Содержание к диссертации
Введение
2. Обзор литературы 11
2.1. Источники поступления тяжелых металлов в окружающую среду и организм животных 11
2.2. Миграция кадмия, никеля и цинка в почвах и их фитотоксичность
2.3. Физиологическая и токсикологическая характеристика кадмия, никеля и цинка 20
2.4. Механизм и патогенез токсического действия тяжелых металлов на организм животных 27
2.5. Патоморфологические изменения в органах и тканях животных при воздействии тяжелых металлов 30
2.6. Заключение к обзору литературы 34
3. Собственные исследования 36
3.1. Условия проведения исследования 36
3.2. Материал и методы исследования 37
3.3. Влияние тяжелых металлов на организм крыс и их потомство 42
3.3.1. Биохимические показатели крови крыс при введении в рацион кормов с содержанием кадмия, никеля, цинка и на фоне применения антиоксидантов 42
3.3.2. Патоморфологические и гистохимические изменения в почках крыс при интоксикации кадмием и на фоне применения антиоксидантов 47
3.3.3. Патоморфологические и гистохимические изменения в почках крыс при интоксикации никелем и на фоне применения антиоксидантов 54
3.3.4. Патоморфологические и гистохимические изменения в почках крыс при интоксикации цинком и на фоне применения антиоксидантов 60
3.3.5. Биохимические показатели крови крысят при хронической интоксикации их родителей солями кадмия, никеля и цинка 65
3.3.6. Влияние хронической интоксикации крыс кадмием на развитие потомства 67
3.3.7. Влияние хронической интоксикации крыс никелем на развитие потомства 73
3.3.8. Влияние хронической интоксикации крыс цинком на развитие потомства 77
3.4. Влияние тяжелых металлов на организм кроликов 81
3.4.1. Биохимические показатели крови кроликов при введении в рацион кормов с содержанием кадмия, никеля, цинка 81
3.4.2. Патоморфологические и гистохимические изменения в почках кроликов при интоксикации кадмием 84
3.4.3. Патоморфологические и гистохимические изменения в почках кроликов при интоксикации никелем 90
3.4.4. Патоморфологические и гистохимические изменения в почках кроликов при интоксикации цинком 94
3.5. Влияние тяжелых металлов на организм свиней 97
3.5.1. Биохимические показатели крови свиней при введении
в рацион кормов с содержанием кадмия, никеля, цинка. 97
3.5.2. Патоморфологические и гистохимические изменения в почках свиней при интоксикации кадмием 99
3.5.3. Патоморфологические и гистохимические изменения
в почках свиней при интоксикации никелем 104
3.5.4. Патоморфологические и гистохимические изменения в
почках свиней при интоксикации цинком 107
4. Обсуждение результатов исследования 110
5. Заключение 124
6. Выводы 126
7. Практические рекомендации 127
Литература 128
Приложение 159
- Миграция кадмия, никеля и цинка в почвах и их фитотоксичность
- Патоморфологические изменения в органах и тканях животных при воздействии тяжелых металлов
- Влияние тяжелых металлов на организм крыс и их потомство
- Патоморфологические и гистохимические изменения в почках кроликов при интоксикации кадмием
Введение к работе
Актуальность темы. Широкое применение соединений тяжелых металлов в промышленности и сельском хозяйстве с последующей их циркуляцией в звеньях пищевой цепи способствует созданию техногенных биогеохимических провинций, характеризующихся аномальным содержанием тяжелых металлов в почве, растениях, организме животных и человека (М. В. Забелина, 2005; Т. А. Карпетян, 2007).
В настоящее время уровни техногенного воздействия в ряде регионов России достаточно высоки. Загрязнение окружающей среды происходит в результате деятельности предприятий металлургической, химической, топливно-энергетической, биологической, перерабатывающей промышленности, а также предприятий агропрома. В определенных районах концентрация поллютантов в почве, воде, воздушном бассейне, кормах значительно превышает допустимые уровни. Но даже при воздействии малых доз токсикантов изменяется характер течения многих заболеваний, нарушаются обменные процессы, искажаются иммунные реакции в организме (К. X. Папуниди, И. А. Шкуратова, 2005).
