Автореферат и диссертация по ветеринарии (16.00.02) на тему:"МОРФОЛОГИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ""МАТЬ-ПЛОД"" КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА В РАЗЛИЧНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗОНАХ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ"

Л- 33-Ч4Э

На правах рукописи

ВИНОГРАДОВА

Ольга Витальевна

МОРФОЛОГИЯ ФУ ПК [ЩОТ1АЛЫЮЙ СИСТЕМЫ "МАТЬ-ПЛОД" КРУПНОГО РОГАТОЮ СКОТА В РАЗЛИЧНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗОНАХ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

16.00.02 - патология, онкология и морфология животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание учеиой степени кандидат ветеринарных паук

Екатеринбург - 2003

Работа выполнена на кафедре анатомии и гистологии Федерального государственного образовательного учреждения профессионального образования "Уральская государственная сельскохозяйственна* академия", Государственном учреждении Свердловской научно-исследовательской ветеринарной станции Россельхозакадемки и в хозяйствах Свердловской области.

Научный руководитель -

заслуженный деятель науки РФ доктор ветеринарных наук, профессор Дроздова Л.И.

Научный консультант

кандидат биологических наук, доцент Аристархова Л.Н,

Официальные оппоненты - заслуженный деятель наук РТ

доктор ветеринарных наук, профессор Ежкова М.С.

- доктор биологических наук, профессор Сидорова К,А,

Ведущая организация - Уральская государственная академия

ветеринарной медицины г. Троицк

Зашита состой : .-.■ ' Левралу -лз на заседании

диссертационно:" . с ч /дарственкой

сельскохозяйст».- ? меринбург, ул. Карла Либнехта,4'

С диссертацией

Авторефе;" ■ > юслан 6 января <;

Ученый секретарь диссертационного совета,

доцент 2 Рабовская Л.А,

17

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Свердловская область характеризуется высоким уровнем концентрации промышленных предгфиятий, выброс загрязняющих веществ от которых в атмосферу составляет i мяк.320 тыс. тонн в год. Почвы и растения на этих территориях загрязнены радионуклидами, тяжелыми металлами, фтором. Превышение фоновых концентраций в почвах составляет по кадмию в 6 раз, меди в 4 раза, свинца в 2 раза (H.A. Иванов, 1998).

В результате экологического неблагополучия окружающей среды увеличивается заболеваемость и падеж животных, снижается их; продуктивность. Постоянное воздействие токсичных элементов рождает целый комплекс компенсаторно-приспособительных процессов в организме, дифференцировать которые от патологических, возможно только при детальном изучении онтогенеза млекопитающих в зонах с различными техногенными нагрузками. Моделью для изучения патогенеза таких проявлений является морфофункцнональная система "мать-плацента-плод". Роль шсто-гематических барьеров в развитии патологии огромна, наряду с гематоонцефалическим, уникальным, на наш взгляд, является плацентарный барьер, от полноценного функционирования которого зависит рождение новой жизни (A.M. Смирнов, 1997, А.Г.Шахов, 1997, И,А. Шкуратова.1997, А.П. Жуков,1997, U.M. Доннпк с соавт, 2001, A.A. Малыгина, 2001, Л.Н. Дроздова с соавт.2002, Л,Н. Дроздова, H.A. Талари икова,2003).

Перспективным направлением защиты матери и плода от неблагоприятных стрессогенных воздействий является применение животным в период беременности современной детоксикацнонной терапии, в том числе энтеросорбентов (М.И.Рабинович,2003).

В связи с вышеизложенным является актуальным выявление морфологической зависимости изменений в системе "мать-плацента-плод" от спектра и уровня техногенного зафязнения. И на этой основе изыскание методов снижения аномального содержания тяжелых, металлов с целью профилактики перинатальной патологии.

Цель и задачи исследований. Целью работы явилось изучение особенностей накопления тяжелых металлов и их влияние на уровень патологии в системе "мать-плод" в экологически сложных условиях Свердловской области.

Для реализации указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Проанализировать элементную экологическую характеристику территории Среднего Урала по накоплению токсикантов в организме коров iE их плодов на разных стадиях развития.

2. Изучить избирательную особенность плацентарного барьера в отношении тяжелых металлов.

цне МСХА

3. Изучить морфологию тканей корой и их плодов при техногенной нагрузке,

4, Дать оценку мор(]ю логической аналогии в системе мать-плод в зонах техногенного прессинга.

5, Выявить группы риска формирования ор1анопатолопш у плодов с учетом микрозкологического статуса матери.

6. Изучить ответную реакцию организма крупного рогатого скота на введение кормовой добавки «Уральская», гумата натрия.

Научная новизна. Научная новизна исследований заключается в том, что определена зависимость морфологических изменений в организме стельных животных и их плодов от уровня и спектра техногенной нагрузки. Установлена аналогия развития патологических изменений в паренхиматозных органах плодов и их матерей. Подтверждена корригирующая роль гумата натрия при аномальном содержании тяжелых металлов направленная не только на их выведение из организма, но и на стимулирующие действие на организм в целом. Установлены морфологические критерии оценки суммарного воздействия тяжелых металлов в разных экологических зонах.

Практическая ценность. Выявление патологических изменений организма матери в экологически неблагоприятных зонах прогнозирует патологию плода и определяет своевременное проведение лечения.

Установлена высокая эффективность применения кормовой добавки "Уральская" для коррекции аномального содержания цинка, свинца, кадмия в организме крупного рогатого скота, с повышением резистентности животных, а так же получения здорового приплода, в соответствии с нашими рекомендациями (2003).

