Автореферат и диссертация по ветеринарии (16.00.04) на тему:Токсикологическая оценка каратэ и динамика его остатков в объектах окружающей среды и организме животных

На правах рукописи

<"Г£ ОД

МЕТЕЛЕВА 2 3 Ш 2000

Марина Геннадьевна

ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАРАТЭ И ДИНАМИКА ЕГО ОСТАТКОВ В ОБЪЕКТАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ОРГАНИЗМЕ ЖИВОТНЫХ

16.00.04 - ветеринарная фармакология с токсикологией

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата ветеринарных наук

Троицк 2000

Работа выполнена в институте ветеринарной медицины Омского государственного аграрного университета

Научный руководитель: доктор ветеринарных наук,

профессор Л.К. Герунова

Официальные оппоненты: доктор ветеринарных наук,

профессор Г.П. Грибовский

кандидат ветеринарных наук, доцент А.М. Гертман

Ведущая организация: Уральская государственная

сельскохозяйственная академия

Защита диссертации состоится чууъ 2000 г.

в «^>7» часов на заседании диссертационного совета Д 120.96.01 при Уральской государственной академии ветеринарной медицины (457100, г. Троицк, Челябинская область, ул. Гагарина 13, тел. 2-53-84).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральской государственной академии ветеринарной медицины

Автореферат разослан «3 » 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат ветеринарных наук, доцент

^^^Т.В. Прокофьева

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. С развитием прогрессивных технологий в химической промышленности в арсенале производителей сельскохозяйственной продукции появились так называемые «пестициды третьего поколения». К таким наиболее популярным на сегодняшний день инсектицидам относятся синтетические пиретроиды (В.К. Каспаров, 1990). Однако тотальное применение пестицидов этой группы не снимает, а, наоборот, добавляет новые проблемы в охране окружающей среды (В.А. Захаренко, 1995; С.Д. Павлов и др., 1996). Синтетические пиретроиды - это инсектициды, к которым у вредителей сельскохозяйственных культур очень быстро развивается устойчивость. С одной стороны, это требует увеличения норм расхода инсектицидов и появления новых, более токсичных препаратов, с другой - возрастает опасность загрязнения сельскохозяйственной продукции и объектов окружающей среды.

Каратэ — это типичный представитель нового поколения пиретроидов, получивший распространение во многих странах мира. Он широко используется в России, в том числе в хозяйствах Омской области. Анализ данных литературы показал, что влияние каратэ на организм животных изучено недостаточно. Отсутствуют сведения о миграции остаточных количеств каратэ в объектах окружающей среды и токсикокинетике в организме животных. Полученные в ходе исследования результаты могут быть полезны для обоснования регламентов применения этого инсектицидного препарата.

Цель и задачи исследований. Целью настоящего исследования явилось определение клинико-токсикологических параметров нового инсекто-акарицида каратэ и установление его остатков в объектах окружающей среды и организме животных. Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи: установить параметры токсичности каратэ для кур; изучить клинические и патоморфологические изменения при отравлении; выявить характер морфологических и биохимических изменений в крови при острой и хронической интоксикации; определить динамику остаточных количеств каратэ в органах и тканях животных, накопление и сохранение в объектах окружающей среды, влияние на потомство; разработать методы лабораторной диагностики и лечения отравлений.

Научная новизна. Впервые определены параметры токсичности каратэ для цыплят породы белый леггорн. Установлены различия в видовой чувствительности крыс и цыплят при остром и хроническом отравлении. При изучении действия препарата на показатели неспецифической резистентности получены результаты, свидетельствующие об угнетении фагоцитарной активности, активности лизоцима, снижении способности Т-лимфоцитов к розеткообразованию. Изучены особенности накопления остаточных коли-

честв пестицида в органах и тканях животных и объектах окружающей среды. Установлено, что снижение концентрации остатков препарата каратэ в тканях происходит неравномерно и характеризуется как периодами резкого подъема, так и спада. Выделение препарата происходит на протяжении длительного периода времени, даже через 6 месяцев после отравления обнаружены его остатки в органах и тканях животных. Выделены пять метаболитов каратэ, образующихся в организме животных и объектах окружающей среды.