В литературе имеются многочисленные сведения о попытках установления критических уровней тяжелых металлов, при которых происходят физиологические, морфологические и другие изменения в организме животных (В. Д. Баранников, 2006; В. Д. Валова, 2007). Однако эти данные довольно противоречивы, поскольку реакция организма на определенное количество какого-либо токсиканта неоднозначна и зависит от возраста, вида, физиологических особенностей животного, условий содержания и других факторов. Кроме того, одна и та же доза токсического вещества способна вызывать выраженные морфологические изменения в одних органах с преобладанием функциональных расстройств в других. Почки как главный экскреторный орган являются мишенью для многих токсических веществ. Высокий уровень кровоснабжения и большая протяженность тубулярного аппарата обусловливают длительность контакта токсических веществ и их метаболитов с почечным эндотелием, эпителием и клетками интерстиция. Позитивное гидростатическое давление, необходимое для ультрафильтрации, и другие внутрипо-чечные процессы, направленные на сохранение эссенциальных метаболитов и элиминацию токсикантов, приводят к рециркуляции в организме низкомолекулярных метаболитов, отложению незаряженных токсинов в почечном интерстиции с последующей активацией медиаторов воспаления и развитием иммунно-воспалительного процесса (A. Goyer, 1990).
Из-за несовершенства методов диагностики трудно судить об истинной распространенности патологии почек, связанной с действием тяжелых металлов. По данным литературы, разные токсические вещества играют роль этиологического фактора в 5-20% случаев интерстици-ального нефрита, в 8% - пиелонефрита (A. Boguszewska, 2004). Довольно часто они являются причиной острой почечной недостаточности (A. Akesson et al, 2005).
Несмотря на большое количество работ, посвященных изучению влияния экологических факторов на организм животных, многие морфологические особенности их действия остаются малоизученными. Только тщательно изучив морфофункциональные проявления воздействия тяжелых металлов на отдельные органы, можно разработать научно обоснованную систему мероприятий, направленную на снижение их негативного действия на организм в целом.
Цель работы - установить особенности морфофункциональных изменений в почках разных видов животных при введении в рацион растениеводческой продукции, выращенной при моделировании загрязнения почвы кадмием, никелем и цинком в конкретных агроэкологических условиях Омской области и на фоне применения антиоксидантов. Задачи исследований:
1. Определить биохимические показатели плазмы крови, морфологические и гистохимические изменения в почках крыс, в рацион которых вводили кормовые культуры, выращенные с внесением в почву кадмия, никеля и цинка в концентрациях превышающих ПДК.
2. Оценить патоморфологические изменения у потомства при длительной интоксикации крыс кадмием, никелем и цинком в составе кормов.
3. Доказать корригирующую эффективность антиоксидантов на фоне нефротоксического действия тяжелых металлов.
4. Определить биохимические показатели плазмы крови, морфологические и гистохимические изменения в почках кроликов и свиней при включении в рацион кормовых культур, выращенных с внесением в почву ПДК кадмия, никеля и цинка.
Научная новизна работы. Установлены видовые и обусловленные токсичностью элементов особенности структурных изменений в почках лабораторных и сельскохозяйственных животных, потреблявших корма, выращенные на лугово-черноземной почве южной лесостепи Омской области при моделировании техногенного загрязнения кадмием, никелем и цинком с учетом ПДК.
Получены данные о дозозависимых морфологических изменениях в почках при воздействии тяжелых металлов в составе кормов на организм разных видов животных. Экспериментально обоснован корригирующий эффект совместного применения натрия селенита и аскорбиновой кислоты при интоксикации соединениями тяжелых металлов.
В сравнительном аспекте изучено действие кадмия, никеля и цинка в системе «мать-плод» с учетом миграции указанных элементов в звеньях пищевой цепи. В условиях эксперимента установлена роль интоксикации тяжелыми металлами родителей в развитии патоморфологических изменений у потомства. Подтверждена потенциальная опасность длительного использования кормов, содержащих тяжелые металлы в количествах, не превышающих установленные предельно допустимые концентрации.
В экспериментальных условиях доказано нефропротекторное действие антиоксидантов.