Полученные результаты, проведенных исследований могут быть внедрены в учебный процесс при подготовке и повышении квалификации ветеринарных специалистов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на Международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы болезней молодняка в современных условиях" (Воронеж, 2002); на Всероссийской научно-производственной конференции по актуальным проблемам ветеринарии и зоотехник (Казань, 2002); на научно-практической конференции, посвященной 70-летню Иркутской НИВС "Актуальные проблемы ветеринарной медицины Восточной Сибири" (Иркутск, 2002); на Международной научно-практической конференции "Новые эктеросорбенты и фармакологически активные вещества и их применение в ветеринарии и животноводстве" (Троицк, 2002); на научной конференции молодых ученых УрГСХА "Молодежь и наука - 2003" (Екатеринбург, 2003); Международной научно-производственной конференции по актуальным проблемам Агропромыпшейного комплекса (Казань,2003),

На защиту выносятся следующие положения:

1) Ткани плацентарного барьера коров избирательны по отношению к токсикантам в разных техногенных зонах,

2) При различном микроэкологическом статусе матери выявляются группы риска формирования органопатологии у плода.

3) При техногенной нагрузке превышение допустимых уровней в организме матери и плода формирует аналогичные патологические процессы.

4) Введение в рацион животных тумагга натрия приводят к коррекции патологических процессов и нормализации состояния организма.

Публикации. Основные положения работы опубликованы в 9 научных статьях, тезисах, материалах научных конференций и 1 рекомендации.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 185 страницах компьютерного набора и включает следующие разделы: введение, обзор литературы, собственные исследования, обсуждение полученных результатов, выводов, практических предложений, списка литературы, включающего 200 источников, в том числе 58 — иностранных. Работа иллюстрирована 8 таблицами, 98 рисунками.

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1. Материалы и методы исследований

Научные исследования выполнены на кафедре анатомии и гистологии Уральской государственной сельскохозяйственной академии, ГУ Свердловской научно-исследовательской ветеринарной станции и хозяйствах Свердловской области.

Исследования проведены в рамках научи ой тематики кафедры "Безопасность и контроль за качеством сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов в экологических условиях Среднего Урала" X® гос. регистрации 01,200.208408 и программы Российской Академии сельскохозяйственных наук "Изучение взаимосвязи экологических особенностей территории Среднего Урала с патологией животных, качеством продуктов животноводства" Л® гос.регистраиии 01.2.00105.676.

Объектом исследований был крупный рогатый скот уральского отродья черно-пестрого скота из различных хозяйств 7 районов Свердловской области, в период с 2001-2003 год.

В проведении ряда исследований принимали участие сотрудники отдела экологии и патологии сельскохозяйственных животных Свердловской НИВС кандидат ветеринарных наук Малыгина А.А, и младший научный сотрудник Рыбакова Т.В.

Для морфологических, гистологических и токсикологических исследований биологический материал отбирали на Екатеринбургском мясокомбинате и в хозяйствах области от стельных коров в возрасте 5-7

лет, их плодов на разных периодах эмбрионального развитая, бычков на заключительном этапе откорма. От них взяты кусочки мышечной ткани, печени, почек, сердца, легких, мезентернальных к бронхиальных лимфатических узлов, селезенки, плаценты детской и материнской части, реберной кости от 20 животных каждого района. Всего отобрано 1176 проб биологического материала от 224 животных, проведено 7056 токсикологических анализов. Изучали динамику накопления в организме животных цинка, меди, свинца, кадмия, железа и никеля.

Исследования выполнены иа атомно-абсорбционном спектрофотометре AAS-30 фирмы Карл-Цейс. Минерализацию образцов проводили мокрым термическим способом с концентрированной азотной кислотой (ОСЧ) {И. Хавсзов, Д. Цалев,1983). Полученные данные соотносили с предельно-допустимыми количествами (ПДК) (Сан ПиН. -2.3.2.1078-01.).

Для гистологических исследований был отобран следующий патологический материал от коров и их плодов:

из миокарда вырезали кусочки желудочка;

- лимфатические узлы: левый бронхиальный н мезентериальиый; кусочек селезенки из центральной части органа;

три кусочка печени нз разных долей;

- кусочки левой почки, учитывая ее строение, сочетая корковый и мозговой слои;

кусочки тимуса из шейной части;

кусочки щитовидной железы плода из центральной ее части;

- кусочки мозга нз левого н правого полушарий;

- кусочки матки из котил едонарной и межкотиледонарной частей; кусочки плаценты, сочетая все слои в области карункула;

Материал фиксировали в 10%-иом растворе нейтрального формалина, заливали в парафин и готовили срезы на санном микротоме, которые окрашивали гематоксилином и эозином.

Микроскопию осуществляли на микроскопе МБИ-6. Фотографические снимки делали фотоаппаратом MZ-M Pentax.

Всего было проведено 600 гистологических исследований

С целью коррекции аномального содержания тяжелых металлов в организме крупного рогатого скота применяли кормовую добавку "Уральская" в научно-производственном опыте на откормочных бычках и стельных коровах.

У 20 коров и 20 быков на последней стадии откорма для гематологических и иммунологических исследований брали кровь из яремной вены.

Взятие крови проводили в зимне-весенний период, в утреннее время до кормления. Общий анализ крови проводили по методике, описанной Г.А. Снмоняном, Ф.Ф. Хисамутдиновым (1995). В крови определяли: содержание эритроцитов н лейкоцитов в камере Горяева, гемоглобин на

эритрогемометре к лен ко грамму в мазках, окрашенных по Ромаиовскому-Гимзе.

