Автореферат и диссертация по ветеринарии (16.00.04) на тему:Применение препаратов Гамавит и Гала-вет при комбинированном воздействии экотоксикантов

□0348034а

описи

ОБРЫВИН ВИКТОР НИКОЛАЕВИЧ

ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕПАРАТОВ ГАМАВИТ И ГАЛА-ВЕТ ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ЭКОТОКСИКАНТОВ

16.00.04-ветеринарная фармакология с токсикологией

2 2 0КТ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата ветеринарных наук

Москва - 2009

003480349

Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии» Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИВСГЭ Россельхозакадемии).

Научный руководитель: доктор ветеринарных наук

Рубченков Петр Николаевич Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Уразаев Дмитрий Николаевич (МГАВМиБ им. К.И. Скрябина)

доктор ветеринарных наук, профессор Андрианова Татьяна Геннадьевна (ГОУ ВПО МГУПБ)

Ведущая организация: Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной вирусологии и микробиологии» Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита диссертации состоится /б&З'др-Х 2009 г. в

часов на заседании диссертационного совета Д 006.008.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте ветеринарной санитарии, гигиены и экологии по адресу. 123022, Москва, Звенигородское шоссе, д. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИВСГЭ Россельхозакадемии

Автореферат разослан « » _2009г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

А.А. Юдина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Интенсивное развитие промышленности и многочисленные экологические катастрофы создают условия загрязнения объектов окружающей среды опасными для здоровья людей и животных экотоксикантами (Н.Е. Горковенко, 2005; В.А. Желтов, 2005; Р.Г. Ильязов, 2005). В настоящее время во внешней среде зарегистрировано более 4 миллионов токсичных веществ и ежегодно их количество возрастает примерно на 6 тысяч (К. Пальцев, 1999).

Наиболее опасными среди экотоксикантов антропогенного происхождения являются тяжелые металлы: кадмий, свинец, ртуть и др., а также радиоактивные изотопы цезия и стронция (Н.В. Баженов, Л.Ф. Булдаков, 1990). При этом в настоящее время актуальными и наименее изученными остаются вопросы сочетанного действия различных экотоксикантов на организм млекопитающих. Данные таких исследований необходимы для прогнозирования ранних и отдаленных последствий одновременного воздействия на организм животных радионуклидов и тяжелых металлов, которые в отдельных регионах реально загрязняют окружающую среду (А.И. Сироткин, Р.Г. Ильязов, 2000).

Хроническое воздействие техногенных факторов может приводить к метаболической переориентации организма и клинически выраженным изменениям обмена веществ (И.М. Донник, P.P. Хайбуллин 2002., Т.Г. Антрианова, 2003.)

На фоне потребления экологически неблагополучных кормов при одновременной несбалансированности рационов по содержанию макро- и микроэлементов и других необходимых веществ у животных все чаще наблюдаются явления иммунной недостаточности (В.И. Иванов с соавт., 2004.).

Таким образом, проблема получения продуктов животноводства, отвечающих нормативным требованиям, в регионах с высокой экологической нагрузкой остается полностью не решенной. Как показывает практика, для

успешною осуществления в таких зонах лечебно-профилактических мероприятий необходимо активное изыскание и внедрение эффективных препаратов, обладающих сорбционной активностью к различным классам экотоксикантов, таким как радионуклиды и тяжелые металлы и биологически активных веществ, повышающих резистентность организма к негативному воздействию экотоксикантов (В.А. Аналькин с соавт., 2005., Н.В. Самбуров, 2006.).

Все вышеизложенное свидетельствует о необходимости разработки современных и эффективных методов и средств для проведения лечебно-профилактических мероприятий, направленных на снижение неблагоприятного воздействия экотоксикантов на организм животных путем комплексного применения иммуномодулятов и сорбентов.

Цель и задачи исследования. Целью работы явилось изучение действия биологически активных препаратов Гамавит и Гала-вет на организм животных при поступлении с кормом различных экотоксикантов (тяжелые металлы и радионуклиды).

В этой связи перед нами были поставлены следующие задачи:

• Изучить влияние раздельного и сочетанного действия тяжелых металлов (свинец и кадмий) и радионуклидов (цезий-137 и стронций-90) на общее состояние организма, биохимические и гематологические показатели белых крыс.

• Изучить влияние раздельного и сочетанного действия тяжелых металлов и радионуклидов на некоторые показатели иммунной системы белых крыс.

• Изучить влияние биологически активных веществ Гамавит и Гала-вет на некоторые показатели иммунной системы при сочетанном поступлении экотоксикантов в организм животных с кормом.

• .Изучить возможность снижения накопления тяжелых металлов и радионуклидов в организме животных и коррекции иммунного статуса путем применения сорбента ХЖ-90 и препаратов Гамавит и Гала-вет.

Научная новизна. Впервые проведено комплексное исследование влияния хронического сочетанного воздействия различных групп экотоксикантов (тяжелые металлы, радионуклиды) на клинико-гематологические, биохимические и иммунологические показатели организма животных. Установлено что длительное поступление экотоксикантов в организм животных приводит к развитию токсического нммуиодифицыта. При этом отмечено, что при раздельном поступлении исследуемых экотоксикантов в организм животных тяжелые металлы (свинец, кадмий) проявляют более выраженное токсическое действие в изменении гематологических и биохимических показателей, а также в отношении показателей клеточного и гуморального иммунитета.

Выявлен принцип потенцирования в проявлении негативного действия тяжелых металлов на организм животных при сочетанном поступлении с радионуклидами и установлены некоторые отличительные закономерности накопления тяжелых металлов и радионуклидов в органах и тканях животных при их раздельном и сочетанном поступлении с кормом.

В лабораторных и производственных условиях показана возможность применения препаратов Гамавит и Гала-вет для коррекции токсического иммунодефицита при комбинированном воздействии тяжелых металлов и радионуклидов, а так же совместного применения этих препаратов с сорбентом ХЖ-90 для снижения накопления экотоксикантов в организме животных.

Получено положительное решение о выдаче патента на изобретение «Кормовая добавка для животных» по заявке № 2008124673/13(029885). Соавторы: В.И. Игнаткин, Л.Л. Захарова, Г.Л. Жоров, П.Н. Рубченков.

Практическая значимость. На основании результатов выполненных исследований для проведения лечебно-профилактических мероприятий в районах техногенных загрязнений различными экотоксикантами (тяжелые металлы, радионуклиды) с целыо коррекции токсического иммунодефицита необходимо применять биологически активные вещества, в частности,

препараты Гпмашгг и Гала-вет. Указанные препараты могут быть использованы при разработке сорбпионно-детоксикационных технологий с применением различных сорбентов для решения проблемы получения экологически безопасной продукции на техногенно загрязненных территориях.

Положительный эффект по коррекции токсического иммунодефицита достигнут в результате применения препаратов Гамавит и Гала-вет в одном животноводческом хозяйстве Рязанской области, где в рационе для молодняка крупного рогатого скота содержание свинца и кадмия достигало максимально допустимого уровня.

Материалы диссертационной работы будут использованы при разработке «Рекомендаций по применению сорбентов и биологически активных веществ для снижения суммарного поступления радионуклидов и тяжелых металлов в продукцию животноводства в зонах повышенного экологического риска».

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Влияние раздельного и сочетанного воздействия различных экотоксикантов (тяжелые металлы, радионуклиды) на клинико-гематологические, биохимические и иммунологические показатели организма белых крыс.

2. Данные о накоплении в организме животных тяжелых металлов (свинец, кадмий) и радионуклидов (цезий-137, стронций-90) при их сочетанном поступлении с кормом в организм животных.

3. Эффективность применения препаратов Гамавит и Гала-вет с целью коррекции токсического иммунодефицита при сочетанном поступлении тяжелых металлов и радионуклидов с кормом в организм животных.

4. Результаты применения препаратов Гамавит и Гала-вет и сорбента ХЖ-90 для снижения негативного действия экотоксикантов на организм животных.

Апробация материалов диссертации. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на заседаниях Ученого совета ГНУ ВНИИВСГЭ (Москва, 2007-2008 гг.), первом съезде ветеринарных фармакологов России (Воронеж, 21 -23 июня 2007 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы три научные работы, в том числе одна статья в рекомендованном ВАК РФ журнале «Ветеринарная патология».

Объем п структура работы. Диссертация изложена на 114 страницах компьютерного текста, содержит 23 таблицы и включает общую характеристику работы, обзор литературы, материалы и методы исследований, результаты собственных исследований, обсуждение результатов, выводы, практические предложения. Список литературы включает 155 библиографических источников, в том числе 25 иностранных авторов.