Теоретическая и практическая значимость работы. Представленный материал уточняет и расширяет сведения по патоморфологии почек при интоксикации разных видов животных соединениями тяжелых металлов. Результаты исследований могут быть использованы практикующими врачами при дифференциальной диагностике патологии почек токсического генеза и учтены при изучении миграции тяжелых металлов в системе «почва - растение - животный организм» в конкретных агроэкологических условиях, что в дальнейшем позволит разработать систему профилактических мер, направленных на предотвращение негативного влияния тяжелых металлов на организм животных и человека. По результатам исследований оформлен информационный листок «Структурные изменения в почках животных при содержании в кормах солей тяжелых металлов» (№ 55-009-08).
С использованием методов патоморфологии доказана целесообразность использования антиоксидантов с целью коррекции нефротоксиче-ского эффекта.
Результаты исследований могут быть использованы при написании соответствующих разделов учебников, учебных пособий и справочных руководств, а также в учебном процессе на ветеринарных, зооинженер-ных, биологических и экологических факультетах высших учебных заведений.
Апробация результатов научных исследований. Основные материалы диссертационной работы доложены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ИВМ ОмГАУ (Омск 2005, 2006, 2007, 2008 гг), Международной научной школы — конференции студентов и молодых ученых «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (Абакан, 2004), 5-й межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы ветеринарной медицины продуктивных и непродуктивных животных» (Омск, 2006), Международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию ГНУ Краснодарского НИВИ «Актуальные проблемы ветеринарии в современных условиях» (Краснодар, 2006), IV Международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде» (Семипалатинск, 2006), 16 Всероссийской научно-методической конференции «Современные проблемы патологической анатомии, патогенеза и диагностики болезней животных» (Ставрополь, 2007), 7-й межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 180-летию аграрной науки Сибири «Диагностика, лечение и профилактика болезней животных в условиях Сибири и Урала» (Омск, 2008).
Внедрение. Результаты исследований используются в учебном процессе на морфологических кафедрах сельскохозяйственных и ветеринарных вузов РФ (Омск, Тюмень, Нижний Новгород, Красноярск, Казань, Ижевск, Троицк, Абакан, Брянск, Барнаул, Саратов, Благовещенск, Уфа).
Публикация результатов исследований. Основные положения диссертационной работы изложены в И статьях, в т. ч. две из них опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 157 страницах машинописного текста и включает разделы: введение, обзор литературы, собственные исследования, обсуждение полученных результатов, заключение, выводы и практические рекомендации. Работа иллюстрирована 14 таблицами, 46 рисунками. Список литературы включает 270 источников, в том числе 75 иностранных авторов.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Нефротоксическое действие тяжелых металлов сопровождается патоморфологическими изменениями с преобладанием признаков нарушения тубулярного аппарата, интерстициального нефрита и сосудистых расстройств и определяется токсичностью элемента, интенсивностью экологической нагрузки и видовыми особенностями животных.
2. Корма с повышенным содержанием кадмия, никеля и цинка снижают качество потомства у животных.
3. Натрия селенит и аскорбиновая кислота нивелируют патоморфо-логические изменения при отравлении животных соединениями тяжелых металлов.
Миграция кадмия, никеля и цинка в почвах и их фитотоксичность
Почвы являются одним из первых звеньев в биогеохимической пищевой цепи и начальным этапом миграции тяжелых металлов в системе почва - растение - животное - продукт питания. (В. В. Добровольский, 1997; Г. В. Мотузова, 1999; Ю. М. Матвеев, 2001). Почва - объект среды обитания, дающий более 90% продовольственного сырья, предназначенного для производства пищевой продукции. Для тяжелых металлов почва является емким акцептором. Они прочно сорбируются гумусом, что приводит к их накоплению в почве. В отличие от воздуха и воды, в которых естественно протекают процессы самоочищения, почва обладает этим свойством в незначительной мере (М. Т. Дмитриев, Н. И. Казнина, И. А. Пинигина, 1989).
