизи промышленных зон, где неизбежно загрязнение тяжелыми металлами. В результате не в полной мере реализует ся генетический потенциал животных.
При экологическом мониторинге территорий загрязненных радионук лидами и тяжелыми металлами в качестве реакционных систем - биоиндика торов принято использовать биологические объекты (мелких грызунов), в том числе переносчиков инфекционных заболеваний, интерьерные реакции которых на изменение среды отражаются в идентичной динамике с таковыми показателями сельскохозяйственных животных. Таким образом, актуально учесть при биотестировании животных критерий - устойчивость к вирусным заболеваниям, оценить влияет ли естественный или искусственный отбор на уровень мутационного процесса вызванного радиационным фоном.
Адаптационные особенности любого вида во многом определяются молекулярными механизмами, обеспечивающими оптимальное развитие и функциональную способность различных органов. Таким образом, внедре ние в ветеринарную практику негормональных регуляторов типа Са2+- анта гонистов (для формирования миокарда) является современным и необходи мым для эффективного ведения животноводства. Особо важно, чтобы в ру ках специалистов оказались не отдельные биохимические показатели, а сис тема тестов, позволяющих по ферментативному составу контролировать и при необходимости корректировать обмен веществ в организме, развитие и работу органов, резистентность к заболеваниям. Разработка мало затратных и высоко эффективных методов коррекции молекулярных процессов адаптив ности, протекающих в организме при росте и развитии особи является акту альной проблемой при совершенствовании продуктивных и резистентных качеств животных, содержащихся на территориях с неблагоприятными эко логическими условиями.
Цель и задачи исследований. Целью работы является комплексное решение проблемы оптимизации адаптивности животных к антропогенному давлению среды на экологически неблагополучных по радионуклидам и тя желым металлам территориях с естетственным недостатком йода по средст вам регуляции Са2+- антагонистом их компенсаторно-приспособительных реакций.
Исходя из поставленной цели, решались следующие задачи:
1. Провести экологический мониторинг территорий загрязнения окру жающей среды с естетственным недостатком йода ландшафтно географических зон Рязанской области тяжелыми металлами от промышленных предприятий и радионуклидом 137Cs в результате аварии на Чернобыльской АЭС 2. Охарактеризовать загрязнение тяжелыми металлами кормов и мо лока в зависимости от интенсивности промышленного производст ва на экологически неблагополучных территориях.
3. Проанализировать физиологические параметры морфофункцио нальной регуляции компенсаторной адаптивности Са2+- антагони стом развития миокарда и молочной железы животных с экологи чески неблагополучных по радионуклидам и тяжелым металлам территорий с йодной недостаточностью, определить влияние регу ляции адаптивности к условиям среды на устойчивость коров к лей козу, маститу, гипотиреозу.
4. Охарактеризовать динамику активности ферментов кислой фосфата зы, - галактозидазы, катепсина Д, кальпаинов I и II, кальпастатина при регуляции Са2+- антагонистом компенсаторной адаптивности к условиям среды животных с экологически неблагополучных тер риторий.
5. Проанализировать динамику линейных и морфофункциональных свойств молочной железы коров с экологически неблагополучных территорий в зависимости от регуляции Са2+- антагонистом компен саторной адаптивности к условиям среды.
6. Исследовать сопоставимость динамики морфологических, биохи мических и цитогенетических интерьерных параметров биоиндика торных видов - полёвка обыкновенная (Microtus arvalis Pall), полёв ка рыжая (Clethrionomys glareolus Schreb), серая крыса (пасюк) (Rattus norvegicus Berk) и крупного рогатого скота (Bos Taurus) при антропогенных воздействиях среды.
7. Разработать методические рекомендации для тестирования коров на предрасположенность к лейкозу, для использования метода биоин дикации при определении влияния экологических условий на про дуктивность и резистентность молочного скота содержащегося на экологически неблагополучных по радионуклидам и тяжелым ме таллам йоддефицитных территориях.
Научная новизна, теоретическая и практическая значимость. Ра бота вносит существенный вклад в развитие фундаментального эколого – фи зиологического научного направления, связанного с совершенствованием методов биоиндикации и биотестирования. Исследована сопоставимость и разработаны рекомендации для использования морфологических, биохими ческих и цитогенетических интерьерных параметров биоиндикаторных ви дов - полёвка обыкновенная (Microtus arvalis Pall), полёвка рыжая (Clethrionomys glareolus Schreb), серая крыса (пасюк) (Rattus norvegicus Berk) и крупного рогатого скота (Bos Taurus) при антропогенных воздействиях среды. Впервые, в рамках экологического мониторинга антропогенного дав ления среды на территории с йодной недостаточностью, проведена ком плексная оценка динамики компенсаторной адаптивности коров к недостатку йода, к экологическим условиям содержания;
в зависимости от загрязнения территорий тяжелыми металлами и радионуклидом учтены цитогенетические параметры мобилизационного резерва наследственной изменчивости черно пёстрой породы, определяющие адаптивность к среде обитания;
обоснована необходимость использования биоиндикаторных видов: полёвка обыкновен ная (Microtus arvalis Pall) для лесостепной и полёвка рыжая (Clethrionomys glareolus Schreb) для подтаёжной ландшафтно-географических зон при иден тификации давления антропогенных факторов, отражающегося на интерьер ных и цитогенетических показателях животных;
разработаны рекомендации для использования метода биоиндикации при работе с молочным скотом на экологически неблагополучной территории;
разработана технология повы шения резистентности к маститу и лейкозу животных с йоддефицитных территорий воздействием на их ферментативный статус без использования гормональных препаратов;
выявлен механизм воздействия Са2+- антагониста на адаптивное развитие гипотиреоидных телят;
разработана методика воз действия Са2+- антагонистом на развитие сердца телят.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на:
ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава Рязан ской ГСХА (1997-2004);
научно-практической конференции при Рязанской ГСХА (1997);
межвузовской научно-практической конференции при Кост ромской ГСХА (2002);
Всероссийской научно-производственной конферен ции при Ульяновской ГСХА (май, 2003);
Межрегиональной научно практической конференции при Воронежском ГАУ (2003);
Международной конференции при Ульяновской ГСХА (сентябрь, 2003);
Международной на учно-практической конференции при Оренбургском ГАУ (2003);
Всероссий ской конференции при Московской СХА (2004);
Всероссийской научно практической конференции при Ижевской ГСХА (2004);
Всероссийской на учно-практической конференции при Московской ГАВМиБ им. К.И. Скря бина (2004);
на научно - практических конференциях профессорско преподавательского состава и аспирантов Рязанского государственного агро технологического университета имени П.А. Костычева (Рязань, 2010, 2011);
на международных конференциях: «Экологические проблемы природных и антропогенных территорий» (Чебоксары, 2011);
«Наука и инновации в сель ском хозяйстве» (Курск, 2011);
научно - практической конференции профес сорско-преподавательского состава и аспирантов Санкт-Петербургского го сударственного аграрного университета (2009, 2011);
IV конференции «Ци томорфометрия в медицине и биологии: фундаментальные и прикладные ас пекты» при МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского (Москва, 2011), материалы диссертации включены в «Отчёт о выполнении научно-исследовательских работ по заказу Минсельхоза России за счёт средств федерального бюджета» (2008, 2009).
Публикация результатов исследований. По теме диссертации опуб ликовано 54 научные работы, в том числе 15 в изданиях рекомендуемых ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, глав результатов исследований и их обсуждения, выво дов, практических предложений, списка литературы. Объем диссертации со ставляет 316 страниц машинописного текста. Иллюстрирующий материал состоит из 35 таблиц, 1 схемы, 21 рисунка (14 микрофотографий, 5 графи ков, 2 карты). Библиография включает 570 работ, в том числе 165 иностран ных авторов.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Результаты мониторинга загрязнения среды ландшафтно-географических зон Рязанской области тяжелыми металлами и радионуклидом 137Cs на терри ториях с естественной йодной недостаточностью доказывают необходимость внедрения в ветеринарную практику разработанного биоиндикационного ме тода с использоанием полёвки обыкновенной (Microtus arvalis Pall) для лесо степной и полёвки рыжей (Clethrionomys glareolus Schreb) для подтаёжной зон.
2. Метод сопосталения интерьерных показателей полёвки обыкновенной (Microtus arvalis Pall) и полёвки рыжей (Clethrionomys glareolus Schreb), в качестве биоиндикаторных объектов для коров, при выявлении экологиче ского давления на генофонд крупного рогатого скота (Bos Taurus) является эффективным.
3. Сранительный анализ цитологических, гистологических, морфофункцио нальных, биохимических и цитогенетических параметров регуляции Са2+ антагонистом компенсаторной адаптивности развития миокарда и молочной железы коров с различной резистентностью к маститу, лейкозу, гипотиреозу и полёвок к геморрагической лихорадке с почечным синдромом (ГЛПС), обитающих на экологически неблагополучных территориях выявил идентич ную динамику показателей этих видов животных, что даёт основание считать полёвок биоиндикаторным видом для коров.
4. Регуляция Са2+- антагонистом компенсаторно-приспособительных реакций в процессе развития сердца телят с экологически неблагоприятной террито рии, позволяет привести цитоморфологию миокардиальной клетки в норму, причем без использования гормональных препаратов. При этом повышается адаптивность животных к неблагополучной среде обитания.
5. При регуляции Са2+- антагонистом компенсаторной адаптивности коров к экологически неблагополучным территориям возрастает продуктивность, ре зистентность к маститу и лейкозу.
6. При регуляции Са2+- антагонистом компенсаторной адаптивности коров к экологически неблагополучным территориям выявлена возможность регули ровать селекционно-генетические параметры резистентности и компенсатор ной адаптивности к различным заболеваниям коров.
Материал и методы исследований 2.
Изучение эколого-физиологических механизмов адаптации животных к антропогенным воздействиям проводились по следующей схеме (схема 1).