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Материалы и методы исследований

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте ветеринарной санитарии, гигиены и экологии Россельхозакадемии. Диссертационная работа является частью комплексных исследований, определенных заданием 08.05 на 2006-2010 гг. «Изучение эффективности различных сорбентов и биологически активных веществ (БАВ) для снижения кумуляции радиоактивных веществ (цезий-137, стронций-90) в зонах антропогенного загрязнения окружающей среды».

Экспериментальные исследования в лабораторных условиях выполнены на беспородных белых крысах-самцах, в количестве 72 голов. Животные содержались в условиях вивария лаборатории радиобиологии. Для кормления использовали стандартный полнорационный комбикорм для мышей, крыс, хомяков ПК-120, ГОСТ Р 50258-92. Опытные животные были разделены на 9 групп по 8 голов в каждой группе.

Для экспериментальной интоксикации животных применяли свинца

ацетат (С4Нб04РЬ х ЗН20) - ГОСТ 4426-75 и кадмия нитрат (CdNO., х 2Н20) - ГОСТ 4330-76; цезии-137 (хлорид, раствор, приобретенный через ФГУП НПО «Изотоп», паспорт № 71-118-01, 2001 г.), изготовленный ФГУП «Государственный научный центр РФ - Физико-технический институт имени А. И. Лейпунского», стронций-90 (азотнокислый раствор, приобретенный через ФГУП НПО «Изотоп», паспорт-сертификат № 17-172/350 от 12.07.2004 г.). В качестве иммуномодуляторов использовали препарат Гала-вет (per. № ПВР-2-3.1/00713), производства ЗАО «Центр современной медицины», г. Москва, (ТУ 9325-881-47261618-2006) и препарат Гамавит (per. № ПВР-2-3.3/013013) производства ЗАО «Микро-плюс» при НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи, (ТУ 9337-002-11633665-2000). В качестве сорбента использовали препарат ХЖ-90 производства ВНИИВВиМ который представляет собой смесь ферроцианида калия-железа и бентонитовой глины

Тяжелые металлы и радионуклиды, белые крысы получали индивидуально вместе с комбикормом. Нормирование доз свинца и кадмия проводили из расчета 10 МДУ по ионам свинца и кадмия в кормах, что составило соответственно 50 и 5 мг/кг корма. Доза для радионуклидов цезия-137 и стронция-90 составила 1500 и 5000 Бк/кг корма соответственно. По расчетам, проведенным по методикам, изложенным в монографиях В.В. Борисова с соавт. (1988) и Б.Н. Ильина с соавт. (1991), поглощенная доза цезия-137 за 45 суток эксперимента составила 0,56 х 10"2 Гр и 10"4 Гр для стронция-90.

Кровь для гематологических, биохимических и иммунологических исследований отбирали в начале опыта, на 15, 30 и 45 сутки эксперимента. Через 45 суток проводили убой крыс методом декапитации. Животных вскрывали и отбирали печень, почки, мышечную и костную ткани для определения содержания тяжелых металлов и радионуклидов.

При изучении воздействия на организм белых крыс взятых в опыт экотоксикантов и биологически активных веществ состояние животных оценивали по комплексу клинических, гематологических, биохимических и

иммунологических показателей. Количество эритроцитов, лейкоцитов и гемоглобин определяли по общепринятым методикам (A.A. Кудрявцев, 1974; Г.Л. Симонян, 1995), биохимические исследования сыворотки крови проводили на спектроаналнзаторе «Инфрамид-61», содержание общего белка определяли рефрактометрическим методом по ЕМ. Антонову и др. (1991), определение белковых фракций - по В.В. Меньшикову с соавт. (1987), фагоцитарную активность нейтрофилов - по С. А. Кост и М.И. Стенко (1974), бактерицидную активность сыворотки крови - по О.В. Смирновой и Т.А. Кузьминой (1966), лизоцимную активность - по В.Г. Дорофейчику (1968), абсолютное содержание Т- и B-лимфоцитов в крови - по Д.К. Новикову с соавт. (1983) и H.H. Кулиничу с соавт. (1986), содержание иммунных белков в плазме крови - по И.П. Кондрахну и др. (1985).

Содержание свинца и кадмия в органах и тканях определяли атомно-абсорбционным методом (Н.К. Вельский, 1983) с использованием спектрофотометра AAS-30.

Определение содержания радионуклидов в органах и тканях (печень, почки, мышечная и костная ткани) выполняли в соответствии с Методическими указаниями (МУК 2.6.1.1194-03) путем прямой радиометрии проб с использованием бета-гамма-спектрометрического комплекса «Спектр-1С».

Экспериментальный материал обрабатывали по методу вариационной статистики с применением критерия Стьюдента (A.C. Белановский и др., 1990; Г.Ф. Лакин, 1990).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влшшис воздействия экотоксикантов (тяжелые металлы и радионуклиды) на физиологический статус белых крыс

При скармливании белым крысам в течении 45 суток гранулированного

корма с одновременным содержанием тяжелых металлов и радионуклидов в количестве 1ОПДК каждого токсиканта у животных не наблюдали внешних признаков интоксикации. Однако прирост живой массы при раздельном и

сочетанном поступлении экотоксикантов с кормом был различным. По сравнению с биологическим контролем при поступлении свинца и кадмия прирост был ниже на 33,0 г/гол., радионуклидов цезия-137 и стронция-90 -на 23,0 г/гол., а при их совместном поступлении - на 45,0 г/гол.

При исследовании периферической крови экспериментальных животных через 45 суток опыта установлено достоверное снижение количества эритроцитов на 7,1 % у крыс получавших только тяжелые металлы, и лейкоцитов на 31,8 % у крыс, получавших только радионуклиды. При комбинированном поступлении экотоксикантов количество эритроцитов снизилось на 15,2 % а лейкоцитов на 48,9 %.

Изменения биохимических показателей сыворотки белых крыс при раздельном поступлении экотоксикантов, установлено у животных получавших только тяжелые металлы. Так, через 45 суток эксперимента отмечено по сравнению с контролем снижение количества гамма-глобулинов на 20,2 % и повышению содержания альбуминов на 24,5 %., активность ферментов щелочной фосфатазы и аланинаминотрансферазы повысилось в 2,1 и 2,3 раза соответственно. Отмечено так же снижение фагоцитарной активности нейтрофилов на 11,8 % и бактерицидной активности сыворотки крови на 15,0 %. Количество Т- и В- лимфоцитов снизилось на 34,0 % и 46,7 % соответственно, а иммунных белков на 13,8 %.

При поступлении с кормом только радионуклидов не установлено достоверных изменений биохимических показателей сыворотки крови и показателей иммунного статуса.

Изучение распределения и накопления тяжелых металлов и радионуклидов в печени, почках, мышечной и костной тканях белых крыс при раздельном и сочетанном поступлении экотоксикантов показало следующие закономерности. Максимальное количество свинца кумулировалось в костной ткани (32,36 мг/кг), далее: почки>печень>мышцы. Максимальное количество кадмия кумулировалось в почках (6,5 мг/кг),далее: печень>костная ткань>мышцы. Присутствие свинца и кадмия снижает

накопление радиоцезия в печени и почках.

Таким образом изученые экотоксиканты оказывают в большей степени негативное воздействие на физиологический статус организма при их сочстаном поступлении с кормом. При раздельном поступлении экотоксикантов более негативное воздействие на организм животных оказывают тяжелые металлы. В целом, состояние животных при сочетаном поступлении с кормом в течении 45 суток тяжелых металлов и радионуклидов можно характеризовать как иммунодефицитное.

Влияние биологически активных веществ Гамавит и Гала-вет на физиологические и иммунологические показатели белых крыс при сочетанием воздействии тяжелых металлов и радионуклидов

Результаты клинико-гематологических исследований

Для оценки физиологического статуса экспериментальных животных при использовании препаратов Гамавит и Гала-вет был проведен анализ содержания в периферической крови лейкоцитов, эритроцитов и уровня гемоглобина.