Увеличение содержания тяжелых металлов в почве ведет к возрастанию их концентрации в растениях. Актуальность вопросов качества растительной продукции объяснима, так как накопление экотоксикантов в организме животных и человека осуществляется в основном за счет пищи, а наиболее загрязнены продукты растительного происхождения (D. М. Pacyna, D. Е. Hanssen, 1984; R. Tahvonen, 1996; Е. И. Волошин, 2000; Bernadette Mariott, 2000; Ю. В. Алексеев, 2002). Кадмий
Этот элемент концентрируется в глинистых осадках и сланцах. Геохимия кадмия тесно связана с геохимией цинка, но кадмий обнаруживает большую, чем цинк, подвижность в кислых средах. Металл наиболее подвижен в кислых почвах в интервале рН 4,5-5,5. Накопление почвой кадмия и поглощение его растениями зависит от механического состава и свойств почвы. Миграция металла кадмия по профилю почвы протекает тем интенсивнее, чем легче ее механический состав (Ю. А. Потутаева, Н. В. Русаков, Е. Г. Прищеп, 1998; G. S. R. Krishna-murti, P. М. Huang, L. M. Kozak, 1999).
Значительное накопление кадмия отмечается в гумусовом горизонте. Вероятнее всего, здесь наблюдается совокупный результат двух процессов: биогенной аккумуляции металла и его поступления в почву из глобального атмосферного пула (В. Б. Ильин, 1995). Загрязнение почв кадмием рассматривается как наиболее серьезная опасность для здоровья (М. R. Fox, 1988; S. Smirjakova et al., 2005). Считается, что кадмий не входит в число необходимых для жизнедеятельности элементов (В. Б. Ильин, 1991; В. Г. Минеев, 1994). Однако кадмий эффективно поглощается корневой системой и листьями растений, особенно при увеличении содержания металла в среде. Поступление в растения может идти пассивным и метаболическим путем. Механизмы переноса иона кадмия в растениях не установлены, но наиболее вероятно, что он переносится веществом-носителем. Локализуется металл, главным образом, в корнях, в меньших количествах - в узлах стеблей, черешках и главных жилках листьев (Б. А. Ягодин, 1989; J. Ericsson, A. Andersson, 1990; Б. В. Ильин, 2001; М. М. Айналов, А. И. Гатин, 2004).
Токсичность кадмия проявляется в задержке роста растений, повреждении корневой системы. Повышенные концентрации элемента вызывают хлороз листьев с образованием красно-бурой окраски краев или прожилков. Тормозяще действует на фотосинтез, нарушает процессы транспирации и фиксации углекислого газа, изменяет проницаемость клеточных мембран. Кадмий повышает предрасположенность растений к грибковым заболеваниям (R. Hardiman, В. Yacoby, 1987; D. Hatch, 1988; А. Кабата-Пендиас, X. Пендиас, 1989; О. Nriagu, 1990; В. В. Сте-панюк, 1998; В. В. Степанюк, 1998; V. R. Angelova, 1999; Д. С. Веселов, Р. Г. Фахрисламов, 1999; С. В. Лукин, В. Е. Явтушенко, И. Е. Солдат, 2000; Б. А. Сарсенбаев, 2002; Т. В. Пересторонина, Н. А. Пропой, 2004). Это указывает на нарушение течения метаболических процессов (О. А. Мартынов, 2002; В. И. Никитишен, 2002). Никель
Основной источник никеля - горные породы серпентиниты. При выветривании горных пород никель легко высвобождается, а затем осаждается преимущественно с оксидами железа и марганца. Однако двухвалентный никель относительно стабилен в водных растворах и может
мигрировать на значительные расстояния. Исследование содержания металла в различных гранулометрических фракциях почвы показало, что значительная его часть концентрируется в мелких, илистых, богатых гумусом фракциях почвы (В. В. Гавриленко, Н. А. Сорокина, 1988; А. Н. Агаджанян, А. В. Скальный, 2001).
Механизм токсического действия никеля изучен недостаточно. При избытке этого металла снижается абсорбция питательных веществ, тормозится рост растений и нарушается метаболизм. Повышенные концентрации этого элемента в растительных тканях подавляют процессы фотосинтеза и транспирации (А. Кабата-Пендиас, X. Пендиас, 1989; Г. Г. Морковкин, 2006).
Среди растений существует различие в чувствительности по отношению к воздействию никеля. Средние границы токсичного уровня никеля для большинства растений изменяются от 10 до 100 мг/кг сухой массы (И. В. Андреева, В. В. Говорина, Б. А. Ягодин, 2000).