Эколого-физиологические механизмы адаптации животных к антропогенным воздействи ям (на примере Рязанской области) Сравнение Экологические исследования ландшафтно- Физиологические исследова территории географических ния адаптивности животных зон Селекционно исследования исследования исследования генетические цезием - Цитоморфо Загрязнение Загрязнение Загрязнение Загрязнение Загрязнение гидросферы Биоиндика логические атмосферы металлами тяжелыми ционные почв Разработка рекомендаций по повышению адаптивности крупного рогатого скота к условиям среды Схема 1 - Изучение эколого – физиологических механизмов адаптации животных к антропогенным воздействиям (на примере Рязанской области).
Экологический мониторинг территории. Мониторинг экотоксикации атмосферы проведен при статистической обработке данных Росгидромета, общее количество наблюдений 21,0 тыс. анализов. Для анализа радиацион ного загрязнения территорий Рязанской области в связи с аварией на Черно быльской АЭС использованы «Карта радиоактивного загрязнения местно сти» (1993) и архивные материалы Государственной станции агрохимической службы «Рязанская», протоколы исследований ЗАО «Институт «Рязаньпро ект». Массовая концентрация экотоксикантов определялась в соответствии с ПНД Ф 14.1:2.4-95 (2004), методике № 2.1.40.2., ПНД Ф 14.1:2:4.69-96 (2005), ПНД Ф 14.1:2.62-96 (2004), РД 52.24.496-2005, ПНД Ф 14.1:2.100—97, ПНД Ф 14.1:2:3:4.123-97 (2004), ПНД Ф 14.1:2.1-95 (2004), ПНД Ф 14.1:2.3- (2004), ПНД Ф 14.1:2.4-95 (2004), методике № 2.1.40.2, ПНД Ф 14.1:2.50- (2004), методике № 2.1.35.1, 2.2.44.1 Определение удельной активности ра дионуклидного состава почвы проводилось на сцинтилляционном гамма спектрометре с детектором Nal 63 63. Для оценки загрязнения атмосферного воздуха использовали расчет индекса загрязнения атмосферы (ИЗА) суммиро ванием средних значений концентраций примесей по отношению к ПДК по наиболее значимым ингредиентам.
Примененеие метода биоиндикации. Использованы рекомендации О.П.
Мелеховой, Е.И. Сарапульцевой и др. (2007) по биологическому контролю окружающей среды (биоиндикация и биотестирование). При разработке методики биоиндикации были сформированы следующие экспериментальные группы животных: 1 - здоровые коровы (п = 30), 2 коровы, инфицированные ВЛКРС, больные лейкозом (п = 30), 3 - больные маститом коровы (п = 30), 4 - больные гипотиреозом коровы (п = 30), 5 больные гипотиреозом коровы с регуляцией адаптивности Са 2+ антагонистом (п = 30), 6 – полёвки, инфицированные хантавирусами, больные ГЛПС (п = 30), 7 – серые крысы (пасюк) (п = 30), 8 – здоровые полёвки (п = 30). Для характеристики полёвок использовали относительную биотопическую приуроченность вида и метод морфофизиологических индикаторов (Шварц С.С. и др.,1968). Для выявления биоиндикаторных видов среди мелких млекопитающих и анализа инфицированности хантавирусами (Bunyavirus Hantavirus) использованы архивные материалы ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Рязанской области» отделения исследований особо опасных инфекций за 5 лет (2003-2007 гг.). Определение массовой доли свинца в шерсти проводили общепринятыми методом атомно-абсорбционной спектрометрии.
Гематологические исследования проводились по общепринятым мето дикам. В крови определяли количество эритроцитов и лейкоцитов в камере Горяева, содержание гемоглобина по Сали, общий белок в сыворотке крови рефрактометрически. Биохимический состав крови: общий белок, остаточ ный азот, мочевину, холестерин, глюкозу, ферменты ALT и AST, кальций, фосфор в сыворотке крови определяли на автоматическом анализаторе Cobas Integra фирмы «Hofman Li Rori», белковые фракции альбумин, глобулины,, определяли путем электофоретического разделения белков сыворотки крови на приборе Cormay Gel Protein 100. Содержание трийодтиронина про водили в сыворотке крови, используя радиоиммунологический метод, с по мощью наборов рио-Т3-ПГ. Осуществляли изотопный счет надосадочной жидкости на приборе «Гамма - 12».
Цитогенетический анализ. Количественные и качественные изменения ядерных структур в лимфоцитах анализировались по методике А.Ф. Яковлева и др. (2001), учитывали индекс ядрышковых организаторов (индекс ЯОР).
Мелкие и средние гранулы лимфоцитов при Шик-реакции выявляли согласно рекомендациям Р.В. Ленской, А.Г. Лукьяновой (1998).
Модели эндокринных нарушений и схемы введения препаратов.. Для выявления роли Са2+- антагониста в реализации регуляторного эффекта на миокард гипотиреоидных лабораторных животных использовали кальций регулирующее вещество нифедипин – блокатор «медленного» кальциевого канала, оптимизирующего внутриклеточную концентрацию Са2+ в миокарде (Сперелакис А., 1990). Са2+ - антагонист вводили перорально в виде масляного раствора в дозе 0,25 мг/кг в течение недели.
Анализ функциональных свойств, морфологических и гистологических признаков вымени. Электронно-микроскопические и микроскопические исследования тканей. Микроскопический анализ подчелюстной железы полёвок проводили с применением метода Кунса. Функциональные свойства и морфологические признаки вымени оценивали на 60 -70 день лактаций по методике Ф.Л. Гарькавого (1966). Гистологическое строение молочной железы изучали на образцах, взятых методом биопсии по методике А.К.
Швабе и В.Н. Соловьевой (1980). Гистохимическое выявление фермента – кислая фосфатаза проводилась по методу Эриксона и Трумпа;
галактозидаза, катепсин Д, кальпаины, кальпастатины согласно рекосмендациям Е.А. Строева, Е.А. Рязановой (1990). Осадок, представляющий собой фракцию богатую лизосомами, ресуспендировали в двух объемах неионногодетергента трилона Х-100 для полного освобождения структурированных ферментов и определения неседиментируемой активности катепсина и кислой фосфатазы. Для определения активности - галактозидазы применяли модифицированный метод Баррета. где в качестве субстрата используется пара-нитрофенил--D галактопиранозит. Субстрат гидролизовали ферментом при рН 4,0 с образованием пара-нитрофенола, который дает окрашивание с максимумом поглощения при 420 нм.
С целью присутствующих в тканевом гомогенате миокарда и гомолиза те эритроцитов применяли метод, основанный на использовании гидрофоб ной хроматографии октил – сефарозе CL – 4В во фракции калпаинов не со держащих ингибиторов по гидролизу щелочно-денатурированного казеина определяли активность протеиназ. Кальпастатины оценивали по количеству кислоторастворимых продуктов, образующихся при ферментативном гидро лизе гемоглобина по методу Ансена (1969).
Электронно-микроскопические исследования нативной морфоструктуры миокарда проводились без окраски срезов. Ультратонкие срезы получали на ультратомах УМТП-4 и УМТП-5. Исследования ультраструктуры миокарда выполнялись на микроскопе ЭМВ 100 АК, электронограммы кардиомиоцитов фиксировались на фотопленке FT 41 и FT 31. При количественном анализе ультраструктур кардиомиоцитов определяли показатели, согласно рекомендациям В.Г. Паукова и В.В.
Фролова (1980).
Научно-производственные опыты проводились в период с 1995 по 2009 годы в учхозе Рязанской ГСХА «Стенькино»;
ЗАО «Авангард» Рязанской области. В качестве объекта исследований использовались телята, нетели, коровы различных генотипов. Опыты проводились согласно схеме исследовани в соответствии с разработанной методикой постановки зоотехнических опытов, во всех случаях экспериментальные группы формировались по принципу пар-аналогов (Овсянников А.И., 1976).
Сформированы четыре экспериментальные группы: I – эутиреоидные животные, у которых уровень гормонов щитовидной железы в норме, им не производили активацию адаптивности Са2+- антагонистом;
II – эутиреоидные животные, аналогичные I группе, с введением Са2+ - антагониста для оптимизации адаптивности организма к естественному недостатку йода в окружающей среде;
III – гипотиреоидные животные с низким уровнем трийодтиронина без индукции развития адаптивности Са2+-антагонистом;
IV – гипотиреоидные животные с регуляцией Са2+-антагонистом адаптивности.
Животные получали грубые и сочные корма в соответствии с нормами ВИЖа из расчета получения среднесуточного прироста до 6 –мес. – 650 г;
от 6 до мес. – 600 г;
от 12 до 18 мес. – 550 г. Показатели роста и развития изучали путем ежемесячных взвешиваний и взятия основных промеров с расчетом индексов телосложения.
Анализ молочной продуктивности.. Содержание жира в молоке определяли стандартным кислотным методом по ГОСТ 5867 – 90;
молочный сахар, общий белок, количество золы, сухое вещество и СОМО молока определялось расчетным путем;
плотность молока по ГОСТ 3625 – 84;
кислотность - по ГОСТ 3624 – 92. Молочную продуктивность подопытных коров оценивали по методике ВИЖ (Дубровицы, 1968).
Качественный состав молока определяли 1 раз в месяц: содержание жира в молоке – кислотным методом Гербера и на приборе «Лактан 550»;
белка, СОМО, глюкозы – рефрактометрическим методом на приборе АМ- (Кугенев П.В., 1978);
кальция и фосфора по общепринятым методикам Н.Г.
Лебедева (1976). Селекционно-генетические параметры устойчивости к маститу, лейкозу, гипотиреозу по линиям, семействам и кроссам проводили согласно рекомендациям А.А. Коровушкина (2004).
Статистическая обработка результатов. Биометрическая обработка проводилась по общепринятым методикам с использованием Excel (Урбах В.Ю., 1964;
Плохинский Н.А., 1978;
Лакин Г.Ф., 1990;
Ивантер Э.В., Коросов А.В., 2004;
Коросов А.В., 2007 и др.).