Установлено, что каратэ легко проникает через гематоэнцефалический барьер и плаценту. У потомства крыс, подвергнутых отравлению, нарушается пропорциональность роста, изменяется масса тела, наблюдаются отклонения в поведенческих реакциях, у крысят - самцов часто регистрируются случаи образования уретральных пробок.

Патологоанатомическая картина при остром отравлении не является характерной, при хроническом отравлении малыми дозами развиваются артриты и ожирение.

Экспериментально доказана терапевтическая эффективность натрия гидрокарбоната и никотинамида при отравлении каратэ.

Практическая ценность. Разработаны методические указания для ветеринарных специалистов «Диагностика, лечение и профилактика отравлений животных синтетическим пиретроидом каратэ», одобренные ученым советом института ветеринарной медицины Омского государственного аграрного университета и секцией животноводства научно-технического совета Главного управления сельского хозяйства и продовольствия Администрации Омской области (2000 г.).

Предложены и экспериментально обоснованы способы лечения и диагностики отравления каратэ:

- способ определения каратэ в биологическом материале с помощью тонкослойной хроматографии;

- способ инактивации инсекто-акарицида каратэ в организме животных раствором гидрокарбоната натрия (инф. листок №56-98, 1998);

- способ биотестирования воды на содержание пестицидов с помощью науплий рачка Artemia salina (инф. листок № 27-99, 1999);

- способ определения токсичности сыворотки крови животных при остром отравлении каратэ (инф. листок № 36-99, 1999);

- способ количественной оценки состояния здоровья животных по лейко-грамме (удостоверение на рационализаторское предложение № 357, 2000).

На защиту выносятся:

1. Параметры токсичности каратэ.

2. Клинические и патоморфологические изменения при отравлении.

3. Картина крови при острой и хронической интоксикации.

4. Динамика остатков каратэ в организме животных и объектах окружающей среды.

5. Влияние каратэ на жизнеспособность и развитие потомства.

6. Экспериментальные данные об эффективности фармакотерапии.

7. Разработанные методы диагностики отравления каратэ.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на научно-

практических конференциях Омского государственного аграрного университета в 1998 - 2000 годах, Международной научной конференции, посвященной 125-летию Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана (Казань, 1998), Международной выставке-ярмарке «Аг-ропродсельмаш - 98» (Омск, 1998), Всероссийской научно-практической конференции «Стратегические направления регионального развития Российской Федерации» (Омск, 1999).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в которых отражены основные результаты экспериментальных исследований.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 170 страницах компьютерного набора и включает следующие разделы: введение, обзор литературы, собственные исследования, обсуждение полученных результатов, заключение, выводы, практические рекомендации и приложение. Диссертация иллюстрирована 21 таблицей, 38 рисунками, в том числе 7 фотографиями. Список литературы включает 147 работ, в том числе 106 отечественных и 41 зарубежных авторов.

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Материалы и методы исследований

Тема диссертации является самостоятельным разделом государственной плановой научно-исследовательской работы за № 01.9.70003200. Основная часть экспериментальной работы выполнена в лаборатории кафедры фармакологии и токсикологии института ветеринарной медицины Омского государственного аграрного университета. Отдельные серии экспериментов проведены в Омской областной ветеринарной лаборатории и лаборатории кафедры прогрессивных технологий производства и переработки сельхозпродукции Института повышения квалификации и аграрного бизнеса Ом-ГАУ в период с 1997 по 2000 г.

В опытах использовали инсектицид каратэ (5%-ный эмульгирующий концентрат лямбда-цигалотрина) фирмы Ай-Си-Ай (Великобритания).