Иммунологияескле исследования включали тесты, предложенные для массовых обследований в экологически неблагополучных территориях (P.M. Хаитов и др., 1995). Из показателей клеточного иммунитета определяли абсолютное и относительное содержанке Т-лимфоцитов в реакции спонтанного Е-розегхообразовання с эритроцитами барана (М.А. Бажин к др., 1989; Р.В. Петров н др., 1992), В-лимфолитов - в реакции спонтанного розеткообразоваиия с эритроцитами мыши (Д.К. Новиков, В.И. Новикова, 1996). Фагоцитарную активность нейтрофилов оценивали методом опсоно-фагоцитарной реакции (С.И, Плященко, В,Т. Сидоров, 1979) с использованием культуры золотистого стафилококка. Для характеристики гуморального иммунитета определяли бактерицидную и лизоцимную активность сыворотки крови с использованием в качестве тест культуры E.coli (О.В. Смирнова, Т.А. Кузьмина, 1966) и Micrococcus lysodeicticus (А.Г. ДорофсЙчук, 1974).

Определение циркулирующих иммунных комплексов проводили методом преципитации сывороточных белков в растворе 3,5% попиэтиленгликоля (Ю. А. Гриневнч, А.И. Алферова, 1981).

При выполнении работы проведено 160 гематологических, 200 иммунологических исследований.

Полученный цифровой материал обработан статистическими методами (Г.Ф. Лакнн, 1990) на PC Pentium с использован нем программы "Statistics", включающей подсчет средних величин (М), ошибки средней (т), среднеквадратичных отклонений выборки (8), критерия достоверности Стьюдеита (Т).

2.2. Содержание тяжелы! металлов в системе "мать-плед" 2.2.1. Содержание тяжелых металлов в организме коров

Для выяснения спектра и уровней накопления токсикантов в организме животных провели токсикологический анализ органов к тканей крупного рогатого скота на содержание тяжелых металлов из 7 районов Свердловской области: Первоуральскнй, Слободо-Тури некий, Артинекий, Белоярский, Туринский, Шалинский и Пышминекий. Данные районы имеют различное географическое расположение и значительно отличаются по суммарному индексу загрязнения почв (от 12 до 42) (H.A. Иванов, 1997).

По спектру накопления тяжелых, металлов в организме крупного рогатого скота все вышеперечисленные районы можно подразделить на четыре зоны. Первая - с широким спектром воздействия токсикантов: вторая - преобладает накопление двух элементов - цикка и меди, третья -свинца и кадмия, четвертая - зона относительного экологического благополучия, где содержание тяжелых металлов в организме крупного

рогатого скота определяется до ПДК (табл.1), которую можно отнести к контрольной.

Таблица 1

Спектр накопления тяжелых металлов в организме крупного рогатого скота в отдельных зонах Свердловской области

Зона техногенного загрязнения Спектр токсикантое, превышающих ПДК

Первая РЬ С4 2п Си Ре №

Вторая 7x1 Си

_Третья рьса

Четвертая Зона относительного экологического благополучия

Тяжелые металлы по пищевым цепочкам попадают в организм животных, где кумулнруютс* в органах и тканях. Проведенными исследованиями установлено, что тяжелые металлы избирательно депонируются в органах и тканях коров, что связано с их биологической ролью, участием в ферментативных реакциях, физиологическими и морфологическими особенностями - цинк в мышцах и печени, медь в печени, свинец п костях, почках и печени, кадмий в почках и печени.

Особенность кумуляции тяжелых металлов зависит от спектра н уровня накопления. В первой зоне - максимальный уровень цинка регистрируется преимущественно в печени составляя 378,6 мг/кг, тогда как в остальных зонах в основном в мышцах составляя 128,2 - 224,4 мг/кг. В третьей зоне преимущественное накопление свинца идет в печени и мышечной ткани (3,62 мг/кг и 2,4 мг/кг), а кадмия - в почках и печени, с превышением в почках я 6 раз (табл.2).

Таблица 2

Содержание тяжелых металлов в органах и тканях коров в различных экологических зонах

эина п Орган Содержание элементов (мг/кг)