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Мониторинг экотоксикации от промышленных, сельскохо зяйственных производств и радионуклидов йоддефицитных территорий ландшафтно-географических зон Рязанской области В Рязанской области наличие йода в почве 0,0124…0,0934 мг/кг;
в воде ниже 0,1 мг/ дм3, что позволяет отнести территорию к зоне риска по йодной недостаточности. При сравнении динамики загрязнения атмосферы между загрязненной и условно благополучной частями подтаежной зоны, оказалось, что в экологически неблагополучной зоне свинца в атмосфере больше на 5,59 мг/м3, мышьяка на 1,2 мг/м3, аммиака на 4,9 мг/м3, ацетона на 3,82 мг/м3, сероуглерода на 3,69 мг/м3, формальдегида на 1,18 мг/м3. Отличие между чистой и грязной частями лесостепной зоны составляет по свинцу 4,79 мг/м3, по мышьяку 1,70 мг/м3, по аммиаку 4,5 мг/м3, по ацетону 2,7 мг/м3, по серо углероду 3,89 мг/м3, по формальдегиду 1,38 мг/м3..
В подтаёжной зоне, концентрация в атмосфере свинца (в загрязненной её части) на 0,8 мг/м3, аммиака на 0,2 мг/м3, ацетона на 1,1 мг/м3 больше, чем в лесостепной зоне. Тогда как мышьяка, сероуглерода и формальдегида больше в загрязной части лесостепной зоны на 0,4 мг/м3, на 0,2 мг/м3, 1, мг/м3 соответственно. Уровень загрязнения атмосферного воздуха характе ризуется, как высокий. Комплексный показатель воздуха, рассчитанный по 5 ти приоритетным примесям (индекс загрязнения атмосферы - ИЗА), составил 11,87. По совокупности контролируемых примесей (диоксид азота, сероуг лерод, взвешенные вещества, оксид углерода и диоксид серы), наиболее вы соким уровнем загрязнения характеризовался район промзоны с ИЗА - 6,61.
Здесь содержание взвешенных веществ было в среднем в 2 раза, сероуглеро да - в 1,4 раза, диоксида азота - в 1,2 раза выше, чем на остальной территории промзоны.
На территории условно благополучной части исследуемых зон наибо лее часто допустимые уровни превышали максимально-разовые концентра ции: диоксида азота – 34,0 %, сероуглерода – 5,0 %, фенола – 21,0 %, фор мальдегида и сероводорода - 0,2 % случаев от общего количества отобран ных проб. Загрязнение отдельными примесями имело пространственные и временные особенности. Средняя за год концентрация взвешенных веществ была ниже ПДК и не превысила обычный для исследуемых нами территорий уровень. Наиболее загрязнен диоксидом азота был воздух в районе промузла (условно неблагополучная территория лесостепной зоны), где среднегодовая концентрация составила 2,1 ПДК и была в 1,2 раза выше, чем в условно бла гополучных частях лесостепной и подтаежной зон. Наибольшая среднеме сячная концентрация, составившая 3,3 ПДК, обычно отмечалась осенью (сен тябрь - ноябрь) и тогда же была наибольшая повторяемость превышения ПДК – 67,0 %. Максимальная из разовых концентраций, зафиксированная в условно неблагополучной части подтаёжной зоны, достигала 4,7 ПДК.
Средняя за год повторяемость превышения ПДК в целом по загрязненным территориям составила 34,0 %.
Содержание в воздухе бенз(а)пирена вблизи расположения промузла, с 2,0 ПДК. В наиболее загрязненной бенз(а)пиреном части подтаежной зоны средняя за год концентрация (2,3 ПДК) в 1,4 раза выше, чем в условно благо получной части этой же зоны. Среднегодовые концентрации фенола в рай онах, где он определялся, составили 2,2…2,4 ПДК. Среднемесячные концен трации систематически достигали и превышали допустимую норму в 1,3…4,3 раза. В октябре и декабре повторяемость превышения ПДК в целом по исследуемой загрязненной территории 57,0 %, среднемесячные концен трации 4,3 ПДК. Максимальная концентрация (4,1 ПДК) была зафиксирова на в декабре в условно неблагополучной части подтаёжной зоны. Средняя годовая повторяемость превышения ПДК варьировала в пределах 17,0…23, %. Средняя за год концентрация формальдегида в загрязненных частях лесо степной зоны составила 2,1 ПДК, что в 1,3 раза выше показателей условно благополучной части этой зоны. В условно благополучных частях исследуе мых зон среднегодовые и среднемесячные концентрации аэрозолей боль шинства тяжёлых металлов не достигали ПДК. В лесостепной зоне (обычно в сентябре) среднее за месяц содержание железа составляло 1,2 ПДК, средне месячная концентрация хрома 0,05 мкг/м3.
Загрязнение гидросферы в неблагополучной части подтаёжной зоны со ставляет по цинку 19,4 ПДК, свинцу 15,0 ПДК, мышьяку 2,0 ПДК и меди 6, ПДК, при том, что в условно благополучной части зоны превышений ПДК не об наружено. Та же тенденция по экотоксикантам гидросферы в лесостепной зоне. В загрязненной ее части все исследуемые показатели превышают ПДК - по цинку в 5,0 раз, свинцу в 1,3 раза, мышьяку в 7,6 раз и меди в 2,0 раза. При сравнении показателей загрязнения экотоксикантами гидросферы двух неблагополучных частей анализируемых зон оказалось, что в подтаёжной зоне больше цинка на 14, мг/л, свинца на 1,37 мг/л, меди на 4,0 мг/л, а в лесостепной больше только мышь яка на 0,28 мг/л.
Динамика загрязнений литосферы следующая - показатели экотокси кантов в загрязненной части подтаежной зоны выше ПДК по свинцу на 2, мг/кг, кадмию на 33,5 мг/кг, цинку на 2,3 мг/кг, никелю на 2,4 мг/кг и хрому на 0,73 мг/кг. В чистом районе этой зоны тяжелые металлы не выходят за пределы ПДК. В загрязненном районе лесостепной зоны все изучаемые пока затели так же выше ПДК - по свинцу 1,1 ПДК, кадмию 1,6 ПДК, цинку 1, ПДК, никелю 1,01 ПДК и хрому 13,0 ПДК, что значительно отличается от чистой части этой же зоны, где показатели экотоксикантов превышают ПДК только по свинцу на 1,04 ПДК.
Разница между подтаёжной и лесостепной зонами составляет в пользу последней по свинцу 0,7 мг/кг. По остальным показателям: кадмию на 32, мг/кг, цинку на 0,5 мг/кг, никелю на 1,2 мг/кг, хрому на 0,13 мг/кг большая загрязненность отмечается в подтаёжной зоне в сравнении с лесостепной.
Необходимо подчеркнуть, что литосфера чистой части лесостепной зоны по сравнению с аналогичной благополучной частью подтаёжной имеет экоток сикацию свинцом в количестве 33,4 мг/кг, что выше нормы на 1,4 мг/кг.
Характеризуя йоддефицитные территории по загрязнению экотокси кантами, следует отметить, что радионуклидные осадки после аварии на Чернобольской АЭС в 1986 году выпали не на всю территорию, а в направ лении с юго–запада на северо–восток. Естественный радиационный фон на исследуемых территориях составляет 25,01…29,30 Бк/кг на глубине 20 см, и 12,20…17,03 Бк/кг на глубине 20…40 см. Среднее загрязнение 137Cs на глу бине до 20 см составляет 43,8 Бк/кг, на 20…40 см – 32,0 Бк/кг. Максимальное содержание 137Cs на территориях на глубине до 20 см составляет 70,5 Бк/кг при проникновении в глубину 20…40 см лесной суглинистой почвы 20, Бк/кг. Внутри подтаежной территории в условно неблагополучной зоне эко токсикация в 1,2…3,7 раз выше, чем в условно благополучной;
внутри лесо степной зоны в 1,17…1,49 раз выше на глубине почвы до 20 см. Экотокси кация почвы снижается на глубине 20…40 см, в условно неблагополучной части подтаежной зоны до 71,4…17,4 Бк/кг, на аналогичной части террито рии лесостепной зоны до 32,3…15,2 Бк/кг, что в 2,31…2,28 раз в подтаеж ной и в 2,15…1,64 раз в лесостепной зоне меньше, чем в поверхностном слое (до 20 см) соответственно.
Характеристика экотоксикации кормов и молока 3.2.
Наибольшая концентрация кадмия, никеля, хрома обнаружена в кор мах зоны, граничащей с южным промышленным узлом в среднем в 2,3 раза.
В суточном рационе коров условно благополучной части подтаёжной зоны содержание экотоксикантов меньше (таблица 1).
Таблица 1 - Среднесуточное потребление коровами с кормом экотоксикан тов, (мг/кг сухого вещества) Лесостепная зона Экоток стойловый период пастбищный период сиканты, чистая загрязненная разница чистая загрязненная разница мг (п = 10) (п = 10) (п = 10) (п = 10) Цинк 439,3±9,1 817,3±29,20 378,0** 1508,6±12, 1655,0±62,63 146,4* Свинец 3 * 43,8*** 135,6±6, 49,7±2,33 93,5±4,63 200,5±8,43 64,9*** Кадмий 0,55±0,02 9,4±0,57 8,8*** 11,3±0,55 21,85±0,83 10,55*** Никель 55,8*** 105,5±5, 55,5±2,28 111,3±4,82 229,2±9,28 123,7*** зона Хром 116,6±3,1 52,2** 66,8±3, 168,8±7,40 132,2±6,40 65,4*** зона Примечание: *- 0,05;
** - 0,01;
*** - 0, 7 * Причем, аккумуляция тяжелых металлов, кроме цинка, выше в паст бищный период. Следовательно, пастбищная трава, как основной корм в лет ний период, содержит больше тяжелых металлов, чем сено, сенаж, силос. К тому же пастбищная трава является летом основным кормом в рационе, как по объему, так и по питательности.
Количество цинка и кадмия в молоке коров загрязненной части лесо степной зоны ниже ПДК. Однако содержание других тяжелых металлов пре вышали ПДК в среднем в 1,5…2,0 раза. Эта тенденция наблюдается как от дельно по периодам года, так и в среднем за год.
В подтаёжной зоне и в благополучной по экологическим параметрам лесостепной зоне превышений допустимого уровня тяжелых металлов не об наружено.