Таблица 1

Гематологические показатели периферической крови белых крыс при сочетанием воздействии экотоксикантов и применении препаратов Гамавит и Гала-вет, М ± m, п = 6

Вид воздействия Срок исследования через, сут. Гемоглобин, г/л Эритроциты, 1012/л Лейкоциты, 109/л

Только экотоксиканты 15 138,25+4,32 8,26 + 0,66 13,41 + 0,82

30 120,56 + 3,27 7,12 + 0,76 7,22 ± 0,74

45 ¡29,57 ± 3,21 7,30 + 0,52 6,26 ± 0,42

Экотоксиканты + Гамавит 15 140,53 + 3,34 8,45 ± 0,65 12,27 ± 0,57

30 146,24+3,18 7,86 + 0,73 11,32 ±0,75

45 152,53 + 3,36 8,57 + 0,68 12,43 ±0,69

Экотоксиканты + Гала-вет 15 142,35 ±3,23 8.38 ± 0,42 11,21+0,36

30 152,46 + 3,55 9,08 + 0,82 13,67 + 0,63

45 160,21 ±4,12 9,23+0,76 14,29 ± 0,87

Контроль (интактные животные) 15 156.23 ±6,14 9,14 ±0,86 11,80 + 0,58

30 148,38 ±5,29 8,82 ± 0,67 10,63 + 0,45

45 154,62+4,21 8,60 ± 0,72 12,26 + 0,64

В табл. 1 представлены результаты проведенных исследований. Из данных табл. 1 видно, что при применении препарата Гамавит уровень гемоглобина, количество эритроцитов и лейкоцитов восстанавливалось до уровня физиологической нормы через 30 суток. Аналогичные результаты получены при использовании препарата Гала-вет, но его эффективность была несколько выше. Это свидетельствует о том, что препараты Гамавит и Гала-вет оказывают стимулирующий эффект на пролиферативную активность клеток костного мозга и других органов кроветворения.

Таблица 2

Биохимические показатели белой крови крыс при сочетанием воздействии экотоксикантов и применение препаратов Гамавит и Гала-вет, М ± т, п = 6

Показатели Сроки исследования через, сух. Вид воздействия Контроль (интакгные животные)

Только экотоксикангы Экотоксика нты + Гамавит Экотоксика нты +Гала-вет

Общий белок, г/л 15 63,52 + 4,28 66,44 ± 3,24 70,38 ±2,16 75,44 ±2,12

30 65,21 + 2,30 70,65 + 2,40 66,27 + 2,39 72,66 ±3,15

45 67,42+ 1,67 78,36 ± 2,53 68,43 ± 2,47 76,38 + 1,24

Альбумины, % 15 42,35+ 1,15 45,21 ±2,11 43,32 ± 1,45 40,46 ± 1,20

30 50,64 + 2,32 43,32 ±1,18 45,56 + 1,26 42,23 + 1,57

45 56,62 ± 2,48 40,54+ 1,22 41,33 + 1,38 41,26 ±2,19

Гамма- глобулины, % 15 16,36 + 1,56 16,52 ± 1,38 15,82+1,21 17,58 ± 1,14

30 14,23 ± 1,47 20,44 + 1,36 18,54+1,56 18,21 + 1,23

45 12,32 + 0,49 23,27+ 1,16 20,54 + 1,82 18,62 ± 1,08

ЩФ, ммоль/л 15 1,77 ±0,06 1,72 ±0,07 1,68 ±0,08 1,18 ±0,05

30 2,81+0,11 1,30 + 0,06 1,40 + 0,07 1,08 + 0,03

45 3,48 + 0,08 1,62 + 0,05 1,74 ±0,04 1,16 ±0,04

АЛТ, ммоль/л 15 0,76 + 0,03 0,74 ± 0,05 0,72 ± 0,04 0,63 ± 0,05

30 1,74 + 0,04 0,87 ± 0,07 0,76 ± 0,03 0,58 ± 0,06

45 2,56 +0,07 0,98 ±0,05 0,87 + 0,04 0,61 ±0,08

В табл. 2 представлены результаты биохимических исследований сыворотки крови экспериментальных животных при использовании препаратов Гамавит и Гала-вет. Из данных табл. 2 видно, что сочетанное поступление с кормом в течении 45 суток тяжелых металлов и радионуклидов приводит к увеличению количества альбуминов и одновременно к снижению гамма-глобулинов. Установлено, повышение активности ферментов щелочной фосфатазы (ЩФ) и

аланнпаминотрансферазы (АЛТ) в 3,0 и 4,2 раза соответственно Последнее может свидетельствовать о начальном процессе гепатоза, так как при заболеваниях печени в первую очередь и наиболее значительно изменяется активность АЛТ (Н.И. Калюжный с соавт., 2005.). В этой связи определение активности аминотрасфераз (в т.ч. и АЛТ) в сыворотке крови животных, находящихся в зонах антропогенного загрязнения территорий радионуклидами и тяжелыми металлами, может иметь важное диагностическое значение.

Применение препаратов Гамавит и Гала-вет оказывает стимулирующее действие на обменные процессы организма экспериментальных животных. При этом наблюдается повышение содержания общего белка и гамма-глобулиновой фракции белка до физиологической нормы через 15 суток после их применения.

Влияние препаратов Гамавит и Гала-вет на показатели уровня естественной резистентности

Таблица 3

Показатели уровня естественной резистентности крыс при сочетанном воздействии экотоксикантов и применении препаратов Гамавит и Гала-вет, М ± т, п = 6_____

Вид воздействия Срок исследования через, сут. ФАН, % БАСК, % Концентрация лизоцима, мг/мл

Только экотоксиканты 15 44,27 + 2,12 39,14+1,32 1,44 ±0,13

30 35,32 ±1,36 30,52 + 2,22 1,12+0,07

45 25,24 ± 2,64 27,38 ± 1,39 0,96 + 0,09

Экотоксиканты + Гамавит 15 45,04 + 2,17 40,22 + 1,14 1,48 + 0,07

30 53,28 + 2,32 51,81 ±2,37 1,33 + 0,06

45 52,32 ± 2,25 48,42 ± 2,42 1,46 + 0,08

Экотоксиканты + Гала-вет 15 47,86 + 2,16 41,38 ±2,19 1,42 + 0,06

30 54,24 + 3,21 48,74+ 1,82 1,53 ± 0,07

45 57,35 + 3,32 56,37 + 2,13 1,62 + 0,09

Контроль (шггактаые животные) 15 52,45 + 2,64 54,26 + 2,36 1,64 ±0,13

30 53,24 + 2,22 52,63 ± 3,21 1,56 ±0,13

45 51,76+1,39 53,87 + 2,46 1,62 ±0,12

Примечание. ФАН - фагоцитарная активность нейтрофилов;

БАСК - бактерицидная активность сыворотки крови.

Г1рн изучении показателей уровня естественной резистентности белых крыс (табл. 3) установлено, что у подопытных животных при сочетанием поступлении радионуклидов и тяжелых металлов через 45 сут. эксперимента наблюдается снижение фагоцитарной активности нейтрофилов на 51,2%, бактерицидной активности сыворотки крови на 49,2% и концентрации лизоцима на 26,8%. При введении препаратов Гамавит и Гала-вет фагоцитарная активность нейтрофилов и бактерицидная активность сыворотки крови повышались и достигали уровня контрольных животных через 30 и 45 суток соответственно. Такая же закономерность установлена и для лизоцима.

Влияние препаратов Гамавит и Гала-вет на показатели клеточного н гуморального иммунитета

Таблица 4

Показатели клеточного и гуморального иммунитета крыс при сочетанном воздействии экотоксикантов и применении препаратов Гамавит и Гала-вет, М + т, п = 6

Вид воздействия Срок исследовани я через, сут. Содержание Т- и В-лимфоцитов в крови (х 109/л) Концентрация иммунных белков, мг/мл

Т-клетки В-клстки

Только экотоксиканты 15 2,20 + 0,12 0,88 ±0,10 3,28 ± 0,47

30 1,13 + 0,11 0,57 ± 0,08 3,06 ± 0,29

45 1,02 + 0,09 0,50 + 0,07 3,12 ±0,36

Экотоксиканты + Гамавит 15 2,12 + 0,11 0,91 +0,11 3,16 ±0,33

30 2,39 + 0,14 1,22 ±0,12 3,48 ± 0,44

45 3,18 + 0,17 1,90 + 0,09 3,84 ±0.25

Экотоксиканты + Гала-вет 15 2,16 + 0,13 0,82 ± 0,08 3,31 ±0,32

30 2,94 ±0,15 2,17 ± 0,13 3,64 + 0.27

45 3,26 + 0,12 2,25 ±0,14 3,77 ±0,41

Контроль (интактные животные) 15 2,86 + 0,17 1,23 ±0,11 4,23 ± 0,52

30 2,78 + 0,15 1,25 ±0,09 4,14 ±0,38

45 2,30 ±0,16 1,21+0,12 4,26 + 0,64

При изучении показателей клеточного и гуморального иммунитета белых крыс (табл. 4) установлено, что при сочетанном воздействии тяжелых металлов и радионуклидов на фоне общего снижения количества лейкоцитов

в крови происходит снижение и абсолютного содержания Т- и В-лимфоцитов крови. При этом наибольшие изменения наблюдаются со стороны В-системы, что в свою очередь сопровождается снижением концентрации иммунных белков на протяжении всего эксперимента.