Типичные симптомы повреждающего действия никеля: хлороз, появление желтого окрашивания с последующим некрозом, остановка роста корней и появление молодых побегов или ростков, деформация частей растения, необычная пятнистость, в некоторых случаях - гибель всего растения (Б. А. Ягодин, 1991; В. К. Кашин, 1992). Цинк В магматических породах цинк распределен довольно однородно. Цинк присутствует в породах, главным образом, в виде простого сульфида цинка, а также замещает ион магния в силикатах. Он легко адсорбируется как минералами, так и органическими компонентами. Поэтому в большинстве типов почв наблюдается его аккумуляция в поверхностных горизонтах (Ю. И. Ермохин и др., 2004).
По данным Ш. 3. Мамилова, А. К. Саданова, А. Н. Нестеровича (1987), от 60 до 90 % общего почвенного цинка распределяется по трем группам: цинк, удерживаемый окислами железа, цинкvв кристаллической решетке глинистых минералов и обменный цинк. Преобладающей является связь металла с окислами железа (-45%) и кристаллической решеткой глинистых минералов (-35%). Значительно меньше цинка находится в обменном положении. Помимо этих трех групп соединений, цинк может находиться в тесной связи с почвенным органическим веществом, а также в стойких минералах, таких как магнетит, иломенит, циркон и т. д., встречающихся в почвах.
Наиболее богаты цинком дерново-подзолистые почвы, значительно меньше его в серых лесных. Большие колебания в содержании этого элемента свойственны черноземам, однако в них мало обменного цинка (И. А. Шильников, М. В. Никифорова, 1997).
Данный металл очень подвижен в растении. Корневые системы накапливают, как правило, больше цинка, но при оптимальном уровне содержания этот элемент перемещается из корней и накапливается в надземных органах. В большинстве случаев цинк концентрируется в хлоропластах (В. В. Степанюк, 2000).
Цинк считается менее токсичным по сравнению с другими тяжелыми металлами. Однако избыточное количество данного элемента угнетающе действует на рост микроорганизмов, понижает ферментативную активность почв, снижает урожай растений. Совместное воздействие цинка и кадмия оказывает в несколько раз более сильное ингиби-рующее действие на микроорганизмы, чем при такой же концентрации каждого элемента в отдельности (А. Кабата-Пендиас, X. Пендиас, 1989; Д. В. Ладонин, 1995; Г. Г. Морковкин, 2004).
Патоморфологические изменения в органах и тканях животных при воздействии тяжелых металлов
Н. В. Грудина, Л. А. Быстракова, В. Н. Исакова (2002) изучали влияние тяжелых металлов на организм крупного рогатого скота в хозяйствах, расположенных вблизи Липецкого металлургического комбината. Корма на данных территориях загрязнены от промышленных выбросов. В крови животных выявлена тенденция к снижению содержания эритроцитов, лейкопения, лимфопения и снижение количества эозино-филов. Гематологические изменения свидетельствуют о пониженной иммунореактивности животных. Микроскопически установлено, что гепатоциты находятся в стадии зернистой, реже жировой дистрофии. По данным В. Н. Жуленко (2002), в случае хронического отравления тяжелыми металлами снижается поедаемость корма, в связи с этим уменьшаются масса тела животного, молочная и яичная продуктивность. При хроническом воздействии кадмия на организм животных наблюдаются гипертрофия сердца, а в паренхиматозных органах — участки некроза и прорастание в них соединительной ткани, гиперплазия селезенки, дегенеративные изменения в тканях почек. Сделан вывод, что воздействие кадмия даже на низком уровне ухудшает функцию канальцевого и, что более важно, клубочкового аппарата почек (Akesson Agnetta et al., 2005).
К. X. Папуниди, И. А. Шкуратова (2005) исследовали животных в хозяйствах, расположенных вблизи крупных металлургических предприятий. Проведенные исследования показали, что во всех хозяйствах имеет место клинически выраженное нарушение обменных процессов. Отмечались признаки миокардиодистрофии, отеки подгрудка и нижней стенки живота, поражение печени и почек, щитовидной железы.
При скармливании солей кадмия в дозе 1,5 мг/кг подопытным крысам и кроликам В. А. Новиков, В. А. Конюхова, М. Я. Тремасов (1999) наибольшую концентрацию металла обнаружили в почках и печени, а также в мышцах, сердце и костной ткани. А. X. Яппаровым, Р. Ф. На-биевым, А. М. Ежковой (2004) установлена белковая дистрофия паренхиматозных элементов печени и почек, разрежение клеточных элементов белой пульпы селезенки.