мышца Та Си РЬ Ре N1 сь

1 40 190,45 ± 18,54 10,10 ±2,01 1,59 ± 0,27 161,6*22,05 1.19 ± 0,10 0,22 ±0,10

2 40 224,41 ±44,17 16,34 ±2,75 0,34 ±0,15 106,85 ±14,34 0,06 ±0,02 0,07 ± 0,02

3 40 207,64*12,24 1,66 ± 0,38 2,40 ± 0,20 89.30 ±19,28 0,23 ±0,14 0,15 ±0,07

4 20 128,23*19,02 5,51 ±0,56 0,19 ±0,03 54,07 ± 30,77 0 0,03 ± 0,01

пдк 70,00 5,00 0,5 0,5 0,05

печень т си РЬ Ее N1 сл

1 40 378,60 ± 11,99 263,24 ± 25,6 1,16 ± 0,36 <Ш,0 ±59,75* 2,1 ¡¡±0,65 0,60 ± 0,08

2 40 195,47 ±20,27 60,161 15,82 0,46 ±0,11 514.17 ± 89,04 0,20 ±0,10 0,28 ±0,04

3 40 61,70 ±22,05 54,45 ± 37.51 3,62 ±0,41 300,97 ± 58,83 0,19 ±0,19 1,33 ±0,21

4 20 113,93* 7,31 22,11 ±4,17 0,18*0,03 164,50*24,06 0,57 ±0,2) 0,06 ±0,01

идо 100,00 20,00 0,6 0,3

почка гм си РЬ Ее N1 си

1 40 93,50 А 10,13 21,03*2,16 1,57* 0,29 196,2 ± 2У,1 2,2 £±0,62 3,64 ±0,30

2 40 111,04 ±9.82 17,90 ±3,95 0,54 ±0,22 240,01 ± 24,75 0,60 ±0,25 1.10 ±0.34

3 40 63,14* 3,04 12,40 ±0,11 1,07 ±0,83 218,17 ±45,35 0,22 ±0,19 8,13 ±2,22

4 20 73,56 ±3,04 15,67 ± 1,43 0,19 > 0,03 183,29 ± 18,51 0,75 ± 0,24 0,32 ± 0,05

идк 100,00 20,00 1,00 1,00

кость т СП РЬ Ке N1 СЛ

1 40 60,№¿5,18 3,29 ± 0,48 12,16 ± 1,45 58,53± 17,19 6,КО ± 0,37 0,88 ± 0,05

2 40 70.08 ±5,62 11.00 ± 3,50 1,30 ±0,13 28,18 ± 17,84 0,29 ±0,15 0,06 ± 0,02

3 40 53,11 ±3,18 2,03 ± 0,41 7,10 ±0,20 23,02 ±16,57 3,28 ±0,41 0,27 ±0,11

4 20 75,45 1 6,57 9,16± 1,48 1,72 ±0,1 45,60 ± 11,77 0,36 ±0,16 0,09 ±0,01

2.2.2. Содержание тяжелых металлов Б органах плода

Проходя через барьеры, тяжелые металлы кумулнруются в органах и тканях плода. Основным органом, накапливающим цинк, медь, железо, свинец является печень. Способность метаболнзировать тяжелые металлы печень приобретает уже в первую треть беременности.

Уровень цинка в печени плодов во всех изучаемых зонах выше, чем в аналогичном органе коров матерей. И только при широком спектре воздействия тяжелых металлов к концу внутриутробного развития происходит перераспределение цинка из печени в почки (рис.1).

Рисунок 1

плода^иукг

: ^ ; : - ^

О^.,'"V «оо

ПЕЧЕНЬ; Зона.

:ПОЧКЛ

П1Ж1П»

I ЗОН»

ничьл ; —---------

При повышенном содержании меди и железа в органах коров, происходит высокая кумуляция этого элемента и в органах плода. Так содержание меди в мышечной ткани плодов в 1 и 2 зоне (при наличии токе» ген ной иафузкн меди на организм матерей) составляет от 7,54 до 25,26 мг/кг, тогда как в зоне относительного экологического благополучия эти показатели равняются 1,92 мг/кг. Минимальное количество меди - 106 мг/кг регистрируется в печени плодов, полученных от матерей, в организме которых уровень медн не превышает ЦДК. При его превышении в организме матерей значительно повышается и уровень ее в организме плода, составляя в печени от 198,67 до 365,78 мг/кг; в почках от 5,26 до 47,1 мг/кг. В легких так же следует отметить низкое содержание меди в

зоне относительного экологического благополучия 1,62 мг/кг, тогда как в зоне влияния цинка и меди ее содержится до 23,8 мг/кг.

Свинец беспрепятственно проходит плацентарный барьер и накапливается в органах и тканях плода в количествах, превышающих его содержание у матери (табл.3).

Таблица 3

Содержание с вил I (а в органах и теанях коров-матерей и их плодов

Орган 1 зона (7,щ Си, РЬ, С(1, N1) 2 зона (гп, Си) 3 зона (Т1>, С<1) 4 зона

Мышца мать 1,17 ± 0,12 0,3 4 ±0,20 0,85* 0,21 0,37*0,16

Мышца плод 1,08 ±0.11 0,4 5 ±0,03 1,74*0,66 0,54 ±0,12

Печень мать 0,93 ± 0,28 0,22±0,11 1,26*0,06 0,27*0,11

Печень плод 1,47 * 0.22 0,29*0,11 1,66 ±0,32 0,57±0,14

Почка мать 1,14 * 0.26 0,7 6-1-0,34 1,56 ± 0,20 0,92*0,22

Почка плод 0,33 ± 0,96 0,19*0,09 1,60*0,68 0,34±0,12

Кость мать 4,20+1,12 3,88±0,66 3,28*0,22 4,19*1,22

Кость плод 4,24±0,44 1,48±0,44 4,44+2,11 4,35*1,12

Уровень свинца выше в мышечной ткани и печени плода даже при содержании его у коров-матерей до предельно-допусти мой концентрации, а в почках плодов концентрация свинца меньше, чем у матерей, но при этом в зоне свинцово-кадмиевого загрязнения, свинца в почке плода в 4,7 раза больше, чем в зоне относительного экологического благополучия. В костной ткани свинца содержится примерно одинаковое количество, как в организме матери, так и ее плода, причем нет существенною различия и между зонами. Исключение составляет 2 зона (цинково-медного загрязнения), где у плода уровень свинца ниже в 2,6 раза, чем у матери и в 3 раза ниже, чем у плодов 3-ей зоны с винпово-кадмиевого загрязнения.

По сравнению со свинцом перенос кадмия к плоду оценивается как незначительный. Кадмий можно выявить лишь к концу внутриутробного развития в мышечной ткани плода, в количествах не превышающих 0,1 мг/кг,

2.3. Морфологические изменения в органах стелышх корой I» разных экологических зонах Среднего Урала 2.3.1. Морфологические изменения и органах и тканях стельных коров зоны широкого спектра воздействия тяжелых металлов

Воздействие токсикоэлементов на организм животных определяет структуру и формы проявления органопатологни, что выражается комплексом морфологических изменений.

В зоне широкого спектра воздействия тяжелых металлов в организме животных прослеживаются патологические процессы склонные к нарушению дифференциации клеток и избыточной пролиферации, дистрофическим, гинерпластическим, а также нарушениям кровообращения и склеротическим изменениям.