Исследования проведены на 140 лабораторных беспородных крысах, 75 цыплятах породы белый леггорн, науплиях жаброногих рачков Artemia salina

и дождевых червях сем. Lumbricidae. LD50 определяли методом наименьших квадратов (JI.K. Герунова, JI.3. Шрайбер, 1999). Гематологические показатели устанавливали общепринятыми методами, общий белок - с помощью рефрактометра «PJI-2», альбумины, альфа- , бета- , гамма-глобулины сыворотки крови - фотоэлектроколориметрическим методом по С.А. Карпюку (1962). Для оценки неспецифической резистентности проводили определение активности лизоцима сыворотки крови по В. Г. Дорофейчуку (1968); активности бета-лизина - по О.В. Бухарину (1977); фагоцитарной активности крови - по методу В.М. Бермана и Е.М. Славской (1953). Определение Т-лимфоцитов у цыплят проводили методом спонтанного розеткообразования E-РОК (Р.В. Петров и др., 1976). Определение иммунных комплексов в крови - по скорости оседания эритроцитов методом O.A. Адамова и С.Р. Уту (1992). Для характеристики общего статуса подопытных животных при отравлении субтоксическими дозами использовали количественные методы оценки состояния здоровья животных: определение энтропии лейкоцитарной формулы по методу С.Н. Борисова и др. (1989) и предложенный нами способ количественной оценки состояния здоровья животных по лейкограмме.

Изучение закономерности распределения, накопления и длительности выделения каратэ из организма животных, а также определение его остаточных количеств проводили с использованием модифицированного нами метода по определению каратэ в биологических объектах. Изучение токсичности сыворотки крови крыс осуществляли по предложенному нами способу определения токсичности сыворотки крови животных при отравлении каратэ с использованием сперматозоидов быка.

Биотестирование почвы и воды проводили по разработанному нами способу с использованием в качестве тест-объектов науплий жаброногого рачка Artemia salina. Изучение влияния пестицида на почвенных беспозвоночных проводили на дождевых червях сем. Lumbricidae. Действие препарата оценивали по изменению двигательной активности червей и их способности к регенерации (Н. Грин и др., 1990).

Влияние каратэ на потомство крыс оценивали по двигательной активности, наличию сосательного рефлекса, поведенческим реакциям, гематологическим показателям, пропорциональности роста и динамике массы тела.

Изучение патоморфологической картины у павших и вынужденно убитых в ходе опыта цыплят и крыс проводили с помощью доцента кафедры патологической анатомии института ветеринарной медицины В.И. Герунова. Гистологические препараты были изготовлены по общепринятым методикам.

Цифровой материал обработан с помощью методов вариационной статистики по Стьюденту.

2.2. Клиническая картина и патологоанатомические изменения при отравлении каратэ

Установлена ЬО50 эмульгирующего концентрата каратэ для цыплят породы белый леггорн 265 мг/кг. Клиническая картина острого отравления характеризуется следующими признаками: через несколько минут после введения препарата у цыплят проявляется резкое угнетение, развивается атаксия, затем возникают кратковременные судороги клонико-тонического характера, сменяющиеся угнетением. Гибель цыплят наступает через 12-24 часа. В первые сутки наблюдаются жидкие испражнения оранжевого цвета, специфического запаха.

У крыс в первые минуты после отравления наблюдается сильное возбуждение, через 5-10 минут оно сменяется резким угнетением, которое почти сразу переходит в повторное возбуждение, проявляющееся тоническими судорогами. Шерсть животных становится влажной, возможно непроизвольное мочеиспускание и резкое вздутие желудка. В течение следующих нескольких суток сильно выражено угнетение, полный отказ от корма и воды. Каловые массы жидкие, с характерным запахом.

При вскрытии животных, перенесших острую интоксикацию, обнаруживали белково-жировую дистрофию печени, в почках - зернистую дистрофию, в легких - околососудистый отек, гиперемию, в головном мозге - кровенаполнение сосудов и перицеллюлярный отек невронов. Селезенка, как правило, была увеличена в результате переполнения сосудов кровью. Клетки эпителия кишечника находились в состоянии слизистой дистрофии, отдельные участки слизистой оболочки имели ворсинки с отторгнутым эпителием.

Хроническая интоксикация у цыплят и крыс была вызвана дозами 0,2 мг/кг и 0,02 мг/кг.