При введении экспериментальным животным препарата Гамавит абсолютное содержание Т- и В-субпопуляций лимфоцитов в крови через 30 суток достигало уровня контрольных животных. Введение препарата Гала-вет приводило к увеличению абсолютного содержания Т-лимфоцитов в 3,2 раза по сравнению с животными, не получавшими препарат, а В-лимфоцитов - в 4,5 раза. Достоверных изменений концентрации иммунных белков сыворотки крови при введении препаратов Гамавит и Гала-вет не установлено.

Таким образом, сочетанное поступление с кормом нитратов свинца и кадмия, радионуклидов цезий-13 7 и стронций-90 вызывает у экспериментальных животных состояние иммунодефицита, проявляющееся в угнетении факторов неспецифической защиты, а также клеточного и гуморального звеньев иммунной системы. Введение препаратов Гамавит и Гала-вет на фоне комбинированного воздействия экотоксикантов приводит к нормализации иммунологических показателей организма экспериментальных животных. Последнее указывает на развитие компенсаторной реакции и активизацию работы иммунной системы по защите организма от воздействия внешних неблагоприятных факторов.

Эффективность применения препаратов Гамавит и Гала-вет и сорбента ХЖ-90 с целью коррекции токсического иммунодефицита и снижении накопления экотоксикантов в организме животных

По данным гематологических исследований комплексное применение препаратов Гамавит и Гала-вет и сорбента ХЖ-90 при сочетанном поступлении экотоксикантов в организм белых крыс приводит к снижению негативного воздействия экотоксикантов и сопровождается восстановлением до физиологической нормы количество эритроцитов, лейкоцитов и

гемоглобина к 45 суткам эксперимента. При этом более эффективным оказалось применение сорбента ХЖ-90 с препаратом Гала-вет.

Аналогичные результаты получены при изучении гематологических показателей сыворотки крови белых крыс (содержание альбуминов и глобулинов, активность ферментов ЩФ и АЛТ).

При изучении влияния препаратов Гамавит и Гала-вет и сорбента ХЖ-90 на кумуляцию тяжелых металлов и радионуклидов в органах и тканях белых крыс установлено, что применение препаратов Гамавит и Гала-вет практически не приводит к изменению показателей накопления свинца и кадмия в исследованных органах и тканях белых крыс. При скармливании сорбента ХЖ-90 наблюдается снижение в 1,7 и 3,5 раза накопления свинца и кадмия и в 1,6-10 раз накопления радионуклидов в органах и тканях крыс. Комплексное применение сорбента ХЖ-90 и препаратов Гамавит и Гала-вет приводит к уменьшению в 2,2-4,3 раза и в 2,4-4,4 раза соответственно накопления свинца и кадмия в органах и тканях экспериментальных животных.

Таким образом, применение препаратов Гамавит и Гала-вет в терапевтических дозах оказывает не только стимулирующее действие на обменные процессы и иммунокомпетентные процессы организма, но и в определенной степени способствует снижению накопления в органах и тканях экотоксикантов при совместном применении с сорбентами, в частности, ХЖ-90

Научно-производственные исследования по изучению биологического действия препаратов Гамавит и Гала-вет на организм молодняка крупного рогатого скота при поступлении тяжелых металлов (свинец, кадмий) с кормом

Научно-производственный опыт проводился на молочно-товарной ферме ООО «Желудево» Шиловского района Рязанской области в период с 02 июня по 23 июля 2008 г. Для проведения опыта было взято 24 теленка черно-пестрой породы в возрасте 3-3,5 месяцев, разделенных на 4 группы по 6 животных. Длительность эксперимента составляла 45 суток.

Животные опытных групп получали корма основного рациона, с добавлением в комбикорм нитрата кадмия и нитрата сшшца в количестве 0,5 и 5,0 мг/кг корма соответственно. Взятые дозы кадмия и свинца являются максимально допустимыми согласно Ветеринарным правилам (проект ВетПиН 13-5-01 от 01.01.2004 г.).

Результаты опыта показали, что поступление в организм телят с рационом свинца и кадмия приводит через 45 суток кормления к снижению количества общего белка на 5,4%, альбуминов - на 7,14%, глобулинов - на 14,3%, а также достоверное (Р < 0,05) снижение таких показателей уровня естественной резистентности, как фагоцитарная активность лейкоцитов и бактерицидная активность сыворотки крови (на 5,4 и 7,2% соответственно).

Применение препаратов Гамавит и Гала-вет приводило к нормализации обменных процессов и повышению среднесуточных привесов, восстановлению до уровня физиологической нормы биохимических показателей сыворотки крови и уровня естественной резистентности организма телят.

ВЫВОДЫ

1. Впервые изучено сочстшшое действие токсичных элементов из группы тяжелых металлов (свинец и кадмий), наиболее распространенных в зонах с высокой техногенной нагрузкой, и радионуклидов различной тропности при их длительном поступлении с кормом в организм экспериментальных животных.

2. Сочетанное поступление в организм белых крыс с кормом тяжелых металлов и радионуклидов в течение 45 суток в дозах 50 и 5,0 мг/кг корма и 1500-5000 Бк/кг корма соответственно вызывает потенцирование токсического эффекта, которое характеризуется более выраженными изменениями гематологических и биохимических показателей крови, чем при раздельном воздействии токсикантов и сопровождается снижением количества эритроцитов на 15,2%, гемоглобина - на 16,2%, лейкоцитов - на

48,9%, общего белка - на 7,8%, гамма-глобулинов — на 33,8%, повышением активности ферментов щелочной фосфатазы в 3,0 и алашшаминотрансфсразы в 4,2 раза.

3. При сочетаниом поступлении в организм животных с кормом тяжелые металлы и радионуклиды оказывают угнетающее действие на уровень естественной резистентности, клеточный и гуморальный иммунитет, что характеризуется, по сравнению с контролем, снижением фагоцитарной активности нейтрофилов на 35,2%, бактерицидной активности сыворотки крови на 31,0%, концентрации иммунных белков на 26,76% и количества Т- и В-лимфоцитов в 1,8 и 2,4 раза соответственно.

4. Максимальные количества свинца и кадмия, как при раздельном, так и при сочетанном поступлении в организм с радионуклидами, кумулируются в почках и костной ткани. При раздельном поступлении тяжелых металлов и радионуклидов более 90% радиостронция накапливается в костной ткани. Радиоцезий кумулируется в исследованных органах и тканях более равномерно.

5. Парентеральное введение экспериментальным животным препаратов Гамавит и Гала-вет в терапевтических дозах на фоне сочетанного воздействия тяжелых металлов и радионуклидов оказывает стимулирующее действие на иммунокомпетентные системы организма, что приводит к восстановлению до уровня физиологической нормы основных клинико-гематологических, биохимических и иммунологических показателей организма животных.

6. Комплексное применение препаратов Гамавит и Гала-вет и сорбента ХЖ-90 обеспечивает снижение накопления в органах и тканях экспериментальных животных свинца в 2,2-4,3 раза, кадмия - в 2,4-4,4 раза, радионуклидов цезия - в 6-9 раз, стронция - в 3-10 раз при одновременном восстановлении основных физиологических показателей организма.

7. В опытах на молодняке крупного рогатого скота установлено, что сочетанное поступление с кормом в течение 45 суток свинца и кадмия в

предельно допустимых концентрациях (5,0 и 0,5 мг/кг корма) вызывает снижение уровня естественной резистентности организма. Применение препаратов Гамавит и Гала-вет в терапевтических дозах оказывает стимулирующее действие на обменные процессы и иммунокомпетентные системы, что приводит к восстановлению до уровня физиологической нормы основных клинико-гематологических, биохимических и иммунологических показателей организма животных.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

На основании результатов выполненных исследований для проведения лечебно-профилактических мероприятий в районах техногенных загрязнений различными экотоксикантами (радионуклидами, тяжелыми металлами) с целью коррекции токсического иммунодефицита необходимо применять биологически активные вещества, в частности, препараты Гамавит и Гала-вет. Указанные препараты могут быть использованы при разработке сорбционно-детоксикационных технологий с применением различных сорбентов для решения проблемы получения экологически безопасной продукции на техногенно загрязненных территориях.

Материалы диссертационной работы будут использованы при разработке «Рекомендаций по применению сорбентов и биологически активных веществ для снижения суммарного поступления радионуклидов и тяжелых металлов в продукцию животноводства в зонах повышенного экологического риска».

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Рубченкоп П.Н. Изучение в эксперименте на животных совместного биологического действия кадмия и радионуклидов шСз и 908г /П.Н. Рубчепков, Г.А. Жоров, В.Н. Обрывин// Материалы первого съезда ветеринарных фармакологов России. 21-23 июня 2007 г. - Воронеж. - С. 525 - 528.

2. Обрывин В.Н. Влияние препаратов Гамавит и Гала-вет на токсический иммунодефицит у белых крыс./В.Н. Обрывин, Г.А. Жоров, П.Н. Рубченков // Ветеринарная патология. - 2008. - № 3 (26). -С. 119-125.