Основную тяжесть по утилизации тяжелых металлов принимают на себя - печень и почки. Так, в почках стельных коров, все регистрируемые процессы в конечном итоге имеют склонность к склеротическим, но наблюдаются избыточная пролиферация и нарушения гемодинамики в виде гиперемии и плазморрагии, деформации клубочков и канальцев, вакуольная дистрофия эпителия канальцев, некротические процессы, наличие воспалительной реакции в виде выраженного гломерулонефрита в одних случаях - на стадии пролиферации, в других - доходящего до склероза.

В печени, наряду с зернистой дистрофией генатоцитов, преобладают некробиотическне процессы, застой и плазморрагия, островковая и межостровковая фазы цирроза, но среди этого имеет место нарушение дифференцировки клеток эпителия желчных протоков и компенсаторная реакция, проявляющаяся появлением гипертрофированных и двуядерных гепатоцитов.

В легочной ткани и сердечной мышце регистрируются хронические воспалительные процессы в виде катарально-геморрагического или гнойного воспаления с активными пролиферативными изменениями, доходящими до склеротических.

В условиях длительного комплексного воздействия тяжелых металлов на организм стельной коровы изменяется деятельность иммунокомпетентных органов^ что выражается пролиферативными процессами в капсуле и трабекулах селезенки, имеет место усиленный гемоендероз и отложение липофусцина, часто продуктивный васкулит, с очагами индурации и размягчения. О снижении резистентности организма свидетельствует редукция лимфоидных фолликулов селезенки. В лимфатических узлах изменения характерны для хронического продуктивного или гной но-продуктивного лимфаденита.

2.3.2. Морфологические изменения в органах и тканях стельных

коров зоны с преимущественным воздействием цинка и меди

У животных данной зоны преобладают воспалительные процессы, с выраженными нарушениями гемодинамики, в виде застойной гиперемии, плазморрагии, что связано с увеличением проницаемости кровеносных сосудов. Застойные явления приводят к состоянию ацидоза, гипоксии тканей и как следствие к дистрофическим изменениям в органах, при этом нарушается водно-солевого и белковый обмены, начинают развиваться склеротические процессы.

В почках стельных коров установлен нефрозо-нефрит с выраженными яатеииями расстройства гемодинамики и вакуольной дистрофии эпителиоцитов.

В печени имеют место значительные очаги пролиферативного воспаления н нарушение гемодинамики.

Аналогичные процессы регистрируются в сердечной мышце и в легочной ткани в виде катарально-геморрагического или гнойно-катарального воспаления.

Воспалительные процессы и нарушения гемодинамики выявлены также и в иммунокомпетентных органах — селезенке, лимфатических узлах, с наличием очагов кровоизлияний с внутрисоеудистым гемолизом и выпадением гемосидерина.

2.3.3. Морфологические изменения в органах и тканях стельных коров евннцово-кадмневой зоны

Для данной зоны характерно развитие у животных в первую очередь дистрофических изменений паренхиматозных органов и склеротических изменений в стенке кровеносных сосудов.

В почках коров установлены дистрофические л склеротические изменения стенки кровеносных сосудов, то есть регистрируется мембранозный склеротический процесс. Отмечен пнтракапнллярный гломерулонефрит, нарушение проницаемости сосудистых стенок и явления склероза.

В печени выявлены аналогичные с почками процессы - дистрофии и атрофии гепатоцитов.

В сердечной мышце преобладает зернистая дистрофия миокардиошггов, внутрисосудистый гемолиз с выпадением гемосидерина, В легких присутствуют хронические воспалительные процессы в виде катаральной бронхопневмонии с наличием гомогенизированных, утолщенных стенок кровеносных сосудов.

Несмотря на все вышеперечисленные изменения в селезенке и лимфатических узлах хорошо выражена иммунво-бяологнческая функция - лимфоидные фолликулы крупные с расширенными центрами. Нарушения обнаруживаются лишь со стороны сосудистой стенки, которая гомогенизирована, имеются )геления периваскулярного отека.

2.3.4. Морфология органов и тканей стельных коров в зоне относительного экологического благополучия

В зоне относительного экологического благополучия при гистологическом исследовании органов и тканей стельных коров выявленные патологические изменения носят в основном компенсаторный характер.

2.4. Морфологические нзмененни в I емато-энцефалическом и плацентарном барьерах

Большинство тяжелых металлов проходят через плацентарный барьер. Проведенными исследованиями установлено, что на всех изучаемых территориях свинец проходит через плацентарный барьер и депонируется в значительных количествах в органах и тканях плода. Уже в первую половину стельности в детской плаценте установлено накопление свинца в 1,7-3 раза больше, чем в материнской.

Накопление тяжелых металлов в плаценте животных приводит к ее морфологическим изменениям. В первой зоне (широкого спектра действия тяжелых металлов), уже в первую половину стельности в плаценте коровы обнаружены избыточные иролиферативные процессы и нарушения дифференциации в эпителии маточных желез, а так же воспалительная реакция. При этом регистрируются - состояние гипоксии, вакуолизации с некротическими явлениями и процессы характерные для стареющей плаценты.

Токсикоз позднего периода характеризуют вакуольная дистрофия эпителия и стромы ворсин хориона, обширные кровоизлияния с выпадением гемоепдерина, пернваскулярные отеки, участки с массовым выходом эритроцитов и фибрнна, стенки сосудов в состоянии отека. Наличие у 8-ми месячного плода двуядерных клеток в плаценте свидетельствует о позднем се созревании. Наряду с этим имеются и признаки старения плацен ты, характеризующийся очагами склероза.