Л. И. Лисунова, В. С. Токарев, А. В. Лисунова (2005) при скармливании повышенных доз солей кадмия цыплятам установили, что сопротивление организма к повышенным дозам токсиканта ведет к увеличению массы внутренних органов. Как следствие, развиваются некротический гепатит, катаральный энтерит, токсический нефрит, то есть длительное поступление больших доз тяжелых металлов приводит к необратимым патологическим нарушениям. Установлена высокая положи 32 тельная корреляционная связь между накоплением кадмия в пере, сердце, почках, печени, мышцах, костях и крови.
По данным Б. В. Уша, Т. Г. Андриановой, А. В. Елисеева (1995), которые изучали действия тяжелых металлов на печень крупного рогатого скота, была зарегистрирована зернистая и жировая дистрофия печени, отмечалось наличие широких прослоек соединительной ткани. Подобные изменения установили A. Sedki и соавт. (2003), изучив печень крупного рогатого скота, находящегося в зараженной местности в Марокко.
В. Н. Жуленко, О. И. Кальсина (1995), Н. Б. Захаров, В. Н. Макута, А. Г. Незавитин (2003) изучали особенности накопления и распределения соединений тяжелых металлов в организме лошадей и .крупного рогатого скота. Больше всего их накапливается в почках и печени. Кадмия меньше всего содержится в скелетных мышцах и костях. Выявлена зависимость между возрастом животных и содержанием токсикоэлементов в отдельных органах.
М. Н. Samitz, S. A. Katz (1976), исследовав никелевый токсикоз у крупного рогатого скота и овец, выявили характерные патоморфологи-ческие изменения. При вскрытии павших и убитых животных они отмечали общее истощение, сухость и частичную потерю шерстного покрова, складчатость кожи, а также дистрофию печени, почек, атрофию селезенки и лимфатических узлов, расширение правого желудочка сердца с истончением стенки, отечность головного мозга и гиперемию сосудов мягкой мозговой оболочки.
У крыс, получавших оксид цинка, наиболее сильно была изменена слизистая оболочка желудка по типу катарально-геморрагического воспаления с микроязвами. В тонком кишечнике отмечалось увеличение пейеровых бляшек. В печени - крупнокапельная жировая дистрофия и зернисто-жировая дистрофия гепатоцитов. В почках - расстройство кровообращения, зернисто-жировая дистрофия эпителия извитых каналь 33 цев; в матке - катаральный эндометрит и гиперплазия эпителия эндометрия, в яичниках разрастание соединительной ткани; в легких - процессы очаговой карнификации (Э. П. Ермошкаева, 2002).
При морфологическом исследовании поджелудочной железы канадских гусей и крякв, отловленных в районах США с полиметаллическим загрязнением окружающей среды, обнаружены дегенеративные изменения ее экзокринового отдела с опустошением цитоплазматических вакуолей и признаками субкапсулярного и межацинарного фиброза. Повреждений островкового аппарата поджелудочной железы не обнаружено (Sileo Louis, Beyer W. Nelson, Mateo Refall, 2003).
Японскими учеными были выявлены изменения в поджелудочной железе обезьян при хроническом введении кадмия. Гистологически отмечены уменьшение числа островков в поджелудочной железе, вакуолизация инсулоцитов без повреждения ацинарных клеток экзокринного аппарата. Считают, что Б-инсулоциты являются основной мишенью при хроническом отравлении кадмием (Kurata Yoshimasa et al., 2003).
Исследования Л. И. Дроздовой, О. В. Виноградовой (2003), И. А. Шкуратовой (2006) свидетельствуют о том, что в районах техногенных загрязнений во внутриутробный период происходит активное поступление тяжелых металлов в организм плода, что может оказывать влияние на развитие специфической органопатологии.
У животных из биогеохимической провинции с избытком никеля обнаружены дистрофические поражения скелетных и сердечной мышц, почек, щитовидной и поджелудочной желез, деформация и очаговый некроз ворсинок в кишечнике. В печени - атрофия, местами зернистая дистрофия и некроз гепатоцитов по типу лизиса (Ю. Г. Грибовский, 1990).
