Соли тяжелых металлов и морфологическая оценка их воздействия на организм животных

Одна из актуальных задач современности – борьба с возрастающей загрязненностью окружающей среды. От решения этой задачи зависит судьба человечества. Трудно добиться успехов в профилактике болезней, если загрязнение окружающей среды не прекратится [8].

Введение
Несравнимый вклад в загрязнение окружающей среды вносят тяжелые металлы, такие как кадмий, ртуть, свинец, цинк, обладающие высокой миграционной способностью, склонные к биоаккумуляции, длительному периоду полувыведения, специфическому токсическому воздействию и способные накапливаться в организме в количествах, значительно превышающих ПДК, вызывая тяжелые заболевания и смерть [6, 9].

Свердловская область – одна из наиболее промышленно развитых областей Российской Федерации, на территории которой функционирует около 3500 предприятий, выброс загрязняющих веществ в окружающую среду с которых составляет 1 280 тысяч тонн в год. Уральский регион по количеству вредных выбросов занимает первое место среди других экономически развитых регионов страны [3, 12, 13]. Соли тяжелых металлов вызывают чаще всего хронические патологические процессы в организме животных, воздействуя на те или иные органы или системы организма [11].

Так, например, при хроническом отравлении солями свинца выявляются свинцовые энцефалопатии, вызывающие задержку умственного и физического развития, вырождение периферических нервов, венозный стаз, пневмосклероз, сердечную гипертрофию, цирроз печени и склероз почек, а повышенный уровень кадмия вызывает токсический нефрит, атрофию семенников, токсическую дистрофию печени [7]. Даже эссенциальные элементы в повышенных дозах приводят к тяжелым патологическим процессам в организме животных, особенно в экстремальных ситуациях, связанных с повышенной продуктивностью или беременностью.

Целью наших исследований явилось изучение морфологии гистогематических барьеров различных паренхиматозных органов животных в техногенных зонах Свердловской области и в эксперименте на лабораторных животных.

Материал и методы исследований
Материалом для исследования служили ткани плаценты коров, крыс и мышей, их паренхиматозные органы, органы иммунной и эндокринной системы, идентичные органы от их плодов и новорожденных животных. Методы исследования: патологоанатомический, гистологический, метод прижизненной биопсии щитовидной железы, морфометрический метод и метод фотографирования патологических процессов, происходящих в исследуемых объектах, с использованием фотоустановки Leica.

Результаты исследований
На протяжении более 20 лет аспирантами и докторантами кафедры морфологии, экспертизы и хирургии проводились исследования на морфофункциональной системе мать-плацента-плод-новорожденный у стельных коров и в эксперименте у беременных крыс и мышей по выявлению патологии плацентарного, лактационного, тимического, тестикулярного барьеров при воздействии моно- или полиполлютантов. Было выявлено, что большинство тяжелых металлов беспрепятственно преодолевают плацентарный барьер, кумулируясь в органах и тканях плода.

В большей степени проходит свинец, а в меньшей степени кадмий. Основным органом плода, накапливающим цинк, медь, железо, свинец является печень. И в ходе эксперимента, и в производственных условиях зоны широкого спектра воздействия тяжелых металлов, у животных наблюдались нарушения дифференцировки тканей, гиперпластические, дистрофические, некротические процессы, а также процессы нарушения гемодинамики и склероза [1].

Исследования, проведенные при затравке уксуснокислым свинцом и оксидом цинка лабораторных животных (беременных крыс) показали, что морфологические изменения и химический анализ содержания свинца и цинка в организме крыс и их крысят свидетельствуют о кумулятивных свойствах этих металлов и их длительном токсическом воздействии даже после прекращения введения этих препаратов в организм животных. Было выявлено трансплацентарное проникновение испытуемых солей тяжелых металлов, а обнаружение их в молочной железе свидетельствовало о выведении их с молоком [5].

При изучении гематотестикулярного барьера рыжей полевки, обитающей в зоне с разным уровнем химического загрязнения, выявлены процессы очаговой атрофии сперматогенного эпителия и нарушения гемодинамики. Однако исследования показали, что всегда сохранялась часть неповрежденных семенных канальцев, в которых продуцировались сперматозоиды, что свидетельствовало с одной стороны об избирательном действии поллютантов, а с другой стороны служило сохранением вида даже в экстремальных условиях [2].

В зоне воздействия на организм животных черно- и цветнометаллургического техногенеза выявлен комплекс адаптивных и патологических процессов, в результате которых одна часть особей в популяции приспосабливалась к новым условиям, а другая часть – заболевала и гибла от эндемических нарушений тканевого обмена. Генетическая адаптация к аномальным концентрациям химических элементов имеет решающее значение в патогенезе эндемических нарушений обменных процессов. Сохранение здоровья продуктивных животных зависит от способности организма адаптироваться и поддерживать внутренний гомеостаз в неадекватных условиях внешней среды [4].