В зоне, преимущественного воздействия цннка и меди, выявлено примерно одинаковое содержание этих элементов как в материнской так и в плодной части плаценты - 52 и 5,86 мг/кг соответственно. Патологические процессы в плаценте, склонны в первую половику стельности к нарушению гемодинамики и воспалительным процессам, во вторую - к склеротическим изменениям.

В евин ново-кадмиевой зоне, в плаценте коров превалируют дистрофические процессы с очаговым некрозом, в некоторых случаях имеется нарушения гемодинамики на фоне стареющей плаценты.

В зоне относительного экологического благополучия

патологические процессы были незначительные и носил и в основном компенсаторный характер.

Таким образом, в условиях техногенного прессинга изменения в плаценте могут быть маркерами плацентарной недостаточности.

Тяжелые металлы проникают и через гемато-энцефалическнй барьер, повреждая его мембраны, что сопровождается расстройствами метаболизма, дистрофией и гибелью нервных клеток.

Так, в первой зоне, в сравнении с зоной относительного экологического благополучия при исследовании мозговой ткани плода обнаружена вакуольная дистрофия, перицеллюлярный и периваскулярный отек, гиперхроматоз, активизация клеток глин, что может быть связано со

свинцовой интоксикацией. В цитоплазме нервных клеток наблюдается агрегация белка, свидетельствующая о недостатке кислорода и развитии дистрофических процессов.

Во второй зоне - преимущественно проявляются нарушения гемодинамики - увеличение проницаемости сосудистых мембран в белом веществе. Клетки мозжечка в некоторых случаях имеют неправильную форму, их цитоплазма уплотнена и ядро пикноморфное, в молекулярном слое так же имеют место кровоизлияния.

2.5. Морфологические изменении в органах и тканях плодов крупного рогатого скота под действием техногенной нагрузки

2.5.1. Морфологические изменения в органах и тканях плодов крупного рогатого скота зоны широкого спектра воздействия тяжелых металлов

Поступление тяжелых металлов в организм плода оказывает влияйте на развитие оргакоиатоло гя н.

Так в данной зоне у 4-х месячных плодов в почках регистрируются дистрофические изменения, неравномерное развитие клубочков, что характерно для почечной недостаточности.

Печень 1 - чрезмерно депонирована кровью, при этом венозные синусы компенсаторно растянуты. Деком пснсаторные процессы выражаются увеличением проницаемости сосудов, кровоизлияниями,

К концу внутриутробного периода в сердечной мышце и легких имели место расстройства кровообращения в виде застойной гиперемии в сосудах микроциркуляторного русла, наряду с этим, в легких прослеживается разрушение внутренней мембраны, гииерсекрецня эп¡ггеллальных клеток бронхов. А в ряде бронхов закладывается патология мерцательного эпителия,

Имеются определенные изменения в иммунокомпетентных органах. Для селезенки любого периода развития плода характерны расстройства гемодинамики, резкое переполнение се кровью. У 4-х месячных плодов наблюдается так называемая опережающая реакция роста лимфоидных фолликулов, которая может быть следствием интоксикации. А к концу эмбрионального развития регистрируется гипоплазия селезенки.

О токсигенном воздействии на иммунную систему свидетельствуют изменения л в тимусе. Отмечается повышенная проницаемость сосудистых мембран, тельца Гассаля находятся в состоянии роговой дистрофии. В ряде случаев в мозговой зоне тимуса отмечены очаги некроза, островки жировой клетчатки, как признак акциденталыюй инволюции тимуса.

2.5.2. Морфологические изменении в органах п тканях плодов крупного рогатого скота зоны е преимущественным воздействием

циика н меди

В этой зоне в органах и тканях плодов, также как и у их матерен прослеживаются в основном воспалительные процессы, особенно ярко выраженные в почках у плодов 4-5 месячного возраста в виде геморрагического гломерулонефрита,

В печени, сердечной мышце и легких обнаружены нарушения проницаемости кровеносных сосудов в виде плазморрагии и эритродиап идеза.

Для иммунокомпетентных органов также характерны нарушения гемодинамики. Фолликулы селезенки слабо очерчены, но процесс их формирования выражен. При этом, хорошо развиг тимус. В щитовидной железе, наряду с нарушением гемодинамики, отмечается неоднородность фолликулов по цвету и содержанию коллоида, что является отражением снижения адаптационного потенциала щитовидной железы или концентрации иода.

2.5.3. Морфологические изменения в органах и тканях плодов крупного рогатого скота свинцов-кадм иевой зоны

В данной зоне в организме плодов наблюдаются изменения паренхиматозных ор1внах преимущественно со стороны эндотелия кровеносных сосудов и явления соответствующие состоянию гипоксии.

В почках выявлена вакуольная дистрофия в эпителии извитых канальцев первого порядка, нарушения гемодинамтск.

В сердце и легких незначительные расстройства кровообращения, что представлено повышением проницаемости сосудистых мембран (плазморрагии).

Выражена неоднородность щитовидной железы - имеются крупные фолликулы без коллоида» что свидетельствует о физиологической незрелости. Отдельные участки железы с крупными и мелкими фолликулами, наполненными коллоидом, при этом сосуды межуточной ткани резко гиперемированы.

2.5.4. Морфология органов и тканей ллодов крупного рогатого

скота в зоне относительного экологического благополучия

Для зоны относительного экологического благополучия характерно отсутствие выраженных патологических процессов в органах и тканях плода или они в основном были незначительными.

Таким образом, морфологические изменения у плодов, также как и у матерей могут служить маркерами для отдельных техногенных зон с набором тех или иных тяжелых металлов.

2.6. Морфологические аналогии в системе "мать-плод"

При техногенном загрязнен к ¡1 установлена прямая зависимость между патологией матери и развивающегося плода, следует отметить, что эта аналогия прослеживалась во всех трех исследуемых нами зонах.