3. Обрывин В.Н. Изучение влияния сочетанного поступления с кормом радионуклидов и тяжёлых металлов на организм белых крыс./ В.Н. Обрывин //Труды ВНИИВСГЭ. М - 2008. Т. 119. - С. 90-95

ВНИИВСГЭ, 2009 г.,123022, г. Москва, Звенигородское шоссе, д.5 Заказ

Тираж 80 экз.

Интенсивное развитие промышленности и многочисленные экологические катастрофы создают условия загрязнения объектов окружающей среды опасными для здоровья людей и животных экотоксикантами (Н.Е. Горковен-ко, 2005; В.А. Желтов, 2005; Р.Г. Ильязов, 2005). В настоящее время во внешней среде зарегистрировано более 4 миллионов токсичных веществ и ежегодно их количество возрастает примерно на б тысяч (К. Пальцев, 1999).

Наиболее опасными среди экотоксикантов антропогенного происхождения считаются тяжелые металлы: кадмий, свинец, ртуть и др., а также радиоактивные изотопы цезия и стронция (Н.В. Баженов, Л.Ф. Булдаков, 1990). При этом в настоящее время актуальными и наименее изученными являются вопросы сочетанного действия различных экотоксикантов на организм млекопитающих. Данные таких исследований необходимы для прогнозирования ранних и отдаленных последствий одновременного воздействия на организм животных радионуклидов и тяжелых металлов, которые в отдельных регионах реально загрязняют окружающую среду (А.И. Сироткин, Р.Г. Ильязов, 2000).

В РФ подтверждением этого является Уральский экономический регион, коюрый на протяжении последних лет занимает лидирующее положение по количеству выбросов в атмосферу вредных веществ, а также районы, подвергшиеся радиоактивному загрязнению после аварии па Чернобыльской атомной электростанции (И.М. Донник и др., 2002; Р.Г. Ильязов, 2005).

Хроническое воздействие техногенных факторов может приводить к метаболической переориентации организма и клинически выраженным изменениям обмена веществ. Комплексные исследования по радиационному и экологическому мониторингу кормов для сельскохозяйственных животных в зонах антропогенного загрязнения (территории Чернобыльского радиоактивного следа, Челябинской и Свердловской областей и др.) показали, что систематическое воздействие токсикантов вызывает патологические изменения в 5 органах и тканях, приводит к нарушению обменных процессов и показателей иммунологического статуса организма животных (B.C. Калистратова, 1983; А.Д. Белов и др., 1997; A.M. Смирнов, М.А. Симецкий, 1999; В.А. Бакунин и др., 2002; P.P. Хайбуллин, 2003; Р.Г. Ильязов, 2005; М.Я. Тремасов, Л.М. Сургучева, 2005; П.Н. Рубченков и др., 2006).

На фоне потребления экологически неблагополучных кормов при одновременной несбалансированности рационов по содержанию макро- и микроэлементов и других необходимых веществ у животных все чаще наблюдаются явления иммунной недостаточности (иммуиодефицитов), так как иммунная система является наиболее чувствительной к воздействию экогокси-кантов химической и радиационной природы (Е.Н. Кириллова и др., 1981; А.Ю. Кассич и др., 1990; B.C. Смирнов и др., 1990; З.Д. Савцова и др., 1991).

Нарушения функций иммунной системы проявляются в снижении показателей клеточного и гуморального иммунитета и изменении физиологического статуса организма (J. Vos, 1980; P. Tachon et al., 1985; Т.В. Виноградова и др., 1986; В.Л. Шведов и др., 1987; И.М. Донник, 2001; А.Б. Касохов, 1999; А.В. Иванов и др., 2004; В.А. Апалькин и др., 2005; О.М. Метелинец, 2005).

Пониженный иммунный статус животных оказывает отрицательное влияние на рост и сохранность поголовья, продуктивность и качество получаемой продукции и, следовательно, на здоровье населения и рентабельность сельскохозяйственного производства (К. Vremon et al., 1985; М. Дмитриев и др., 1989; Г.А. Таланов и др., 1994; Б.В. Уша и др., 1995; В.Н. Майстренко и др., 1996; А.И. Сироткин и др., 2000; Г.Н. Вяйзен, 2000; К.Х. Папуниди и др., 2000; И.М. Донник, 2001; Ю.П. Фомичев и др. 2004; А.Н. Панин и др., 2005; К.Х. Папуниди и др., 2005; М.Я. Тремасов, Л.М. Сургучова, 2005; Б.В. Уша, Т.Г. Андрианова, 2005).

Таким образом, проблема получения продуктов животноводства, отвечающих нормативным требованиям, в регионах с высокой экологической нагрузкой остается полностью не решенной. Как показывает практика, для успешного осуществления в таких зонах лечебно-профилактических мероприя6 тий необходимо активное изыскание и внедрение эффективных препаратов, обладающих сорбционной активностью к различным классам экотоксикан-тов, таким как радионуклиды и тяжелые металлы (Л.Ы. Гамко и др., 1997; Е.А. Маяков и др., 1998; P.M. Алексахип, 2003; В.А. Бударков и др., 2003; Ю.П. Фомичев и др., 2004; Ю.П. Фомичев, 2004).

С точки зрения поддержания нормального физиологического состояния здоровья животных и получения высокой продуктивности в экологически неблагоприятных регионах наряду с сорбентами широкое применение получают биологически активные вещества (БАВ), такие как ферменты, витамины, минеральные вещества, препараты на основе нуклеиновых кисло г и других составляющих. Их влияние на организм затрагивает регуляторные системы, за счет чего активизируются иммунитет, факторы иеспецифической резистентности, адаптивность организма и интенсивность обменных процессов (Н.Ф. Сидоров, 1993; В.Т. Самохип, 2000).

Иммунотропные препараты (иммуномодуляторы) — средства неспецифического лекарственного воздействия на иммунную систему организма, отдельные звенья иммунного ответа, механизмы и реакции. Кроме БАВ, имму-номодулирующим эффектом обладают различные факторы физической, химической и биологической природы (лучевая энергия, химические соединения, белковые вещества, вирусы). Конечным результатом их воздействия являются иммуносгимуляция, иммуносупрессия или иммунокоррекция (Г.Ф. Кабиров, Р.Х. Юсупов, 2002).

Анализ фундаментальных и прикладных исследований последних лет в области ведения животноводства в регионах с высокой экологической нагрузкой показал, что в современных условиях в системе ветеринарного обеспечения защиты здоровья требуется соблюдение нового принципа - эколого-адаптивного, основанного на комплексном использовании веществ, обладающих сорбционными свойствами, адаптогенов и других лечебных и профилактических препаратов (И.М. Ковалев и др., 1986; F. Blecha, 1988; А.Ю. Кассич и др., 1990).

Все вышеизложенное свидетельствует о необходимости разработки современных и эффективных методов и средств для проведения лечебно-профилактических мероприятий, направленных на снижение неблагоприятного воздействия экотоксикантов на организм животных путем комплексного применения иммуномодулятов и сорбентов.

Цель исследований

Целью работы явилось изучение действия биологически активных пре-параюв Гамавиг и Гала-вег на организм животных при поступлении с кормом различных экотоксикантов (тяжелые металлы и радионуклиды).

Задачи исследований

1. Изучить влияние раздельного и сочетаииого действия тяжелых металлов (свинец и кадмий) и радионуклидов (цезий-137 и стронций-90) на общее состояние организма, биохимические и гематологические показатели белых крыс.

2. Изучить влияние раздельного и сочетанного действия тяжелых металлов и радионуклидов на некоторые показатели иммунной системы белых крыс.

3. Изучить влияние биологически активных веществ Гамавит и Гала-вет на некоторые показатели иммунной системы при сочетапном поступлении экотоксикантов в организм животных с кормом.

4. .Изучить возможность снижения накопления тяжелых металлов и радионуклидов в организме животных и коррекции иммунного статуса путем применения сорбента ХЖ-90 и препаратов Гамавит и Гала-вет.

Научная новизна

Впервые проведено комплексное исследование влияния хронического сочетанного воздействия различных групп экотоксикантов (тяжелые металлы, радионуклиды) на клинико-гематологические, биохимические и иммунологические показатели организма животных. Установлено что длительное поступление экотоксикантов в организм животных приводит к развитию токсического иммунодефицита. При этом отмечено, что при раздельном посту8 плении исследуемых экотоксикантов в организм животных тяжелые металлы (свинец, кадмий) проявляют более выраженное токсическое действие в изменении гематологических и биохимических показателей, а также в отношении показателей клеточного и гуморального иммунитета.

Выявлен принцип потенцирования в проявлении негативного действия тяжелых металлов на организм животных при сочетапном поступлении с радионуклидами и установлены некоторые отличительные закономерности накопления тяжелых металлов и радионуклидов в органах и тканях животных при их раздельном и сочетапном поступлении с кормом.