У цыплят клиническая картина хронического отравления проявляется сильнее, чем у крыс. Цыплята, получавшие препарат в дозе 0,2 мг/кг, становились малоподвижными. Наблюдалось снижение аппетита, нарушение функции желудочно-кишечного тракта. При хроническом отравлении в дозе 0,02 мг/кг клинические признаки были менее выражены. У крыс при отравлении такими же дозами клинические признаки интоксикации отсутствовали.

Патоморфологическая картина хронического отравления не имеет в целом выраженных особенностей. Однако у крыс часто наблюдали значительное накопление жировой ткани, особенно околопочечного жира, и у отдельных животных - воспаление скакательных суставов.

2.3. Морфобиохимические показатели крови при отравлении каратэ

Картину крови при остром отравлении изучали на цыплятах. Результаты гематологических исследований свидетельствуют о том, что у цыплят через 3 часа после отравления наблюдается увеличение количества эритроцитов и уменьшение лейкоцитов и гемоглобина. Исследования крови цыплят, проведенные через 10 суток после острого отравления, показали, что количество эритроцитов, лейкоцитов и гемоглобина в опытных группах в этот период выше, чем в контроле.

Хроническая интоксикация крыс сопровождается уменьшением концентрации гемоглобина в крови, у цыплят доза 0,02 мг/кг вызывает снижение, а доза 0,2 мг/кг - повышение уровня гемоглобина. Постоянным признаком хронической интоксикации у цыплят является лейкоцитоз.

При исследовании лейкограммы установлено, что острая интоксикация в первые часы приводит к незначительной лейкопении и вызывает сдвиг нейтрофильного ядра влево, с течением времени происходит дальнейшее нарушение в соотношение нейтрофильных форм лейкоцитов.

При хронической интоксикации изменения в лейкограмме тесно связаны с дозой препарата. При отравлении в дозе 0,2 мг/кг как у крыс, так и у цыплят устанавливали сдвиг нейтрофильного ядра влево. При дозе 0,02 мг/кг все изменения в соотношении лейкоцитов происходили в пределах физиологической нормы.

Для диагностики отравлений субтоксическими дозами мы использовали количественные методы оценки состояния здоровья животных. Относительная энтропия лейкоцитарной формулы крови (ЭЛФК) крыс, подвергнутых хронической интоксикации в дозе 0,02 мг/кг, равнялась 57,4 ± 7,5%, в контроле - 44,5 ± 3,2%. ЭЛФК цыплят соответственно была равна 45,2 ± 2,5% и 39,7 ± 1,8%. Рост относительной ЭЛФК свидетельствует о неблагополучных перераспределениях между различными составляющими лейкограммы животных в условиях хронической интоксикации. Значения критерия оценки состояния здоровья животных по лейкограмме (р) в опытных группах позволили установить границу между показателями животных, находящихся в преднозологическом состоянии, и животных с явно выраженной патологией.

Острое отравление каратэ приводит к снижению общего белка в сыворотке крови, при этом нарушается соотношение белковых фракций. Через 3 часа после отравления происходит снижение содержания в сыворотке всех типов глобулинов и альбумина, через 10 суток уровень альбумина возрастает по сравнению с контролем на 7,4%, уровень глобулиновых фракций остается ниже, чем в контроле.

Хроническая затравка крыс дозой 0,2 мг/кг приводит к снижению об-

щего белка. Содержание белковых фракций при этом таково, что у затравленных крыс снижается содержание альбуминов и альфа-глобулинов, а бета-и гамма-глобулинов - возрастает. При затравке крыс в дозе 0,02 мг/кг концентрация общего белка возрастает, при этом снижается содержание альбуминов и альфа-глобулинов и значительно возрастает концентрация гамма- и бета-глобулинов.

Показатели неспецифической резистентности цыплят при остром отравлении каратэ представлены в таблице 1.

Таблица 1

Неспецифическая резистентность цыплят при остром отравлении каратэ в дозе 100 мг/кг (п=5)

Показатели Контроль Опыт

Фагоцитарная активность, %

М±ш 79,4 ± 0,9 69,2 ±4,1

Р <0,05

Фагоцитарный индекс

М±ш 3,06 ±0,1 2,4 ± 0,2

Р <0,05

Фагоцитарное число

М±ш 2,2 ± 0,3 2,25 ± 0,2

Р > 0,05

Количество Т-лимфоцитов, Е-РОК, %

М±ш 42,8 ±3,9 28,4 ± 4,5

Р <0,05

Хроническое отравление вызывает следующие изменения в показателях неспецифической резистентности крыс (табл. 2).