Аналогичные патологические процессы в почках нросясжмваются как в первую, так и во вторую половину беременности. У коров-матерей * в виде расстройства гемодинамики и вакуольной дистрофии эпителия извитых канальцев первого порядка со слущиванием его в просвет, в отдельных случаях, некротическими изменениями. Аналогичная картина выявлена и у плода. В клубочках выражены признаки нарушения гемодинамики в виде расширения просвета артсриол клубочка и их неравномерного развития, в извитых канальцах ярко выражена зернистая и «акуольная дистрофия эпителия.

У коров-матерей в печени установлено набухание и неравномерная окраска гедагоцитов, что характерно для зернистой дистрофии, аналогичная картина выяачена и в печени плода.

При наличии нарушений гемодинамики я сердечной мышце у коров-матерей, они так же имеют место и у ее плода.

Патологические изменения в легких у коров-матерей выражались гнойно-катаральной бронхопневмонией, с геморрагическим синдромом, а у ее плода в бронхах прослеживается разрушение апикального края клеток, закладка патологии мерцательного эпителия к как результат наличие катарального экссудата. Выявлена аналогия нарушений и в селезенке - у коров-матерей в виде очагов пропитывания плазмой и массовых кровоизлияний, у плода селезенка чрезмерно депонирована кровью.

2.7. Влияние кормовой добавки "Уральская" на естественную

резистентность и морфологию нммуиокомпетентвых органов крупного рогатого скота

Учитывая полученные данные, возникла необходимость изыскания средств, коррегирующнх аномальное содержание токсичных элементов н способствующих повышению резистентности организма, С этой целью нами была применена кормовая добавка "Уральская", которая в своем составе нар аду с гу ми новым и кислотами содержит фульвоки слоты, пептиды, 15 свободных аминокислот, рдд витаминов, ферментов, мак]Х>- и микроэлементы. Результаты исследования показали, что у коров и быков на <зткорме, получавших кормовую добавку в течение 3-х месяцев снижается содержанке цинка, свинца и кадмия в мышцах к кочках по сравнению с контрольными животными.

При гистологическом исследовании иммуннокомпететной системы у опытных коров и быков выявлена ее активизация. Селезенка умеренно депонирована кровью, хорошо развиты капсула и трабекулы, фолликулы с активно выраженным центром и центральными артериями, В

лимфатических узлах опытных животных отмечены крупные лимфоидные фолликулы с хорошо выраженными светлыми центрами и продукцией новых клеток, что свидетельствует о положительном влиянии препарата, в то время как у контрольных животных в селезенке и лимфатических узлах, отсутствовали четкие границы фолликулов к их светлые центры были слабо выражены. Гистологические данные подтверждены иммунологическими исследованиями. У опытных животных увеличивается количество Т и В лимфоцитов, происходит выравнивание их соотношения, повышается фагоцитарная активность нейтрофилов, фагоцитарный индекс, бактерицидная и лизоцнмная активность (табл 4),

Таблица 4

Влияние кормовой добавки "Уральская" на гемато-имму и логические показатели у коров

Показатель Опыт Контроль

Лейкоциты, 10у/л 6,52±0,34 6,93 ±0,30

Эритроциты, млн/мкл 6,4010,11 6,1±0,10

Гемоглобин, г/л П 2,00*6,80 106,00±3,42

Лимфоциты, % 67,52±2,25 65, И ±3,65

Т-лимфоц)ггы,% 56,00±2,65* 41,33±3,32

В - ли мфоциты,% 40,67±3,25 38,0±4,28

Фагоцитар. акг-ть нейтр., % 63,67±2,43* 46,67±2,б9

Фагоцитарный индекс 10,95 ±0,96* 6,67±0,22

Соотношение Т/В 1,41 ±0,05* 1,09±0,03

БАСК,% 58,21 ±4,54 51,63±2,70

ЛАСК,% 10,30±2,32 8,4±1,76

* - разность достоверна, Р < 0,05

Можно предположить, что действие кормовой добавки "Уральская" ослабляет иммунологический конфликт мать-плод, осложненный токсигенкой нагрузкой, так как концентрация циркулирующих иммунных комплексов за месяц до отела снижается на 23-32%,

Кроме того возрастает прирост живой массы опытных бычков на 17%, а относительная масса печени, почек, легких, селезенки, превосходила таковую у бычков контрольной группы на 10,0; 27,3; 21,1 и 4,5% (табл 5).

Таблица 5

Процентное отношение леса внутренних органов быков относительно

живой массы

Группа животных Печень % Почки % Легкое % Сердце % Селезенка %

Опыт 1,30**0,02 0,1 ¡"±0,01 0,67±0,02 0,28+0,01 0,19*±0,01

Контроль 1,17±0,04 0,0 8 ±0,01 0,64 ±0,02 0,28±0,02 0,15*0,01

* - разность достоверна, Р< 0,05

3. ВЫВОДЫ

1. Тяжелые металлы в условиях техногенного загрязнения депонируются избирательно в органах и тканях коров - цинк в мышцах в печени, медь в печени, свинец в костях, почках и печени, кадмий » почках и печени и существенно влияет на морфофункциональную систему "мать-плацента-плод".

2. В зоне, широкого спектра воздействия тяжелых металлов максимальный уровень цинка регистрируется преимущественно в печени, составляя 378,6 мг/кг, тогда как в остальных зонах - в мышцах, составляя 128,2 - 224,4 мг/кг; в евннцово-кадм невой зоне преимущественное накопление свинца в печени и мышечной ткани (3,62 и 2,4 мг/кг), кадмия в почках и печени (8,13 и 1,33мг/кг), с превышением в почках в 6 раз.