В лабораторных и производственных условиях показана возможность применения препаратов Гамавит и Гала-вет для коррекции токсического иммунодефицита при комбинированном воздействии тяжелых металлов и радионуклидов, а так же совместного применения этих препаратов с сорбентом ХЖ-90 для снижения накопления экотоксикантов в организме животных.

Получено положительное решение на выдачу патента на изобретение «Кормовая добавка для животных» по заявке № 2008124673/13(029885). Соавторы: В.И. Игнаткип, Л.Л. Захарова, ГЛ. Жоров, П.Н. Рубченков.

Практическая значимость На основании результатов выполненных исследований для проведения лечебно-профилактических мероприятий в районах техногенных загрязнений различными экотоксикантами (тяжелые металлы, радионуклиды) с целью коррекции токсического иммунодефицита необходимо применять биологически активные вещества, в частности, препараты Гамавит и Гала-вет. Указанные препараты могут быть использованы при разработке сорбциоино-детоксикационных технологий с применением различных сорбентов для решения проблемы получения экологически безопасной продукции на техно-генно загрязненных территориях-.

Положительный эффект по коррекции токсического иммунодефицита достигнут в результате применения препаратов Гамавит и Гала-вет в одном животноводческом хозяйстве Рязанской области, где в рационе для молодня9 ка крупного рогатого скота содержание свинца и кадмия достигало максимально допустимого уровня.

Материалы диссертационной работы будут использованы при разработке «Рекомендаций по применению сорбентов и биологически активных веществ для снижения суммарного поступления радионуклидов и тяжелых металлов в продукцию животноводства в зонах повышенного экологического риска».

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1. Влияние раздельного и сочетанного воздействия различных экотоксикантов (тяжелые металлы, радионуклиды) на клинико-гематологические, биохимические и иммунологические показатели организма белых крыс.

2. Данные о накоплении в организме животных тяжелых металлов (свинец, кадмий) и радионуклидов (цезий-137, стропций-90) при их сочетан-ном поступлении с кормом в организм животных.

3. Эффективность применения препаратов 1 амавит и Гала-jBeT с целью коррекции токсического иммунодефицита при сочетанном поступлении тяжелых металлов и радионуклидов с кормом в организм животных.

4. Результаты применения препаратов Гамавит и Гала-вет и сорбента ХЖ-90 для снижения негативного действия экотоксикантов на организм животных.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на заседаниях Ученого совета ГНУ ВНИИВСГЭ (Москва, 20072008 гг.), Первом съезде ветеринарных фармакологов России (Воронеж, 2123 июня 2007 г.).

Публикация результатов исследований

По материалам диссертации опубликованы три научные работы, в том числе одна статья в рекомендованном ВАК РФ журнале «Ветеринарная патология».

Структура диссертации

Диссертация изложена на 114 страницах компьютерного текста, содер

10 жит 23 таблицы, и включает общую характеристику работы, обзор литературы, материалы и методы исследований, результаты собственных исследований, обсуждение результатов, выводы, практические предложения. Список литературы включает 155 библиографических источников, в том числе 25 иностранных авторов.

6. выводы

1. Впервые изучено сочетанное действие токсичных элементов из группы тяжелых металлов (свинец и кадмий), наиболее распространенных в зонах с высокой техногенной нагрузкой, и радионуклидов различной тропно-сти при их длительном поступлении с кормом в организм экспериментальных животных.

2. Сочетанное поступление в организм белых крыс с кормом тяжелых металлов и радионуклидов в течение 45 суток в дозах 50 и 5,0 мг/кг корма и 1500-5000 Б к/кг корма соответственно вызывает потенцирование токсического эффекта, которое характеризуется более выраженными изменениями гематологических и биохимических показателей крови, чем при раздельном воздействии токсикантов и сопровождается снижением количества эритроцитов на 15,2%, гемоглобина - на 16,2%, лейкоцитов - на 48,9%, общего белка - на 7,8%, гамма-глобулинов — на 33,8%, повышением активности ферментов щелочной фосфатазы в 3,0 и алапинамииотраисферазы в 4,2 раза.

3. При сочетанном поступлении в организм животных с кормом тяжелые металлы и радионуклиды оказывают угнетающее действие на уровень естественной резистентности, клеточный и гуморальный иммунитет, что характеризуется, по сравнению с контролем, снижением фагоцитарной активности нейтрофилов на 35,2%, бактерицидной активности сыворотки крови на 31,0%, концентрации иммунных белков на 26,76%) и количества Т- и В-лимфоцитов в 1,8 и 2,4 раза соответственно.

4. Максимальные количества свинца и кадмия, как при раздельном, так и при сочетанном поступлении в организм с радионуклидами, кумулируются в почках и костной ткани. При раздельном поступлении тяжелых металлов и радионуклидов более 90% радиостронция накапливается в костной ткани. Радиоцезий кумулируется в исследованных органах и тканях более равномерно.

5. Парентеральное введение экспериментальным животным препаратов Гамавит и Гала-вет в терапевтических дозах па фойе сочетаипого воздействия тяжелых металлов и радионуклидов оказывает стимулирующее действие па иммунокомпетентные системы организма, что приводит к восстановлению до уровня физиологической нормы основных клинико-гематологических, биохимических и иммунологических показателей организма животных.

6. Комплексное применение препаратов Гамавит и Гала-вет и сорбента ХЖ-90 обеспечивает снижение накопления в органах и тканях экспериментальных животных свинца в 2,2-4,3 раза, кадмия - в 2,4-4,4 раза, радионуклидов цезия - в 6-9 раз, стронция - в 3-10 раз при одновременном восстановлении основных физиологических показателей организма.

7. В опытах на молодняке крупного рогатого скота установлено, что сочетанное поступление с кормом в течение 45 су ток свинца и кадмия в предельно допустимых концентрациях (5,0 и 0,5 мг/кг корма) вызывает снижение уровня естественной резистентности организма. Применение препаратов Гамавит и Гала-вет в терапевтических дозах оказывает стимулирующее действие па обменные процессы и иммунокомпетентные системы, что приводит к восстановлению до уровня физиологической нормы основных клинико-гематологических, биохимических и иммунологических показателей организма животных.

7. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

На основании результатов выполненных исследований для проведения лечебно-профилактических мероприятий в районах техногенных загрязнений различными экотоксикантами (радионуклидами, тяжелыми металлами) с целью коррекции токсического иммунодефицита необходимо применять биологически активные вещества, в частности, препараты Гамавит и Гала-вет. Указанные препараты могут быть использованы при разработке сорбционно-детоксикационных технологий с применением различных сорбентов для решения проблемы получения экологически безопасной продукции на техно-генно загрязненных территориях.

Положительный эффект по коррекции токсического иммунодефицита достигнут в результате применения препаратов Гамавит и Гала-вет в условиях одного из животноводческих хозяйств Рязанской области, где в рационе для молодняка крупного рогатого скота содержание свинца и кадмия достигало максимально допустимого уровня.

Материалы диссертационной работы будут использованы при разработке «Рекомендаций по применению сорбентов и биологически активных веществ для снижения суммарного поступления радионуклидов и тяжелых металлов в продукцию животноводства в зонах повышенного экологического риска».

Заключение

Результаты научно-производственного опыта, проведенного на телятах черно-пестрой породы, показали, что сочеганное поступление с кормом в течение 45 суток тяжелых металлов (свинец, кадмий) в максимально допустимых количествах вызывает снижение уровня естественной резистентности организма.

Применение препаратов Гамавит и Гала-вет в терапевтических дозах оказывает стимулирующее действие на обменные процессы и иммунокомпе-тентные системы, что приводит к восстановлению до уровня физиологической нормы основных клинико-гематологических, биохимических и иммунологических показателей организма животных.

5. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для экологической ситуации ряда индустриальных регионов России с развитой металлургической промышленностью и высокой транспортной нагрузкой обычным является сочетаниое воздействие на организм человека и животных многокомпонентных комбинаций -токсических металлов, таких как свинец, кадмий, хром и другие (Т.Ф. Дегтярева и др., 2007).

В ходе проведенных в 50-70-е годы XX столетия экспериментальных ядерных взрывов произошло глобальное загрязнение внешней среды продуктами деления радиоактивных веществ. В результате глобальных выпадений радиоактивных веществ в конце 60-х годов в почвенном покрове России накопилось в среднем 50-60 мКи/км2 90Sr и 80-100 мКи/км2 137Cs (А.Н. Марей и др., 1980).