3.3. Анализ физиологических параметров морфофункциональной ре гуляции компенсаторной адаптивности Са2+- антагонистом развития миокарда и железистой ткани животных, их устойчивости к лейкозу и маститу на экологически неблагоприятной территории В целом, изменения кардиомиоцитов телят при гипотиреозе, содержа щихся на экологически неблагоприятных территориях, выражаются в атро фии миокардиальных волокон, наблюдается отек стромы и паренхимы, кото рые постепенно перерастают в очаговые некротические поражения. Фукси нофильная дегенерация, плазматическое пропитывание, вакуолярная и жиро вая дистрофия, миоцитолизис, глыбчатый распад и другие патологические состояния сердечной мышцы возникают в кардиомиоцитах телят при недос татке трийодтиронина (рис. 1). Как следствие нарушения ритма прохожде ния крови по руслу, происходит нарушение развития молочной железы, что вызывает мастит, сбой в работе иммунной системы, понижение резистентно сти к лейкозу и т.д.
Рис. 1 - Очаг фуксинофильной дегенерации, вакуо лярной и жировой дистрофии в кардиомиоците теленка с экологиче ски неблагоприятной по радионуклидам и тяжелым металлам йоддефицитной территории. Электронная микрофотограмма 15000.
Наблюдается митохондриальный компартмент с нарушением архитек тоники. Площадь митохондрии достигает 0,38 мкм2, тогда как в норме 0, мкм2.
Количество первичных лизосом в цитограммах миокарда гипотиреоид ных телят с экологически неблагополучной территории в 5,5 раз превышает норму, что указывает на активацию аппарата Гольджи к процессам аутоли зиса. Однако низкое число вторичных гетерогенных лизосом (их меньше нормы в 2,5 раза) на фоне очагов повреждения актин-миозиновых структур подтверждает изменения проницаемости мембран, что препятствует работе ферментов, исправить патологию можно регуляцией компенсаторной адап тивности организма. Вторичные лизосомы появляются лишь после индукции Са2+- антагонистом нормализации проницаемости мембран, что оптимизиру ет баланс между седиментируемой и неседиментируемой фракцией фермен тов. Сами лизосомы крупные с гетерогенным содержимым, диктиосомы ап парата Гольджи выражены четко, ампулярные расширения пустые, что ука зывает на нарушение процесса синтеза ферментов. Отсутствие или малое ко личество энзимов в клетке миокарда коров с экологически неблагоприятной территории определяет снижение защитной функции кардиомиоцитов, на рушение их функциональной активности. Митохондрии с абсолютной гомо генизацией крист, а соответственно клетка испытывает необходимость в энергетических ресурсах.
Ядра кардиомиоцитов гипотиреоидных коров восприимчивых к масти ту с несвойственной инвагинацией, в части клеток переходят в овальную форму, что в норме не наблюдается в мышечной клетке. В большинстве ядер измененное перинуклеарное пространство, в котором располагаются мелкие электроноплотные включения нуклеолеммы. Нарушение в строении ядерной мембраны можно объяснить лишь аномальным транспортом кальция, регу ляцию движения и связь которого с рецепторами во многом обеспечивают гормоны щитовидной железы.
Актин-миозиновые сократительные структуры кардиомиоцитов у пер вотелок с экологически неблагоприятной территории, восприимчивых к лейкозу, выглядят следующим образом: пучки истончены, в области Z дисков размытые лизированные участки, структура с нечетким контуром. А именно соединение актин-миозиновых структур являются одними из мар керных локусов ионов Са2+ в кардиомиоците (рис. 2).
Рис. 2 - Актин-миозиновые со кратительные структуры кар диомиоцита у первотелки с эко логически неблагоприятной по радионуклидам и тяжелым ме таллам йоддефицитной террито рии, восприимчивых к лейкозу.
Электронная микрофотограмма 15000.
Исследование кардиомиоцитов при регуляции компенсаторно приспособительных процессов Са2+- антагонистом в условиях развития сер дечной мышцы телят при низком уровне гормонов щитовидной железы ука зывает на высокую эффективность этого метода (рис. 3). Восстанавливаются все структуры.
Рис. 3 - Кардиомиоцит коровы при регуля ции Са2+- антагонистом компенсаторной адаптивности к экологически неблагоприят ным условиям обитания. Электронная мик рофотограмма 15000.
Соединение белков актина и миозина формируют четкие очертания со кратительного волокна, подчеркивают упорядоченность его строения. В це лом, именно такие сократительные пучки мы наблюдаем у эутиреоидных ко ров с высокой резистентностью к маститу и лейкозу.
Обнаружена положительная динамика, показатели цитограммы при близились к норме, что указывает на высокую эффективность применения Са2+- антагониста, как регулятора развития миокарда при низком гипоти реоидном статусе, что указывает на повышение адаптивности к среде обита ния. Количество энергетических органелл в среднем для низко резистентных к маститу эутиреоидных особей в 2,2 раза, для неустойчивых к лейкозу в 1, раза меньше, чем у резистентных. Использование Са2+- антагониста способ ствует нормализации количества митохондрий в кардиомиоцитах у воспри имчивых к маститу животных независимо от трийодтиронинового статуса.
Количество крист в митохондриях при низкой резистентности к масти ту на фоне гипотиреоза уменьшается на 56,2 %. У восприимчивых к лейкозу особей, использование антагониста Са2+ нормализует лизосомный баланс.
Причем, как у эутиреоидных, так и у гипотиреоидных животных, с экологи чески неблагоприятной территории, снижается количество первичных гомо генных лизосом на 88,2 %. Количество первичных лизосом приходит в нор му. Компенсаторно-приспособительная регуляция Са2+ – антагонистом раз вития сердца сохраняет его внутреннюю структуру;
количество митохонд рий и лизосом у восприимчивых к лейкозу телят с экологически неблагопри ятной территории, на должном уровне. Регуляция Са2+-антагонистом ком пенсаторной адаптивности к низкому уровню трийодтиронина позволяет привести цитоморфологию миокардиальной клетки к норме, причем без ис пользования гормональных препаратов.
Регуляция развития миокарда телят с экологически неблагоприятной территории, под действием Са2+ – антагониста оказывает положительное воздействие на формирование тканевой структуры молочной железы.
По диаметру продольных альвеол, высоте альвеолярных клеток, коли честву клеток эпителия на 10 мкм, продольному диаметру жировых клеток, толщине магистральных соединительных тканевых тяжей гипотиреоидные коровы, которым в период раннего онтогенеза до возраста 18 месяцев не проводили стимуляцию развития миокарда, отличаются от своих интактных аналогов по указанным показателям на 19,2 %, 26,3 %, 18,6 %, 21,6 %, 29,2 % соответственно.
Таким образом, использование Са2+ – антагониста в качестве стимуля тора формирования адаптивности к экологическим условиям среды через ци томорфологические структуры миокарда, опосредовано положительно влияет и на развитие молочной железы гипотиреоидных животных с экологически неблагоприятной территории, и на резистентность к заболеваниям, так как функционально активное сердце способно перегонять кровь в необходимом объеме для организма, а с этим связана нормализация метаболических про цессов, что актуально в экологически неблагополучных условиях содержа ния молочного скота.
3.4. Характеристика динамики активности ферментов при регуляции Са2+- антагонистом компенсаторной адаптивности коров к экологически неблагоприятной территории Дефицит йода возможно компенсировать добавкой его в рацион лишь в том случае, если у телят не отмечается гипотиреоз с самого рождения. Ока залось, около 15 % всех исследуемых телят изначально рождаются с недораз витием щитовидной железы, что невозможно вылечить. Единственный путь решения проблемы – изыскивать адаптивно – компенсаторные регуляторы, которые позволят на фоне недоразвития щитовидной железы полноценно ра ботать остальным органам и тканям, важным для сохранения высокой мо лочной продуктивности. В частности это сердце и вымя, а так же иммунная система коров. Регуляция Са2+ - антагонистом протеолитических систем, кислых и нейтральных протеиназ кардиомиоцитов, позволяет количественно изменять образование ферментов и других биологически активных соедине ний, что существенно влияет на течение физиологических процессов. Так, при биохимическом исследовании миокарда экспериментальных животных активность кислой фосфатазы – маркерного фермента лизосом, обеспечи вающего гидролитическую реактивность иммунной системы, оказалась в достоверной динамике.
У эутиреоидных коров, с экологически неблагоприятной территории, резистентных к лейкозу, соотношение седиментируемой и неседиментируе мой фракций кислой фосфатазы в гомогенате миокарда составляет 0,49 и 0, ед. Высшая активность кислой фосфатазы сосредоточена в седиментируемой фракции, тогда как у аналогичных гипотиреоидных особей 0,26 и 0,48 ед.
Наблюдается обратная зависимость между количеством гидролитического фермента в цитоплазме кардиомиоцитов и уровнем резистентности коров к лейкозу. Регуляция Са2+ - антагонистом компенсаторной адаптивности гипо тиреоидных коров, восприимчивых к лейкозу, нормализует активность ки слой фосфатазы в миокарде животных, что указывает на стабилизацию мем бранного комплекса лизосом. Достоверного результата по изменению актив ности кислой фосфатазы в зависимости от уровня резистентности коров к маститу обнаружено не было. Однако необходимо отметить высокую неста бильность показателей кислой фосфатазы в гомогенате миокарда гипотирео идных коров подверженных маститу. У них седиментируемая и неседимен тируемая активность кислой фосфатазы варьирует в широком диапазоне, как внутри, так и вне лизосомы 0,47 ± 0,022 и 0,31 ± 0,019 ед. соответственно.
Увеличение седиментируемой активности - галактозидазы в резуль тате введения Са2+-антагониста может свидетельствовать о нарушении ста бильности мембраны лизосом гипотиреоидных особей. Влияние регуляции адаптивности на активность - галактозидазы усиливается при низком гор мональном статусе щитовидной железы. При сравнении динамики - галак тозидазы в миокарде экспериментальных телят можно утверждать, что этот фермент является маркерным для отражения компенсаторно 2+ приспособительных процессов под действием Са – антагониста. Так, у эу тиреоидных особей от рождения до 18 месяцев наблюдается увеличение ко личества фермента, как внутри лизосомы, так и в цитоплазме кардиомиоцита.