3. Большинство тяжелых металлов беспрепятственно преодолевают плацентарный барьер, кумулируясь в органах и тканях плода. В большей степени проходит свинец, а в меньшей кадмий. Основным органом плода, накапливающим цинк, медь, железо, свинец является печень,

4. Для зоны, широкого спектра воздействия тяжелых металлов, характерны в первую очередь нарушения дифференцировкн тканей, гиперпластическне, дистрофические, некротические, а также процессы нарушения гемодинамики и склероза.

5. Для зоны, воздействия цинка н меди преимущественны воспалительные процессы, с выраженными нарушениями гемодинамики, а так же дистрофическими и склеротическими изменениями,

6. При преимущественном воздействии свинца и кадмия, в первую очередь характерно развитие дистрофических изменений паренхиматозных органов и склеротических изменений в стенке кровеносных сосунов.

7. В условиях экологического неблагополучия выявлена аналогия проявления патологических процессов в печени, почках, сердце, легких, селезенке у коров-матерей и их плодов,

8. При введении в рацион лактирующих коров и быков на заключительном этапе откорма, кормовой добавки "Уральская" в течение 90 дней, в результате снижения токсигенноЙ нагрузки происходит активизация нммуиной системы, что подтверждается морфологическими и иммунологическими исследованиями,

4. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В комплексе профилактических мероприятий на экологически неблагополучных территориях проводить контрольные токсикологические, гематоиммунологические и морфологические исследования, что позволит объективно оценивать состояние животного и разрабатывать соответствую]цие методы профилактики и лечения.

2. Результаты, проведенных нами исследований внедрены в учебный процесс при подготовке и повышении квалификации ветеринарных специалистов.

3. Для коррекции аномального содержания цинка, свинца, кадмия в организме крупного рогатого скота, с целью повышения резистентности животных, а так же получения здорового приплода рекомендуется использование кормовой добавки "Уральская" в соответствии с рекомендация м и.

5. СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Аномальное содержание тяжелых металлов в организме крупного рогатого скота при максимальной техногенной нагрузке /Л.Н. Аристрахова, А.Т, Татарчук, А А. Малыгина, Н,А, Верещак, О.В. Виноградова //Актуальные вопросы биологии, экологии и ветеринарной медицины домашних животных. - Тюмень. -2002.-С. 13-14.

2. Применение ферроцианндсодержащих препаратов с целью коррекции аномального содержания тяжелых металлов в организме крупного рогатого скота /АА. Малыгина, Л.Н. Аристархова, НА. Верещак, О.В. Виноградова, А.Т. Татарчук //Новые энтеросорбенты и фармакологически активные вещества и их применение в ветеринарии и животноводстве. -Троицк, 2002г. - С. 59*60

3. Накопление токсикантов в организме коров в бассейне реки Тура Свердловской области /A.A. Малыгина, О.В, Виноградова, Л.Н. Аристархова, А.Т. Татарчук //Материалы научно-производственной конференции по актуальным проблемам ветеринарии и зоотехнии. — Казань, 2002. - Часть 2. - С. 104 - 106.

4. Влияние гуминовых веществ на физиологическое состояние и продуктивность крупного рогатого скота /A.A. Малыгина, Л.Н. Аристархова, H.A. Верещак, О.В, Виноградова, Л.А.Зуев //Актуальные проблемы болезней молодняка в современных условиях, - Воронеж, 2002. - С. 389-391,

5. Возрастная динамика накопления токсикантов в организме животных на экологически сложных территориях Среднего Урала /A.A. Малыгина, Л.Н. Аристархом, Татар чук А. Т., Виноградова О.В. //Актуальные проблемы болезней молодняка в современных условиях, -Воронеж, 2002. - С, 387 - 389.

6. Дроздова Л.И. Морфологические изменения в органах коров в системе "мать-гглод" на территории техногенного загрязнения /Л.И. Дроздова, О.В. Виноградова, A.A. Малыгина //Актуальные проблемы болезней молодняка в современных условиях. - Воронеж, 2002. - С. 244 -246,

7. Виноградова О.В. Токсическое действие свинца в системе "мать - плацента - плод" /О.В. Виноградова //Актуальные проблемы ветеринарной медицины Восточной Сибири, - Иркутск, 2002. - С. 56 - 58.

8. Взаимосвязь накопления тяжелых металлов в организме крупного рогатого скота с развитием патологии на экологически сложной территории Среднего Урала /А.Т. Татарчук, Л.Н. Арисгархова, А А. Малыгина, H.A. Верещак, О.В. Виноградова //Проблемы техногенного воздействия на агропромышленный комплекс и реабилитации загрязненных территорий: Сб. матер. Науч. сессии Росссльхозакадемии 2729 июня 2002, - Москва, РАСХН, 2003. - С. 448 - 459.

9. Использование кормовой добавки "Уральская" в рационах крупного рогатого скота, свиней, птицы /А.Т. Татарчук, A.A. Малыгина, Л.Н. Аристархова, H.A. Верещак, Виноградова О.В, //Рекомендации. — Екатеринбург, УрГСХА, 2003. - 19 с.

10. Виноградова О.В. Морфологические изменения в органах и тканях системы "мать-плод" в зоне с техногенной нагрузкой /Виноградова О.В// Материалы научной конференции молодых ученых УрГСХЛ "Молодежь и наука 2003". - Екатеринбург, 2003. - С. 15-17.

Подписано в печать 23.12.2003 г. Формат60х84 1/16

Усл. печ, л. 1,2. Бумага «Гознак» ТиражЮОэкз. Заказ №426

Отпечатано в типографии ООО «ИРА УТК» 620219, г. Екатеринбург, ул. К. Либкнехта, 42, к. 1103