Другая чрезвычайная ситуация возникла в результате радиационных аварий на производственном объединении «Маяк» (1957 г.) и Чернобыльской АЭС (1986 г.), в результате которых радиоактивному загрязнению подверглись значительные площади пахотных земель, пастбищ и других сельскохозяйственных угодий (М.В. Калмыков, Ю.Я. Михайлов, 2002).

В этой связи в ряде областей России техногенная нагрузка токсичными металлами возросла в результате загрязнения почвы, воды и растительного

1"47 покрова опасными в биологическом отношении радионуклидами Cs и Sr.

Учитывая актуальность научных исследований в данной области, мы поставили перед собой цель изучить влияние сочетанного действия тяжелых металлов (свинец, кадмий) и радионуклидов (1J7Cs, 90Sr) на организм животных при их поступления с кормом и дать оценку эффективности применения биологически активных препаратов Гамавит и Гала-вет.

В результате выполненных исследований нами впервые было изучено сочетанное действие двух токсичных элеменюв из группы тяжелых металлов, наиболее распространенных в зонах с высокой техногенной нагрузкой

137 свинец и кадмий), и двух радионуклидов различной органотропности ( Cs и

QA

Sr) при их длительном поступлении с кормом в организм экспериментальпых животных. В количественном отношении доля каждого экотоксиканта при затравке экспериментальных животных составила 10 МДУ их содержания в корма.

Проведенные нами исследования по' изучению клинико-гематологических, биохимических и иммунологических показателей организма экспериментальных животных при длительном сочетанном поступле

11*7 иии с кормом тяжелых металлов (свинец, кадмий) и радионуклидов ( Cs и 90с \

Sr) показали, что под воздействием указанных экотоксикантов происходит нарастание вторичного иммунодефицита, который характеризуется снижением показателей уровня естественной резистентности, а также клеточного и гуморального 'иммунитета. При этом вместе с изменениями в системе кроветворения (уменьшение количества эритроцитов и особенно лейкоцитов) происходит нарушение обменных процессов, в частности белкового обмена и активности ферментов ЩФ и AJIT.

Исследованиям иммунотоксического влияния химических факторов окружающей и-производственной среды уделяется пристальное внимание во всем мире. Доказательством важности данной проблемы является ее обсуждение в рамках международной Программы химической безопасности (IPCS), Комиссии Европейского Сообщества, UNEP и ВОЗ. В пр01рамме глобального мониторинга UNEP и номенклатуре ВОЗ тяжелые металлы отнесены к одним из наиболее опасных загрязнителей окружающей среды (Intern, prog, on chem. safety (UNEP-ILO-WHO), 1989; Princ. and mcth. for asses, dir. immunotox., 1996).

Воздействие на человека соединений тяжелых металлов приводит к нарушению приспособительных реакций организма в целом, что проявляется снижением общебиологической его резистентности (И.М. Трахтенберг и др., 1994). При этом происходит формирование иммунопатологического процесса. Однако четкие системные критерии, которые характеризовали бы наличие иммунотоксического действия тяжелых металлов на организм, до настоящего времени пе разработаны.

Полученные нами результаты клинико-гематологических исследований показали, что при поступлении в организм с кормом только тяжелых металлов наблюдается по сравнению с контролем снижение количества эритроцитов на 10,8%, лейкоцитов - на 16,2%, гемоглобина — па 8,7%. При поступлении с кормом только радионуклидов количество эритроцитов снизилось на 4,2%, а количество лейкоцитов — на 31,7%. Таким образом, тяжелые металлы в большей степени оказывают негативное воздействие на эритропоэз, а радионуклиды — на лейкопоэз.

Более существенные изменения обнаружены в системе белой крови. Снижение количества лейкоцитов зависело от вида воздействия. Так, при поступлении с кормом только тяжелых металлов, количество лейкоцитов снизилось через 45 суток эксперимента па 16,2 %, только радионуклидов^ на 31,7%, а при совместном поступлении экотоксикантов на 48,9%.

Об изменениях гематологических показателей у крыс при хроническом воздействии свинца сообщается в работах A. Bruin (1971), Н.А. Майбороды (1972), JI.B. Баркова и др. (1982), А.И. Судаковой и др. (1983). По данным О.Б. Сеина с соавт. (2005), поступление в организм морских свинок свинца в дозе 5,0 мг/кг корма в течение 60 суток сопровождается снижением содержания гемоглобина и количества эритроцитов.

Кадмий оказывает схожее биологическое действие па морфологическую картину крови. В работах Э.Г. Мирзоева с соавт. (2004), Ding Lei etal. (2004) отмечено, что при поступлении нитрата кадмия с питьевой водой в концентрации 0,05 и 0,1 мг/л в течение 90 суток наблюдается снижение количества эритроцитов и небольшое повышение числа лейкоцитов.

В наших исследованиях, при сочетанном поступлении взятых в опыт экотоксикантов отмечено снижение в крови количества, как эритроцитов, так и лимфоцитов, и оно было более существенным по сравнению с данными, полученными при их раздельном поступлении. Так, количество эритроцитов снизилось на 15,2%, а лейкоцитов - на 48,9%. Полученные данные могут свидетельствовать о потенцировании негативного воздействия тяжелых металлов и радионуклидов при их сочетанном поступлении с кормом в организм животных. Следует отметить, что в работах Е.В. Мушиной (1989), А.Н. Осипова с соавт. (2001) и других исследователей также показано усиление совместного биологического действия свинца и кадмия на структурно-функциональные показатели клеток системы крови.

Результаты исследований по изучению хронического воздействия техногенных факторов на биологические объекты (И.М. Донник, P.P. Хайбул-лин, 2002; Т.Г. Андрианова, 2003; М.Г. Алигаджиев, 2004) показали, что систематическое воздействие токсикантов вызывает патологические изменения в органах и тканях, приводит к нарушению обменных процессов.

Данные наших экспериментов свидетельствуют, что при сочетанном поступлении в организм животных с кормом тяжелых металлов и радионуклидов наблюдаются изменения биохимических показателей сыворотки крови. В частности, через 45 суток эксперимента отмечено по сравнению с контролем снижение содержания гамма-глобулинов па 33,8% при относительном повышении содержания альбуминов на 27,9%. Также установлено повышение активности ферментов ЩФ и АЛТ в 3,0 и 4,2 раза соответственно.

Полученные нами результаты согласуются с данными Т.Г. Андриановой (2006), которая отмечает, что свинец при поступлении в организм в первую очередь взаимодействует с сульфгидрильными группами белков, в частности ферментов, образуя устойчивые соединения - меркаптиды и блокируют, таким образом, различные ферментные системы. Кадмий же взаимодействует с аминными и карбоксильными группами ферментов в результате чего нарушаются белковый, углеводный и жировой обмены веществ.

В работах Н.Я Богомолова и П.А Волковой (1984), Е. Casalino et all., (2002) о тмечается, что кадмий является эффективным ингибитором фосфатаз и ферментов, содержащих SH-группы, а свинец при поступлении в организм в первую очередь взаимодействует с сульфгидрильными группами белков.

Литературные данные по комбинированному действию тяжелых металлов и ионизирующей радиации противоречивы. С одной стороны, показано кроссадаптация к ионизирующему излучению после предварительного острого введения кадмия мышам (В.А. Стежка с соавт., 2001), а с другой стороны показано, что хроническое введение свинца в течении 50 дней не инициирует цитогенетический радиационный адаптивный ответ (D. Lawrence, 1981). Такое противоречие может быть связано с длительностью обработки тяжелыми металлами, тем более что существуют данные о корреляции между временем хронической экспозиции тяжелых металлов и уровнем цитогенети-ческих эффектов.

Что касается механизма действия кадмия и свинца, то известно, что они приводят к индукции активных кислородных метаболитов, вследствие чего увеличивается перекисное окисление липидов, повреждение ДНК и к нарушению кальциевого и сульфгидрильиого гомеостаза (Е. Casalino et all., 2002).

В результате исследований неспецифической резистентности экспериментальных животных были получены данные об активности нейтрофилов периферической крови (процент фагоцитоза) и бактерицидной активности сыворотки крови. Анализ полученных данных показал, что наиболее сильное подавление изученных показателей уровня естественной резистентности белых крыс установлено при сочетанном воздействии экотоксикантов. При раздельном поступлении экотоксикантов достоверное снижение показателей фагоцитарной активности и бактерицидной активности сыворотки крови установлено только при поступлении тяжелых металлов. Полученные нами данные согласуются с результатами исследований Л.Б. Косохова (1999) и В.И. Иванова с соавт. (2004). При изучении иммунной системы у коров при дефиците в почве и кормах микроэлементов и избытке тяжелых металлов установлено подавление активности фагоцитарной системы, при этом фагоцитарный показатель снижался на 18,75%, фагоцитарный индекс на 25,0%, фагоцитарное число на 24,36%. По данным Э.К. Папуниди (2008), фагоцитарная активность нейтрофилов у кроликов при сочетанном воздействии свинца и кадмия снижалось на 30 сутки затравки на 19,5%, активность лизоцима на 13,7%.