Причем, на протяжении этого периода онтогенеза седиментируемая актив ность - галактозидазы обычно преобладает над неседиментируемой. При рождении разница составляет 11,9 %, к месячному возрасту 5,8 %, в три ме сяца 4,9 %, в полугодовалом возрасте 5,6 %, к 9-ти месяцам 4,9 %, к полуто рагодовалому возрасту 8,7 % в пользу седиментируемой фракции.
Однако при гипофункции щитовидной железы наблюдается диамет рально противоположная картина – неседиментируемая активность - галак тозидазы преобладает над седиментирумой в течение всего периода иссле дований: при рождении на 14,0 %, к 1-му месяцу онтогенеза на 17,7 %, в пол года на 18,7 %, к 9-ти месяцам на 23,6 %, а в полуторагодовалом возрасте на 25,8 %. При этом разница между седиментируемой активностью - галакто зидазы между 18-ти месячными эутиреоидными и гипотиреоидными особя ми составляет 159,99 ед. или 27,6 % в пользу животных с нормальной функ цией щитовидной железы.
Регуляцией Са2+- антагонистом компенсаторно-приспособительных процессов в миокарде гипотиреоидных телят удалось максимально прибли зить показатели - галактозидазы внутри и вне лизосом к таковым у телят с нормальной функцией щитовидной железы.
При рождении у телят с нормальной функцией щитовидной железы ак тивность катепсина Д в цитоплазме кардиомиоцитов значительно выше, чем у животных с гипотиреозом. Разница составляет 56,9 %. К возрасту 6 месяцев у гипотиреоидных интактных животных тенденция к нарушению активности фермента в цитоплазме сохраняется и по сравнению с нормой ниже на 60, %. Тогда как в идентичной по возрасту группе гипотиреоидных телят, кото рым вводили Са2+- антагонист седиментируемая активность катепсина Д ус тупает норме лишь на 4,0 %. При дальнейшем онтогенезе телят динамика се диментируемой активности фермента у гипотиреоидных особей всё более уменьшается. Так, к возрасту 9 месяцев активность ниже нормы на 52,8 %, к полуторогодовалому возрасту на 69,1 %. При этом в группе гипотиреоидных телят, которым регулировали Са2+- антагонистом развитие кардиомиоцитов, седиментируемая активность катепсина Д была значительно ближе к показа телям нормы. Так, в полгода активность цитоплазматической фракции фер мента отличается от нормы всего на 4,1 %, к 18-ти месяцам на 4,8 %. Таким образом, независимо от тиреоидного статуса без использования гормональ ных препаратов при введении Са2+- регулирующего реагента возможно уста новить необходимую активность катепсина Д для нормализации развития кардиомиоцитов.
Учитывая тот факт, что в практике животноводства важно сохранить поголовье телят, при разработке тестирования протеиназных систем, мы оза дачились поиском наиболее приемлемых методик выявления динамики фер ментов не в миокарде, а в крови. Оказалось, что вместе с катепсинами кар диомиоцитов, при регуляции Са2+- антагонистом адаптивных процессов при гипотиреозе телят с экологически неблагоприятной территории, аналогичные изменения активности ферментов наблюдаются с кальпаинами I и II в плаз ме и эритроцитах крови.
У интактных гипотиреоидных телят аналогичных по возрасту разница активности протеиназы в плазме составляет 0,222 ед. в пользу животных без отклонений работы щитовидной железы. Динамика активности кальпаина II в плазме телят в возрасте от 9 до 18 месяцев указывает на необходимость ре гуляции компенсаторно-приспособительных механизмов миокарда Са2+- ан тагонистом в условиях недостаточного тиреоидного статуса. Так, примене ние кальциевых регуляторов увеличивает активность протеиназы на 0,168 и 0,191 ед., что ниже нормы на 0,015 и 0,013 ед. соответственно. Тогда как при гипотиреозе в отсутствии индукции адаптивности активность кальпаина II в плазме в указанных возрастных группах (6 и 9 месяцев) ниже на 0,183 и 0,204 ед. соответственно (таблица 2).
Таблица 2 - Динамика активности кальпаина II и кальпастатина в плазме крови телят с экологически неблагоприятной по радионуклидам и тяжелым металлам йодефицитной территории, в зависимости от регуляции компенсаторной адаптивности Группы телят гипотиреоидные эутиреоидные без регуляции адап- с регуляцией адаптивности (п = 10) тивности (п = 10) (п = 10) Воз раст активность кальпаина II и кальпастатина (мкмоль тирозинамг белка-1ч-1) кальпаин II кальпаста- кальпаин кальпа- кальпаин II кальпа тин статин статин II 1 день 0,75±0,009*** 0,11±0,012 0,36±0,026 0,12±0,012 0,36±0,025 0,11±0, 3 мес. 0,55±0,024*** 0,09±0,013 0,32±0,014 0,12±0,011 0,50±0,035*** 0,10±0, 6 мес. 0,53±0,014*** 0,11±0,012 0,32±0,032 0,13±0,013 0,48±0,028*** 0,09±0, 9 мес. 0,49±0,013*** 0,10±0,013 0,31±0,030 0,13±0,012 0,36±0,025 0,11±0, 12 мес. 0,50±0,014*** 0,09±0,012 0,31±0,027 0,13±0,12 0,49±0,025*** 0,09±0, 18 мес. 0,51±0,015*** 0,10±0,011 0,31±0,021 0,12±0,10 0,50±0,030*** 0,09±0, Полученные данные необходимо использовать при проведении биотес тирования животных на предмет адаптивных способностей к условиям среды обитания.
3.5. Анализ сопоставимости динамики морфологических, биохимиче ских и цитогенетических параметров биоиндикаторных видов - полёвка обыкновенная (Microtus arvalis Pall), полёвка рыжая (Clethorionomys glareolus Schreb), серая крыса (пасюк) (Rattus norvegicus Berk) и крупного рогатого скота (Bos Taurus) в зависимости от экологических условий Структура пула периферических лимфоцитов, выявляемая Шик реакцией у коров из районов с наименьшей загрязненностью 137Cs следую щая: Шик-реакция в виде крупных гранул и блоков встречается в среднем в 0,1…0,3 % лимфоцитах крови здоровых коров. Следует отметить, что при превышении естественного фона радионуклидов, Шик-реакция в виде круп ных гранул и блоков в лимфоцитограмме здоровых коров составляет 0,5…0, %, при мастите 0,4…0,6 %, при гипотиреозе 2,2…3,0 %, что явно выше, чем в чистых районах, с которыми разница составляет 2,1…2,5 %;
для больных лейкозом 2,0…3,2 %. Отличие составляет 1,6…2,3 %. Анализ цитохимиче ских лимфоцитограмм экспериментальных животных из наиболее загряз ненных 137Cs районов области отражает явное влияние радионуклида на Шик-реакцию в виде крупных гранул и блоков. Так, для здоровых животных этой зоны, показатель составляет 0,3…0,5 %, тогда как для больных масти том 0,2…0,9 %, гипотиреозом 0,7…1,0 %. Интересным является тот факт, что среднее загрязнение (20,0…32,3 Бк/кг) почвы 137Cs оказывает большее влияние на показатели Шик-реакции по крупным гранулам и блокам у гипо тиреоидных животных, чем сильная экотоксикация почвы (29,6…71,9 Бк/кг).
Так, разница в этом случае составляет 1,5…2,0 %. При лейкозе количество крупных гранул и блоков резко возрастает, разница со здоровыми животны ми составляет 3,7…4,4 %. Причем, по сравнению с коровами, подверженны ми лейкозу, содержащимися на чистых по 137Cs территориях, разница так же ощутима – 3,6…4,0 %.
На благополучной и загрязненной радионуклидами территориях дина мика показателей цитохимических лимфоцитограмм среди сельскохозяйст венных и диких животных одинаковая. У полевок при загрязнении террито рии 137Cs в пределах фонового уровня (15,2…18,0 Бк/кг) количество крупных гранул и блоков, выявляемых при Шик – реакции составляет 0,1…0,7 %, что сопоставимо с таковыми показателями у крупного рогатого скота. При этом увеличение экотоксикации радионуклидами на 4,8…14,3 Бк/кг изменяет Шик-реакцию лимфоцитов грызунов в среднем на 0,9 %, коров на 0,4 %. Та же тенденция сохраняется и при действии большей радиации (29,6...71, Бк/кг). То есть, увеличение радиационного фона на 14,4…53,9 Бк/кг приво дит к росту показателей Шик-реакции в лимфоцитах полевок на 1,3 %, что сопоставимо с результатами коров, имеющих низкую резистентность к лей козу.
Что касается идентичных показателей, полученных у крыс, обитающих на исследуемых территориях, необходимо указать, что эти животные обла дают гораздо большей стойкостью к радиационному загрязнению среды и не являются объектом для биоиндикации. Так, в экологически чистой зоне об ласти, где после аварии на Чернобыльской АЭС не отмечено выпадение осадков, Шик-реакция крови у крыс пасюк по показателю - крупные гранулы и блоки составляет 0,1…0,3 %, при среднем загрязнении территорий динами ка незначительная и составляет 0,2…0,6 %, при загрязнении 137Cs почв в размере 29,6…71,9 Бк/кг рост пула лимфоцитов по Шик-реакции с крупными гранулами и блоками составляет от нормы 0,4…0,6 %.
У крупного рогатого скота при регуляции Са2+ - антагонистом адаптив ности к низкому статусу работы щитовидной железы не выявляется измене ния цитохимических показателей лимфоцитограмм в сравнении с таковыми при лейкозе. Однако тенденция выявляемых Шик-реакцией крупных гранул и блоков следующая: в экологически чистых районах количество гранул и блоков 0,1…0,5 %, при среднем загрязнении 2,2…3,0 %, при достаточно вы сокой экотоксикации территории 0,7…1,0 %. У коров инфицированных ви русом лейкоза крупного рогатого скота (ВЛКРС) число лимфоцитов с ин тенсивно гранулярной Шик-реакцией в виде средних и мелких гранул в сравнении животных между районами области, относящимися к разному уровню экотоксикации (низкая, средняя, высокая) по здоровым коровам со ставляет 10,0…16,0 %, 26,0…32,0 %, 20,0…28,0 %. Таким образом, именно в средне загрязненных районах области (20,0…32,3 Бк/кг) отмечается наиболее выраженные изменения в пуле лимфоцитов. Разница 10,0…12,0 % по сравне нию с чистой зоной. Причем по сравнению с загрязненной, показатели выше на 6,0…4,0 %.