В ходе изучения морфологического проявления воздействия солей тяжелых металлов в зонах экологического неблагополучия Свердловской области на организм как взрослых животных, так и молодняка крупного рогатого скота были выявлены компенсаторно-приспособительные, дистрофические, атрофические, некробиотические и дисфункциональные нарушения в щитовидной железе и органе центральной иммунной системы – тимусе [10].

Заключение
Анализ многоплановых морфологических исследований различных гистогематических барьеров в морфофункциональной системе «мать-плод-новорожденный» показал, что в районах техногенного загрязнения агроэкосистем тяжелыми металлами и при искусственном воспроизведении отравления солями тяжелых металлов в организме животных развивается целый комплекс морфофункциональных изменений, обусловленных нарушением метаболизма. В результате формируется общий патологический процесс, морфологическим проявлением которого являются различного рода дистрофические, некробиотические и дисциркуляторные изменения в плаценте, печени, почках, органах эндокринной и иммунной системы как у стельных коров, их плодов и новорожденных телят, так и в эксперименте у беременных крыс, их плодов и детенышей.

Библиографические ссылки
1. Виноградова О. В. Морфология функциональной системы «мать-плод» крупного рогатого скота в различных экологических зонах Свердловской области : автореф. дис. канд. вет. наук. Екатеринбург, 2004. 183 с.
2. Давыдова Ю. А. Микроструктура семенников рыжей полевки в условиях хронического химического загрязнения среды: автореф. дис. … канд. биол. наук. Екатеринбург, 2007. 165 с.
3. Донник И. М., Смирнов П. Н. Экология и здоровье животных. Екатеринбург, 2001. 332с.
4. Дроздова Л. И., Шкуратова И. А., Топурия Г. М. Воздействие черно- и цветнометаллургического техногенеза на продуктивных животных // Адаптация агроэкосферы к условиям техногенеза. Казань, 2006. С. 328–352
5. Ермошкаева Э. П. Морфологические изменения в организме лабораторных крыс и их потомства при отравлении уксуснокислым свинцом и оксидом цинка: автореф. дис. … канд. вет. наук. Екатеринбург, 2004. 176 с.
6. Иванов А. В., Сафронов В. Г., Папуниди К. Х.Содержание тяжелых металлов в почвах и кормах некоторых регионов республики Татарстан // Ветеринарный врач. Казань, 2000.№ 2. 34 с.
7. Ильязов Р. Г. Адаптация агроэкосферы к условиям техногенеза. Казань, 2006. 663 с.
8. Онищенко Г. Г. Окружающая среда и состояние здоровья населения // Гигиена и санитария. 2001. № 3. С. 3–10.
9. Папуниди К. Х., Шкуратова И. А. Техногенное загрязнение окружающей среды, как фактор заболеваемости животных // Ветеринарный врач. Казань, 2000. № 2. С. 56–60
10. Сметанкина М. А. Патоморфогенез щитовидной и вилочковой желез и тимуса при бронхопневмонии у телят в различных техногенных зонах Свердловской области: автореф. дис. … канд. вет. наук. Омск, 2011. 165 с.
11. Шкуратова И. А. Биогеоценотическая патология крупного рогатого скота на Среднем Урале и методы ее коррекции: автореф. дис. … д-ра. вет. наук. Казань, 2001. 41 с.
12. Шкуратова И. А. Белоусов А. И., Лысов А. В. Возрастная и сезонная динамика накопления тяжелых металлов в организме крупного рогатого скота в условиях техногенного загрязнения // сб. материалов межд. науч.-практ. конф., посвящ. 100-летию со дня рождения Заслуженного деятеля науки РСФСР, доктора ветеринарных наук, профессора Кабыша Андрея Александровича, Троицк, 19 мая 2017 г. Троицк, 2017. С. 449–455.
13. Эколого-биологическая концепция защиты животных от воздействия антропогенными поллютантами / Н. Н. Дудкина, Е. Н. Беспамятных, П. О. Бусыгин, А. С. Кривоногова, Н. Ю. Попова // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. Санкт-Петербург, 2016. № 4. С. 22–24.


Автор
Л. И. Дроздова, доктор ветеринарных наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, заведующая кафедрой морфологии, экспертизы и хирургии ФГБОУ ВО Уральский Аграрный Университет, старший научный сотрудник «УрФАНИЦ УрО РАН», Екатеринбург


Уралбиовет
Опубликовал Уралбиовет Январь 31, 2019 15:48