Влияние тяжелых металлов на организм крыс и их потомство
В результате исследования плазмы крови было установлено, что такие биохимические показатели, как общий белок, альбумины, холестерин, билирубин, тимоловая проба находятся в пределах физиологической нормы у животных всех групп (табл. 4).
При изучении биохимических показателей в плазме крови крыс, потреблявших корма, выращенные с применением цинка, никеля и кадмия на уровне ПДК, не отмечено существенных изменений изучаемых показателей, за исключением того, что в 1 опытной группе зарегистрировано повышение уровня АЛТ на 25%, a ACT - на 24% по сравнению с контролем. В крови крыс 4 опытной группы отмечено лишь повышение показателя ACT на 33,1%.
Биохимические показатели в группах, получавших корма, выращенные с добавлением в почву цинка, никеля и кадмия в количестве 2 ПДК, указывали на повышение уровня ACT, АЛТ, глюкозы, мочевой кислоты, мочевины и билирубина по сравнению с контрольными значениями.
Исследование активности ферментов аланинаминотрансферазы и аспартатаминотрансферазы имеет исключительно важное значение для дифференциальной диагностики болезней печени. Повышение активности этих энзимов в крови свидетельствует о повреждении мембран гепа-тоцитов. Активность ACT в 8 опытной группе была больше на 46,5%, а АЛТ - на 20% показателей контрольной группы, в 5 опытной группе на - 36,1% и 26,8% соответственно. В плазме крови крыс 2 опытной группы отмечено превышение уровня ACT на 57,4%, а уровня АЛТ - на 22% по сравнению с показателями контрольной группы крыс.
В то же время у животных, потреблявших корма, выращенные с применением кадмия, никеля и цинка на уровне 2 ПДК, отмечены выраженные метаболические нарушения. Так, содержание глюкозы в крови данных крыс было больше уровня контроля в 8 опытной группе на 36,7%, в 5 опытной группе - на 35%о, а во 2 опытной группе - на 43,8%.
Свидетельством нарушения процессов энергообеспечения у животных этих групп является повышение концентрации мочевины в плазмы
крови по сравнению с показателем контрольной группы на 18,3% в 8 опытной группе, на 46,5% - в 5 опытной группе и на 53,9%о - во 2 опытной группе показателей контрольных животных.
С развитием в тканях животных во 2, 5 и 8 опытных группах гипок-сических явлений можно связать более высокую концентрацию мочевой кислоты в плазме крови. Так, показатели мочевой кислоты были больше на 40,7% в 8 опытной группе, на 29,6% - в 5 опытной группе и на 38,3% - во 2 опытной группе по сравнению с контролем.
В плазме крови животных опытных групп, получавших дополнительно антиоксиданты, отмечены значительные отличия показателей по сравнению с опытными группами. Так, отмечено снижение уровня альбуминов в плазме крови крыс 3 опытной группы на 31,2% по сравнению с показателями 2 опытной группы, но на 8,8% больше контрольных значений. Уровень мочевины в крови крыс 3 опытной группы был ниже на 36,9% по сравнению со 2 группой, значения АЛТ ниже на 5%, глюкозы -на 21,5% соответственно. Показатели ACT 3 группы были ниже на 22,5% по сравнению со 2 опытной группой, но на 22% превышали контрольные значения.
Уровень билирубина у крыс в 6 опытной группе был ниже на 18% по сравнению с показателями 5 опытной группы. Значения мочевины в плазме крови животных 6 опытной группы были ниже на 36,5%, глюкозы - на 23,1%, АЛТ - на 13,4%, ACT - на 12,1% показателей крови крыс 5 опытной группы.
Исследование плазмы крови животных 9 опытной группы показало, что по сравнению с показателями 8 опытной группы уровень мочевины был ниже на 29,8%, глюкозы - на 27%), активность АЛТ - на 13%, ACT -на 21%.
Патоморфологические и гистохимические изменения в почках кроликов при интоксикации кадмием
В опыте были использованы кролики породы шиншилла, подобранные по принципу аналогов. Опытные животные ежедневно на протяжении шести месяцев получали корма, выращенные на полях с искусственным внесением солей кадмия. Общее состояние животных в течение всего периода наблюдения оставалось удовлетворительным. Гибели кроликов не было зарегистрировано. Спустя шесть месяцев, животные были убиты с последующим изучением внутренних органов. Причиной достоверного увеличения относительной массы почек у животных 1 опытной группы (табл. 10) являются застойная гиперемия и отек. При патологоанатомическом исследовании отмечено увеличение органа в объеме. Капсула снималась легко. Поверхность органа гладкая, консистенция не изменена. Корковое вещество красно-коричневого цвета, мозговое - серого.