По одной из гипотез (Ф.Г. Хейхоу, Д. Квачлино, 1983) причиной слабой фагоцитарной активности нейтрофилов периферической крови может быть дисбаланс между ядерным и цитоплазматическом созревании нейтрофилов при неблагоприятных воздействиях на организм различных негативных факторов.

При изучении специфических факторов защиты организма экспериментальных животных оказалось, что при раздельном поступлении экотоксикан-тов тяжелые металлы по сравнению с радионуклидами оказывают более негативное воздействие на показатели клеточного иммунитета. При этом снижение абсолютного количества Т- и В- лимфоцитов через 45 суток эксперимента составило 34,0 и 46,7% соответственно. В то же время снижение концентрации иммунных белков на 26,7% установлено только при сочетанном поступлении с кормом тяжелых металлов и радионуклидов. При раздельном поступлении с кормом только радионуклидов концентрация иммунных белков в сыворотки крови белых крыс на протяжении всего эксперимента практически не отличалась от показателей контрольных животных.

Таким образом на фоне общего снижения количества лейкоцитов в крови и абсолютного содержания Т- и В- лимфоцитов в крови происходит нарушение их процентного соотношения. Можно предполагать, что сочетан-иое воздействие тяжелых металлов и радионуклидов вызывает нарушения кинетики развития лимфоидных клеток и угнетение лейкопоэза. Такая реакция биологических систем па воздействие химических и физических факторов подтверждается имеющимися литературными данными (В.Н. Шубик с соавт., 1978., С.С. Юров с соавт., 1990., В.а. Бударков с соавт., 2005).

Одной из задач проведенных исследований было определение накопления и распределения в органах и тканях экспериментальных животных эко-токсикантов при их раздельном и совместном поступлении с кормом. Полученные результаты свидетельствуют, что в обоих вариантах максимальное количество свинца кумулируется в почках и костной ткани. При этом свинец распределяется в следующей последовательности: костная ткань> почки> печень> мышцы. Закономерность распределения и накопления кадмия иная. Так, максимальное количество кадмия накапливается в почках и уменьшается в следующей последовательности: почки>печень>костная ткань>мышцы.

Накопление в органах и тканях радионуклидов при их раздельном и сочетанном поступлении с тяжелыми металлами отличалось. Так, при сочетанном поступлении с тяжелыми металлами содержание стронция-90 в костной ткани увеличивалось в 1,6 раза а концентрация радиоцезия была ниже в печени и почках и заметно увеличивалась в мышечной и костной тканях. Схожие результаты были получены JIJL Захаровой с соавт. (2006) при изучении сочетаипого действия кадмия и радионуклидов цезия-134 и стронция-90. По данным авторов, содержание цезия-134 в мышцах увеличивалось на 12-13%.

Для экологической ситуации ряда индустриальных регионов России с развитой черной металлургией и высокой автотранспортной нагрузкой обычным является сочетанное воздействие на организм многокомпонентных комбинаций токсичных металлов (свинец, кадмий, хром, мышьяк и др.) и ряда органических соединений (бензопирен, фенол, и др.). Кроме того не исключается возможность присутствия в этих зонах радиоизотопов цезия, стронция и др. Изыскание путей повышения резистентности организма к негативному воздействию экотоксикантов различной природы является насущной задачей медицинских и ветеринарных работников.

В последние годы значительно возрос интерес исследователей и практических специалистов к проблеме иммуномодуляции, что связано, прежде всего, с усилением экологического неблагополучия и возрастающей нагрузкой на организм животных неблагоприятных антропогенных факторов, существенным ростом иммунодифецитных состояний и пониманием того, что развитие большинства патологических процессов обусловлено нарушением функций иммунной системы (В.А. Апалькин с соавт., 2005., Н.В. Самбуров, 2006).

По мнению Ю.Н. Федорова (2005) главной мишенью применения им-муномодулирующих препаратов являются вторичные иммуподефициты различного гепеза. Их применение обосновано, если даже иммунодиагностиче-ские исследования не выявят отклонений в иммунном статусе, поскольку в основе любого хронического воздействия неблагоприятных факторов лежат изменения в функциональном состоянии иммунной системы. Основными клеточными мишенями для иммунокоррегирующих препаратов служат анти-ген-представляющие клетки (макрофаги, дендритные клетки), распознающие (Т- лимфоциты) и эффекторпые (нейтрофильпьте фагоциты, моноциты/макрофаги, естественные киллеры, цитоксические Т- лимфоциты).

Для решения поставленных нами задач, мы остановились на двух им-муномодуляторах различной природы: Гамавит - препарат природного происхождения, основными действующими веществами которого являются плацента денатурированная'эмульгированная и пуклеат натрия; Гала-вет относится к химически чистым, иммуномодуляторам, действующим веществом которого является 5-амино-2,3 дигидрофталазин-1,4 дион натрия. Гала-вет стимулирует функциональную активность нейтрофилов и индуцирует продукцию интерлейкина —2- подобного фактора (Ю.Н. Федоров, 2005). Анализ результатов'гематологических, биохимических и иммунологических исследований белых крыс, получавших с кормом одновременно тяжелые металлы,и радионуклиды показал, что применение препаратов Гамавит и Гала-вет в терапевтических дозах позволило в значительной мере скорриги-ровать активность иммунной системы и восстановить до уровня физиологической нормы основные клинические показатели организма экспериментальных животных. Однако в1 стимулирующем действии изученных препаратов имеются отличия. Так, Гамавит более активно влияет на белковый обмен и вызывает повышение содержания общего белка в сыворотке крови' до физиологической нормы через 15 суток после начала применения. При этом содержание альбуминов снижается'до уровня контрольных животных, а содержание гаммаглобулинов увеличивается. Применение препарата Гала-вет сопровождается более равномерным повышением содержания общего белка и белковых фракций, а также снижением активности ферментов ЩФ и АЛТ.

Применение препаратов Гамавит и Гала-вет приводило к увеличению. Абсолютного содержания Т- и В- лимфоцитов в крови. Это свидетельствует об активации процесса пролиферации и созревания лимфоидных клеток. При этом так же увеличивается и концентрация иммунных белков в сыворотке крови.

Установлено позитивное влияние препаратов Гамавит и Гала-вет на факторы неспецифической защиты организма. Возрастает фагоцитарная активность нейтрофилов и бактерицидная активность сыворотки крови экспериментальных животных. По-видимому, это можно объяснить тем, что указанные препараты проявляют не только иммуностимулирующее действие, но и обладают антиоксидантными свойствами, что проявляется в сохранении функций витаминов, ферментов и гормонов и тем самым предотвращается накопление в тканях токсичных продуктов перекисного окисления (Ю.Н. Федоров с соавт., 1982).

Результаты наших исследований препаратов Гамавит и Гала-вет согласуются с данными экспериментальных работ P.P. Хайбулина (2003), Т.Г. Андриановой (2003), Д.В. Кропачева (2004). По данным P.P. Хайбулина применение препаратов Экост и Глауконит молодняку крупного рогатого скота в сельскохозяйственных предприятиях зоны ВУРСа приводило к активизации фагоцитоза на 48,64% и повышению количества Т-лимфоцитов в 1,2 и 1,5 раза соответственно.

Таким образом, результаты наших исследований позволяют сделать вывод о том, что применение препаратов Гамавит и Гала-вет экспериментальным животным, получавшим с кормом одновременно тяжелые металлы и радионуклиды оказывает стимулирующее действие на фагоцитарную активность нейтрофилов и повышает бактерицидную активность сыворотки крови. Кроме того, они оказывают иммуностимулирующее действие на показатели клеточного и гуморального иммунитета, сниженные под воздействием сочетанного поступления экотоксикантов.

Для изучения возможности активизации и коррекции иммунной системы и снижения накопления экотоксикантов в организме животных, препараты Гамавит и Гала-вет были испытаны в сочетании с сорбентом ХЖ-90. Последний представляет собой смесь ферроционда калия и бентонитовой глины.

Результаты проведенных исследований показали что, сочетанное применение биологически активных препаратов Гамавит и Гала-вет с сорбентом ХЖ-90 обеспечивает иммуностимулирующий эффект в отношении показателей естественной резистентности организма и специфического иммунитета, а также снижение накопления в органах и тканях свинца и кадмия в 2,2 - 4,4 раза, цезия-137 в 9 раз и стронция-90 в 7 раз (мышечная ткань). Эти данные подтверждают необходимость комплексного применения биологически активных веществ и сорбентов для увеличения продуктивности животных и получения нормативно чистой продукции животноводства в зонах антропогенного загрязнения.