При мастите на экологически чистой по радионуклидам территории – 14 клеток из 100 обнаруживают изменения в своей структуре в виде мелких и средник гранул, что принципиально не отличает этих коров по показателям Шик-реакции он здоровых животных. В средне загрязненных районах таких клеток в крови коров 19 – 50 штук, в экологически грязных по 137Cs районах 14 – 48 на 100 исследуемых клеток.
При лейкозе маркерных Шик-реакцией клеток обнаружено в чистой зоне 10 – 19 штук, в средне загрязненной части их количество резко возрас тает на 51…60 %, в зоне, где экотоксикация почв 137Cs наиболее высокая, рост маркерных Шик – реакцией клеток составляет 45,0…46,0 %, что делает показатель мелкие и средние гранулы лимфоцитов при Шик-реакции мар керным по выявлению тенденции к понижению резистентности крупного ро гатого скота к лейкозу.
При гипотиреозе так же наблюдается изменение количества средних и мелких гранул в лимфоцитах коров в зависимости от условий среды, обу словленных выпадением радионуклидов в результате аварии на Чернобыль ской АЭС. Так, в экологически чистых районах области у гипотиреоидных коров на 100 лимфоцитов маркерными являются около 15 штук, тогда как повышение содержания 137Cs до 20,0…32,3 Бк/кг даёт увеличение пула Шик реакционных показателей крови до 18,0…44,0 %, при высоком загрязнении территорий 137Cs этот процент составляет 31,0…41,0 %, то есть несколько снижается. Очередной раз прослеживается тенденция, что для гипотиреоид ных животных наиболее опасным является пребывание на территориях с за грязнением радионуклидом 137Cs в пределах средних значений.
Анализируя цитохимические результаты лимфоцитограмм гипотирео идных коров, которым в процессе роста и развития вводили Са 2+ - антаго нист, мы пришли к выводу, что это необходимое мероприятие для установ ления желаемого уровня адаптивности к низкому статусу щитовидной желе зы. У этих коров, по сравнению с их интактными гипотиреоидными сверст ницами, обитающими на идентичных по загрязнению 137Cs и одновременно йоддифицитных территориях, обнаруживается гораздо меньше мелких и средних гранул в лимфоцитах после Шик – реакции. Так, в экологически чистой зоне количество клеток с маркерными показателями Шик-реакции со ставляет 10 – 16 штук на 100 исследуемых клеток. При среднем загрязнении среды обитания 137Cs количество их возрастает несколько меньше 15 - штук, у тех животным, которым вводили антагонист Са2+, по сравнению с теми особями, которым не вводили блокатор «медленных» каналов - 8 - штук.
В условиях сильного загрязнения почв 137 Cs введение Са2+ - антагони ста гипотиреоидным животным так же снижает в лимфоцитах количество мелких и средних гранул Шик-реакции. По сравнению с интактными гипоти реоидными особями без регуляции адаптивности Са2+- антагонистом в про цессе роста и развития телят количество исследуемых гранул на 21,0…16, % меньше.
Динамика мелких и средних гранул, выявляемых Шик-реакцией в пуле лимфоцитов полёвок подтверждает выводы о том, что этот показатель явля ется маркерным при проведении экологического мониторинга территорий. У этих грызунов в благополучных районах области в пуле лимфоцитов гранулы обнаруживаются в 11,0…14,0 % клетках, тогда как при увеличении экоток сикации среды их обитания 137Cs при среднем загрязнении количество мар керных клеток 14 – 18 штук, при сильном - их количество возрастает до 26 – 33 штук на 100 исследуемых клеток.
У крыс, которых мы определили, как устойчивый к радиационному за грязнению вид, в чистых от 137Cs районах в пуле лимфоцитов обнаруживает ся 9,0…12,0 % маркерных Шик - реакцией клеток, при среднем загрязнении – 13,0….17,0 %, при сильной экотоксикации территорий 12,0…15,0 %. При со поставлении лимфоцитограмм крыс, полёвок и коров прослеживается чёткая тенденция к одинаковой динамике изменения гранул в пуле клеток крови по лёвок и коров с низкой резистентностью к лейкозу, тогда как с крысой нет параллелей в показателях Шик-реакции. Шик-реакция в виде крупных гранул и блоков, а так же мелких и средних гранул и у коров больных лейкозом 0,4…0,6 %;
13,0…19,0 % и 0,4…0,9 %, 10,0…14,0 %, и у полёвок составляет 0,3…0,6 %;
13,0…19,0 % и 0,4…0,7 %;
12,0…14,0 % соответственно.
На территориях обитания со средним загрязнением почв 137Cs сохраня ется та же тенденция по выявлению показателей Шик-реакции лимфоцитов.
Так, у коров, больных лейкозом, и у полёвок крупных гранул и блоков, а так же мелких и средних гранул выявляется 2,1…3,2 %;
61,0…76,0 % и 2,0…3,2;
62,0…77,0 %.
В наиболее загрязненных 137Cs районах в очередной раз сохраняется одинаковый ряд показателей для коров больных лейкозом и полёвок при вы явлении Шик-реакцией гранул различных размеров и структуры в лимфоци тах животных. Так, крупных гранул и блоков, а так же мелких и средних гра нул в лимфоцитах коров и полёвок из этих районов 4,3…4,6 %;
55,0…65,0 % и 4,4…4,6 %;
56,0…64,0 %. По остальным показателям у коров с различными заболеваниями (мастит, гипотиреоз) соответствий с данными Шик – реакции с лимфоцитами полёвки не отмечается, что указывает на типичность реак ции на окружающую среду для полёвки и коровы с низкой резистентностью к вирусу ВЛКРС. Таким образом, по Шик-реакции лимфоцитов, где в качест ве маркерных объектов наблюдаются мелкие и средние гранулы, полёвка представляет интерес, так как является маркерным биоиндикатором, отра жающим влияние мутационной изменчивости на генофонд популяции, при этом данные совпадают с таковыми у коров с низкой резистентностью к лей козу. Изменение количества мелких и средних гранул в лимфоцитах живот ных следует считать фактором иммунотоксичности, тогда как, крупных гра нул - онкотоксичности, определяющим снижение резистентности к лейкозу.
Мы исследовали цитоморфологические показатели лимфоцитограмм восприимчивых к ВЛКРС коров и полёвок, инфицированных хантавирусами, таким образом, выбрав одним из критериев устойчивость к вирусным заболе ваниям. Это необходимо чтобы оценить влияет ли естественный или искус ственный отбор на уровень мутационного процесса вызванного радиацион ным фоном. В экологически загрязненных радионуклидами зонах, у живот ных выявлено достоверно большее число лимфоцитов с индуцированными хромосомными абберациями дицентрического типа, абберациями типа «хво статые» ядра, абберациями цитоплазматического типа - микроядра. Причем, динамика показателя обнаруживается, как у селекционированных животных (молочный скот), так и у диких видов млекопитающих (полёвки). При карио типической оценке экспериментальных коров были отмечены определенные количественные и качественные показатели ядерных структур лимфоцитов, сопоставимые с таковыми у биоиндикаторных видов – полёвок обыкновен ной и рыжей.
Так, в чистой зоне, количество лимфоцитов с микроядрами у коров, равно как и у полёвок, оказалось в абсолютной идентичности, в норме в среднем 1,10 и 3,00 (таблица 3). Общее число микроядер в этих лимфоци тах 1,70 и 2,90 единиц соответственно, в т.ч. микроядра размером от 0,5… 1, мкм составляет 13,72 % и 13,80 %, от 1,1…3,0 мкм - 70,59 % и 70,11 %, а от 3,1…5,0 мкм их 15,69 % и 16,09 %. В условиях средней загрязненности ра дионуклидом, количество лимфоцитов с микроядрами, независимо от вида животных, составляет уже 13,60 и 14,93 ед. на 500 лимфоцитов. Общее чис ло микроядер в лимфоцитах 54,7 и 57,0 ед., в т.ч. микроядра размером от 0, 5…1,0 мкм в среднем 32,91 % и 33,98 %, от 1,1…3,0 мкм составляют 41,62 % и 40,29 %, от 3,1…5,0 мкм 25,47 % и 25,73 %. На сильно загрязненных терри ториях, количество лимфоцитов с микроядрами 27,47 и 25,9 ед. соответст венно. Общее число микроядер в них 134,13 и 131,03 ед. соответственно, в т.ч. микроядра размером от 0,5…1,0 мкм составляют 78,01 % и 75,91 %, от 1,1…3,0 мкм их содержится 12,15 % и 11,90 %, от 3,1…5,0 мкм их 9,84 % и 12,19 %. Данные необходимо использовать при проведении биоиндикаторно го тестриования.
Таблица 3 - Цитоморфологическая характеристика аббераций типа - микроядра в лимфо цитах коров с различных по загрязнению 137Cs территорий Показатели микро За го- количество ядра микроядра гряз- микроядра раз ло лимфоцитов с общее число размером размером нение мером от в микроядрами микроядер от от 1,1…3, 3,1…5,0 мкм, % Cs на 500 штук 0,5…1,0 мкм, % мкм, % фо- 1,10 ± 0,139 1,70 ± 0, 10 13,72 70,59 15, новое 10 3,00 ± 0,214 2,90 ± 0,222 13,80 71,11 16, сред- 10 13,60 ± 0,370 54,70 ± 1,920 32,91 41,62 25, нее 10 14,93 ± 0,395 57,00 ± 1,966 33,98 40,29 25, силь- 10 27,47 ± 0,853 134,13 ±5,051 78,01 12,15 9, ное 10 25,90 ± 0,642 131,03 ±6,032 75,91 11,90 12, Несколько иная картина наблюдается в крови коров, больных масти том. У них на 500 лимфоцитов маркерных 1,19 ед., что на 10,2 % превышает аналогичный показатель в контрольной группе. Количество микроядер в этих лимфоцитах 2,31 ед., что так же несколько выше, чем у здоровых животных в 1,4 раза. У тех особей, которым регулировали адаптивность к недостатку йо да, так же наблюдается самое высокое количество ядерных «мостов» именно при среднем загрязнении среды 137Cs, однако количество аббераций снижает ся практически на половину. Таким образом, введение Са2+ – антагониста позволяет адаптировать животных к экологически неблагополучной среде.