При микроскопическом исследовании почек выявлены изменения в извитых канальцах и сосудистых клубочках. В последних зарегистрирован отек мезангиального пространства, в результате чего клубочки увеличены в объеме (рис. 26). Согласно данным таблицы 11, отмечено некоторое увеличение площади ядер эпителиальных клеток извитых канальцев проксимального отдела нефрона у опытных животных. Отношение объема сосудистого клубочка к объему почечного тельца составляет 79%, что несколько больше, чем у контрольных животных. Вокруг сосудистого клубочка наблюдалось скопление клеток и разрастание волокнистой соединительной ткани, интенсивно окрашивающейся по методу Ван Гизона (рис. 27, 28). Вокруг канальцев также отмечено скопление лимфоидных клеток, в результате чего данные структуры сдавлены и уменьшены в объеме. У некоторых животных отмечались признаки зернистой дистрофии в эпителии извитых канальцев неф-рона. Изменений в прямых канальцах не было зафиксировано. Снижение содержания нуклеиновых кислот в эпителиоцитах извитых канальцев почки кролика 1 опытной группы. Метод Эйнар-сона. х 900. При гистохимическом исследовании выявлено снижение содержания нуклеиновых кислот в эпителиоцитах проксимальных извитых канальцев (рис. 29) и неравномерное распределение общего белка. Экспериментальные исследования по выяснению влияния солей никеля проводили на кроликах породы шиншилла. Животные были подобраны по массе и возрасту.
На протяжении шести месяцев за животными вели систематическое наблюдение. Общее состояние оставалось удовлетворительным на протяжении всего опытного периода. Гибели кроликов не было отмечено. По окончании исследований у животных была взята кровь для биохимического исследования, в дальнейшем проведен убой животных с последующим изучением внутренних органов. Относительная масса почек животных представлена в таблице 10. При макроскопическом изучении почек опытных животных было отмечено, что орган красно-коричневого цвета, несколько увеличен в объеме. Фиброзная капсула снималась без затруднений с поверхности органа. При изучении структуры почек кроликов данной группы под микроскопом выявлено, что вокруг сосудистых клубочков и канальцев имеются скопления клеток лимфоидного ряда, а также разрастание волокнистой соединительной ткани, в результате чего данные структуры сдавлены (рис. 30). Кровеносные сосуды переполнены кровью. Отмечена гиперемия сосудистых клубочков (рис. 31).
У большинства животных зарегистрирован отек мезангиального пространства почечного клубочка, о чем свидетельствуют и данные микрометрического исследования. Цитоплазма эпителиоцитов извитых канальцев проксимального отдела нефрона выглядела набухшей и зернистой, округлое ядро располагалось в центре (рис. 32). Очень редко регистрировались признаки некробиоза в вышеупомянутых структурах.
Опыты по выяснению влияния солей цинка проводили на кроликах породы шиншилла. Для эксперимента животные были подобраны по принципу аналогов. Продолжительность эксперимента составила 6 месяцев, на протяжении которых общее состояние опытных животных было удовлетворительное, гибели не наблюдалось. По окончании опыта были исследованы кровь и внутренние органы. При патологоанатомическом исследовании почек животных, в рацион которых вводили корма, выращенные с добавлением в почву солей цинка, было отмечено, что орган незначительно увеличен в объеме, темно-красного цвета. Консистенция не изменена. С поверхности разреза стекала кровь. Микроскопически в почках животных опытной группы, получавшей корма варианта «цинк ПДК», было отмечено переполнение кровью почечных сосудов, как в корковом, так и в мозговом веществе (рис. 35, 36). Нередко регистрировали гиперемию сосудистых клубочков. В эпи-телиоцитах извитых канальцев проксимального отдела нефрона наблюдали признаки, характерные для зернистой дистрофии, при этом просветы канальцев были сужены и в них выявлялась нежно-розовая пленка, дающая положительную реакцию при окраске на белок.