Таким образом, наличие ядерных мостов указывает на появление в ка риотипе животных изучаемой популяции дицентрических хромосом, что продуцирует повышение частоты проявления кариотипических нарушений и отражает мобилизационный резерв наследственной изменчивости.
По нашим данным, для коров, полёвки являются оптимальными био индикаторами, отражающими идентичные тенденции в хромосомных аббе рациях типа «ядерные мосты». Обнаруживается сопоставимость показателя в группах здоровых животных (у коров – 1,03 ед., у полёвок – 0,93 ед.), а так же между коровами, больными лейкозом (13,63 ед.) и полёвками, инфициро ванными хантавирусами (13,27 ед.), что необходимо использовать при про филактических работах на экологически неблагополучных территориях.
Методом определения частоты встречаемости лимфоцитов с хвостаты ми ядрами нам удалось отобрать животных цитогенетической «группы рис ка», у которых была выявлена повышенная частота дицентрических хромо сом (таблица 4). В группе здоровых коров на 500 лимфоцитов встречается до 0,97 лимфоцитов с хвостатыми ядрами, то есть у здоровых коров лимфоци ты с множественными протрузиями ядра встречаются крайне редко, в еди ничных случаях. Та же тенденция и у полёвок, что очередной раз доказывает возможность использования полёвок в качестве биоиндикаторов. При масти те отличий от здоровых особей не наблюдается. При гипотиреозе, благодаря экспериментальной работе по повышению компенсаторной адаптивности животных к условиям среды на территориях с риском йодной эндемии вве дением блокатора «медленных» кальциевых каналов, обнаружено, что коли чество протрузий типа хвостатые ядра нормализуется, происходит уменьше ние их числа в среднем на 500 лимфоцитов с 5,3 ед. (у гипотиреоидных осо бей) до 1,07 ед. (после введения Са2+ - антагониста). Индукция адаптивности к условиям среды при гипотиреозе Са2+- антагонистом приводит к измене нию процессов при митозе лимфоцитов.
Таблица 4 - Наличие хвостатых ядер в лимфоцитах животных в зависимости от экотоксикации территории обитания 137Cs Уровень экотоксикации территории 137 Cs сильное за естественный среднее загряз грязнение Группы фон 15,2…18,0 нение 29,6…71, Бк/кг 20,0….32,3 Бк/кг животных Бк/кг Количество двуядерных лимфоцитов с «хвостами» на 500 клеток 0,97 0,122 1,00 0,136 3,57 0,171*** здоровые коровы п = 12,27 0,203 24,13 0,469*** больные лейкозом коровы п = 46, 30 1,027*** 1,03 0,148 1,07 0, больные маститом коровы п = 1,00 0, 5,30 0,280 1,30 0,221*** 1,27 0,191*** больные гипотиреозом коровы п = 1,13 0,202 1,10 0, больные гипотиреозом при вве- 1,07 0, дении Са2+ - антагониста п = 0,97 0,155 1,00 0,152 3,60 0,189*** здоровые полевки п = 12,23 0,313 24,22 0,478*** полёвки, инфицированные хан- 46, тавирусами п = 30 0,783*** Данные по встречаемости хвостатых ядер в лимфоцитах коров и полёвок интересно использовать не только в разрезе экологии среды обитания животных, но и в качестве отражения состояния кариотипа при различных заболеваниях в сравнении со здоровыми особями. У здоровых коров количество хвостатых ядер всречается в 0,97 случаях, при лейкозе в 12,27, при мастите в 1,02, при гипотиреозе в 1,27 исследованиях. Обнаружена прямая зависимость увеличения количества хвостатых ядер в лимфацитах животных от экотоксикации среды 137Cs, что не может не отражаться на состоянии здоровья, как полёвок, так и коров.
Одним из определяющих факторов кариотипических изменений отра жающихся в нарушениях ядерных структур клетки, с образованием протру зий типа «хвостов» и «мостов», а также микроядер являются ядрышковые организаторы (ЯОР). Так, в контрольной группе здоровых коров индекс ЯОР 2,08, что очередной раз подчеркивает достоверную идентичность группе ре зистентных к хантавирусам полёвок, ЯОР у которых 2,09. При этом сопоста вимы и индексы ЯОР животных низко резистентных к вирусным заболевани ям, у коров больных лейкозом показатель составляет 4,24, у больной ГЛПС полёвок - 4,21 (таблица 5).
Таблица 5 - Ядрышковые организаторы в лимфоцитах животных с экологически неблагоприятной по радионуклидам и тяжелым металлам йоддефицитной территории Группы животных Показатели ядрышковых организаторов число ЯОР в 100 лимфо- индекс ЯОР цитах 207,5 6, здоровые коровы, п = 30 2, 423,5 24,10*** коровы, больные лейкозом, п = 30 4, 248,6 11,48 ** коровы, больные маститом, п = 30 2, 239,0 8,37 ** коровы, больныегипотиреозом, п = 30 2, 237,9 7,48** коровы, больные гипотиреозом с регуляцией 2, адаптивности Са2+-антагонистом, п = 208,9 5, здоровые полёвки, п = 30 2, полёвки, больные ГЛПС, п = 30 4, 420,7 13,31*** При сравнении показателей по остальным заболеваниям коров с био индикаторным видом грызунов связи не выявлено. Таким образом, индекс ядрышкового организатора является маркерным показателем при проведе нии экологического мониторинга резистентности крупного рогатого скота к лейкозу. При заболевании коров маститом происходит увеличение индекса ЯОР на 0,41 единицу или на 19,7 %. При лейкозе этот показатель возрастает еще сильнее и становится равным более 4,0, причем разница между контро лем и группой больных по лейкозу коров составляет 2,16 (Р0,001).
Динамика цитоморфологической характеристики хромосомных аббе раций дицентрического типа (дицентрики) в лимфоцитах коров с различной продуктивностью, больных гипотиреозом в зависимости от загрязнения тер ритории представлена в таблице 6.
Таблица 6 - Цитоморфологическая характеристика хромосомных аббераций дицентриче ского типа в лимфоцитах коров из различных по загрязнению 137Cs территорий в зависи мости от их продуктивности Количество лимфоцитов дицентрического типа (на 500 лимфоцитов) Уровень Продук- Группы загрязне тивность гипотиреоидные с ния почв гипотиреоид коров интактные регуляцией адаптив ные Cs (п = 30) ности (п = 30) (п = 30) высокая 1,20 ± 0,139 1,27 ± 0,116 1,30 ± 0, фоновое низкая 2,33 ± 0,264 2,53 ± 0,278 2,40 ± 0, высокая 17,87 ± 0,867 19,30 ± 1,019 17,97 ± 0, среднее низкая 19,60 ± 0,846 22,63 ± 0,753 20,97 ± 0, высокая 29,90 ± 0,821*** 37,57 ± 0,855 31,63 ± 0,830*** высокое низкая 31,07 ± 0,933*** 42,10 ± 1,332 41,83 ± 1, В первую очередь, обращает на себя внимание тот факт, что с увеличе нием уровня загрязнения территории радионуклидом 137Cs до средних и вы соких значений, что составляет 20,0….32,3 Бк/кг и 29,6…71,9 Бк/кг, в ядер ном материале лимфоцитов коров больных гипотиреозом отмечается рост числа дицентрических аномалий хромосомного материала в прямой зависи мости от экотоксикации среды радионуклидом. По сравнению с территория ми обитания крупного рогатого скота, где отмечаются фоновые значения Cs, в пределах 15,2…18,0 Бк/кг, увеличение числа дицентриков (дицентри ческие аббераций хромосом) для высоко продуктивных коров с территорий со средней загрязненностью составляет в группе интактных 16,60 ед., с силь но загрязненных территорий 28,70 ед., для низко продуктивных 17,37 ед. и 28,34 ед.
При индукции Са2+ - антагонистом компенсаторной адаптивности жи вотных к низкому содержанию йода в окружающей среде, количество ди центрических лимфоцитов снижается, однако по прежнему остается выше нормы. Так, для высоко продуктивных гипотиреоидных животных при есте ственном фоне влияния радионуклида 137Cs «дицентриков» на 500 лимфоци тов меньше в среднем на 1,004 ед.;
при среднем загрязнении на 2,07 ед.. при сильном на 6,00 ед.
Нам удалось применением Са2+ - антагониста в процессе роста и раз вития телят адаптровать животных к недостатку йода, минимизировать про блему недоразвития сердца, вызванного недостатком гормонов щитовидной железы. Взаимосвязь показателей крови при компенсаторной адаптивности развития миокарда животных регуляцией Са2+- антагонистом, мы установи ли, что введение препарата эутиреоидным телятам не оказывает существен ного влияния на белковый и ферментативный состав крови (таблица 7).
Таблица 7 - Белковый и ферментативный состав крови телят с экологически неблагопри ятной по радионуклидам и тяжелым металлам йоддефицитной территории Группа эутиреоидные Гипотиреоидные Показатели интактные с регуляцией интактные с регуляцией (п = 10) адаптивности (п = 10) адаптивности (п = 10) (п = 10) Общий белок, г/л 74,7 ± 0,53*** 74,3 ± 0,45*** 70,9 ± 0,53 73,8 ± 0,41*** Альбумины, г/л 41,4 ± 0,44* 41,3 ± 0,46* 39,8 ± 0,51 41,2 ± 0,33* Глобулины, г/л 33,3 ± 0,62* 33,0 ± 0,46* 31,1 ± 0,51 32,6 ± 0,48* В том числе:
- глобулины 7,4 ± 0,09*** 7,4 ± 0,09*** 8,4 ± 0,07 7,4 ± 0,28** - глобулины 4,2 ± 0,05*** 3,7 ± 0,06 3,7 ± 0,06 4,6 ± 0,06*** - глобулины 21,7 ± 0,19*** 21,9 ± 0,20*** 19,0 ± 0,05 20,6 ± 0,26*** Остаточный азот, 0,2 ± 0,003 0,2 ± 0,003 0,2 ± 0,003 0,2 ± 0, г/л Мочевина, моль/л 4,9 ± 0,03*** 4,8 ± 0,07*** 3,6 ± 0,04 3,9 ± 0,03*** АSТ, нкат/л 1223,6 ± 1219,0 ± 980,5 ± 7,86 1213,4 ± 6,36*** 8,46*** 10,61*** АLТ, нкат/л 790,3 ± 7,67 787,9 ± 10,85 765,9 ± 16,38 783,7 ± 6, Отмечена тенденция изменения биохимических показателей сыворотки крови опытных коров во фракции глобулинов. Так, на фоне введения Са 2+– антагониста общее количество глобулинов возрастает в среднем на 6,8 %.
Достоверно изменяется количество - глобулинов на 7,8 %. На фоне увели чения общего белка в крови гипотиреоидных особей при регуляции развития миокарда наблюдается увеличение ферментативного статуса, так дезамини рующий АSТ возрастает на 19,2 %, а переаминирующий АLТ на 2,27 % со ответственно. Положительная динамика мочевины свидетельствует о нор мальной физиологической перестройке организма, на поддержание интен сивности уровня обменных процессов и лактопоэза, на высокую адаптивную реакцию к условиям среды. Морфологические и биохимические показатели крови экспериментальных и интактных коров так же остаются в пределах физиологической нормы, что указывает на безвредность введения антагони ста Са2+, на локальность действия антагониста непосредственно на миокард.
Отсутствие достоверной разницы в показателях трийодтиронина между интактными и экспериментальными животными еще раз доказывает, что ан тагонист не влияет на уровень гормонов, а является маркерным ионным ин дуктором мембранного регулирования.
Липазы и фосфолипазы кардиомиоцита активируются в результате ак кумулирования внутриклеточного кальция в результате увеличения концен трации Са2+ в свободной форме. Следует отметить, что активация фосфоли пазы сопровождается образованием лизосомальных фосфолипидов (фосфа тидилхолинов), которые сами по себе повреждают мембраны. Механизм по вреждающих эффектов в этом случае связан со способностью фосфолипидов лизосом химически разрывать структуры, что именуется как эффект клино образной формы фосфотидов (Рязанова Е.А., 1990). Более выраженное деста билизирующее действие фосфолипидов проявляется в условиях недостатка гормонов щитовидной железы. Необходимо отметить, что разница у интакт ных месячных эу- и гипотиреодных телят в крови по содержанию общих ли пидов отличается не в пользу последних на 20,5 %. Возрастная динамика по казателей липидного обмена у экспериментальных телят в возрасте до 6 ме сяцев характеризует уровень влияния ионов Са2+ на метаболические процес сы происходящие в формирующемся сердце животных. Так, введение Са2+ антагониста увеличивает количество общих липидов на 3,7 %. Причем, раз ница между гипотиреоидными и интактными полугодовалыми здоровыми телятами составляет 19,2 %, в случае введения Са2+ – антагониста этот раз рыв сокращается до 12,8 %. Более того, наблюдается достоверная тенденция к увеличению общей липидной фракции. В 18 месяцев тенденция по норма лизации количества общих липидов отличается лишь в группе гипотиреоид ных телят, которым вводили Са2+- антагонист с начала периода постнаталь ного онтогенеза. Концентрация общих липидов в их крови при введении Са2+ – антагониста к 18-ти месячному возрасту выравнивается с нормой и со ставляет в пределах 4,65 ммоль/л. Отрицательная динамика (на 15,9 %) ли пидного обмена у гипотиреоидных телят из группы интактных.
Недостаточность развития миокарда связанная с низким уровнем трийодтиронина вызывает необходимость компенсации уровня основного обмена иными путями, целью чего является получение дополнительной теп лопродукции для активации липидной фракции крови. Уровень холестерина к возрасту 18 месяцев не отличается в экспериментальных группах и состав ляет в среднем 2,73 ммоль/л. Диаметрально противоположная картина на блюдается при изучении триглицеридов. В условиях формирования компен саторной адаптивности телят к пониженному уровню трийодтиронина, отме чается увеличение концентрации триглицеридов у тех животных, которым компенсировали недостаток гормона введением Са2+- антагониста. Благодаря механизму работы Са2+- антагониста нормализуется липидный обмен в кро ви гипотиреоидных телят, отмечается положительная возрастная динамика триглицеридов - разница со сверстницами из интактной группы гипотирео идных особей составляет 58,8 %.
Таким образом, используя Са2+ - антагонист при регуляции компенса торной адаптивности телят, содержащихся на территориях с естественной йодной недостаточностью, можно регулировать обменные процессы, метабо лизм, развитие миокарда без применения гормонов, что необходимо исполь зовать ветеринарным службам при работе с молочным скотом.
Животные контрольной группы коров имеют высокую активность ли зирующего фермента. Известно, что лизоцим стимулирует защитные функ ции организма животных, способствуя благоприятному исходу при любых возникших инфекционных процессах. В группе коров больных лейкозом ли зоцимная активность ниже нормы 22,7 % и в среднем составляет 17,6 %. По нашему мнению это связано с активизацией защитных функций организма в борьбе с заболеванием. В сопоставлении с продуктивностью исследуемых животных оказалось, что чем выше удой у коровы, болеющей лейкозом, тем выше и лизоцимная активность сыворотки крови этого животного. Причем, такая же тенденция отмечается и у здоровых коров.
Мастит следующим образом влияет на лизоцимную активность: она в среднем несколько ниже нормы, и составляет 21,2 %. Количество лейкоцитов в загрязненных частях обоих ландшафтно – географических зонах ниже гра ниц физиологических показателей и их фагоцитарная, лизоцимная и бакте рицидная активность сыворотки крови, уменьшена, что говорит о снижении защитных сил организма.
Биологическое воздействие свинца весьма многообразно, к его наибо лее общепризнанным последствиям относится расстройство гемосинтеза.
При гистологическом исследовании развития железистой ткани полёвок в зонах экотоксикации и прослеживается влияние загрязнения тяжелыми ме таллами на формирование фолликулярных структур (рис. 4, рис. 5).
Рис. 4 - Подчелюстная железа полёвки с экологически небла гополучной по радионуклидам и тяжелым металлам йоддефицит ной территории. Окраска гема токсилин – эозином, микрофото грамма Развитие железистой ткани у животных, обитающих в зоне экотокси кации, идет с явными нарушениями морфологической структуры этого орга на, что необходимо учитывать при применении метоики биоиндикации. Фол ликулярные компартменты формируются слабо, нарушен рисунок строения железы, что отчетливо заметно при сравнении её гистоструктуры с таковой у животных из благополучной по тяжелым металлам зоны. Гистоструктура железы соответствует описанию этого органа в норме. В паренхиме железы четко прослеживаются фолликулярные зоны, строма сформирована рыхлой волокнистой соединительной тканью, в которой четко различимы каппиляры.
Внутри фолликула вязкое содержимое – коллоид.
Кальцитониноциты распределены одиночно или небольшими группа ми и локализуются в базальных участках эпителиальной выстилки фоллику лов или погружены в прослойки рыхлой соединительной ткани.
Рис. 5 - Подчелюстная железа полёвки с экологически благополучной по ра дионуклидам и тяжелым металлам йоддефицитной территории. Окраска гематоксилин – эозином, микрофото грамма 400.
Четко выражены в паренхиме железы интерфолликулярные островки, наличие которых указывает на положительные перспективы развития.
Флюоресцентная окраска железы эмбрионов экспериментальных полёвок из различных по экотоксикации мест обитания указывает на то, что развитие железистой ткани начинается гораздо раньше у животных из условно благо получных районов (рис. 6, рис. 7).
Рис. 6 - Подчелюстная железа эмбриона по- Рис. 7 - Подчелюстная железа эмбриона по лёвки с экологически неблагополучной по лёвки с экологически благополучной по радионуклидам и тяжелым металлам йод- радионуклидам и тяжелым металлам йод дефицитной территории. Фюоресцентная дефицитной территории Фюоресцентная окраска метод Кунса, микрофотограмма окраска метод Кунса, микрофотограмма 400. 400.
3.6. Динамика линейных и морфофункциональных свойств вымени не телей и первотелок в зависимости от уровня компенсаторной адаптив ности на экологически неблагополучных территориях Анализ линейных параметров вымени экспериментальных нетелей подтвердил гипотезу о взаимосвязи влияния антагониста Са2+ на развитие молочной железы и уровня функциональной активности миокарда. Длина вымени эутиреоидных нетелей в 6 месяцев стельности достоверно не отли чается и в среднем составляет 16,5…16,7 см. Отмечается высокий эффект ре гуляции компенсаторной адаптивности животных к гипотиреозу и линейных параметров вымени нетелей в период стельности от 6 до 8,5 месяцев. Приве дение к норме развития сердца опосредовано улучшает линейные промеры вымени. Оно отличается большей растянутостью вперед под брюхо и за зад ние конечности, о чем свидетельствуют увеличения расстояния между пе редними, боковыми и задними сосками на 24, 2 %, 31,0 %, 34,4 % соответст венно. Регуляция адаптивности к гипотиреозу способствовала улучшению форм В результате формирования более технологичного вымени под воздей ствием стимуляции развития сердца Са2+ - антагонистом у эксперименталь ных первотелок повысился среднесуточный удой на 2,7 кг (16,6 %);
время доения сократилось на 0,4 мин (3,5 %);
ручной додой уменьшился на 9,8 г (10,1 %).