Таблица 2

Показатели неспецифической резистентности крыс при хронической интоксикации каратэ (п=5)

Показатели Группы животных:

0,02 мг/кг 0,2 мг/кг

контрольная опытная контрольная опытная

1 2 3 4 5

Фагоцитарная

активность, %

М±т 61,7 ± 1,7 54,0 ±7,0 61,3 ±7,4 56,0 ± 6,9

Продолжение таблицы 2

1 2 3 4 5

р >0,05 >0,05

Фагоцитарное число

М±ш 3,5 ±0,3 1,7 ±0,2 3,2 ± 0,4 1,7 ±0,24

Р <0,05 <0,05

Фагоцитарный индекс

М±ш 5,7 ± 0,6 3,2 ± 0,3 5,2 ± 0,03 3,1 ±0,4

Р <0,05 <0,05

Активность

лизоцима, %

М±ш 46,6 ± 0,4 45,6 ± 1,2 48,3 ± 1,5 34,2 ± 0,9

Р >0,05 <0,05

Активность

р-лизина,%

М ± m 25,2 ±3,2 34,3 ± 5,6 16,4 ±6,3 16,7 ± 1,2

Р >0,05 >0,05

2.4. Токсикокинетика каратэ в организме животных

Всего исследовано тонкослойной хроматографией более 400 проб внутренних органов и тканей крыс, цыплят и объектов окружающей среды. Установлено, что каратэ образует пять метаболитов с Rf = 0,3 ± 0,01; Rf = 0,48 ± 0,008; Rf = 0,63 ± 0,01; Rf = 0,73 ± 0,01 и Rf = 0,89 ± 0,09.

Динамика остаточных количеств изучена на крысах, которым каратэ был введен в организм per os в дозе 100 мг/кг. Каратэ быстро всасывается в желудочно-кишечном тракте. Через 15 минут после отравления он уже обнаруживается в тканях. Через 30 минут повышается до максимальной его концентрация в почках, сердечной мышце и головном мозге. Через 6 часов максимальной отметки достигает его концентрация в легких. В целом динамика остатков, выделяющихся в течение 180 суток, характеризовалась периодами резких подъемов и спадов, что дало возможность сделать предположение о его депонировании в тех органах и тканях, которые не были исследованы. Обнаруженными местами-депо каратэ явились кожа, шерстный и перьевой покров.

Для химико-токсикологического анализа при подозрении на отравление каратэ целесообразно отбирать пробы в первую очередь легкого, печени и почек, а также шерстный и перьевой покров.

При введении в рацион крысам капусты, обработанной каратэ в период

вегетации, установлено его накопление в органах и тканях.

Каратэ легко проникает через плацентарный барьер, что было установлено при исследовании органов беременных самок и тканей плода. Возможно также поступление токсиканта с молоком матери в организм крысят при введении его лактирующим самкам.

2.5. Влияние каратэ на жизнеспособность и развитие потомства крыс

При введении препарата в дозе 100 мг/кг в первую половину беременности происходит рассасывание большинства плодов и рождение малого количества крысят, отличающихся низкой жизнеспособностью. Острое отравление самки отражается на развитии крысят в следующих пометах. У них нарушается пропорциональность в развитии скелета, к 3-х-месячному возрасту снижается масса тела. Отмечаются отклонения в поведенческих реакциях.

При хроническом отравлении самок малой дозой инсектицида (0,02 мг/кг) на протяжении длительного времени влияние на потомство сильнее выражено при вскармливании, чем при внутриутробном отравлении.

Если поступление каратэ в организм крысят ограничивается только подсосным периодом, то по достижении 45-суточного возраста они начинают резко отставать по массе тела от контроля. У них возникают изменения показателей лейкограммы, свидетельствующие о сдвиге нейтрофильного ядра влево.

Крысята, родившиеся от самок в период хронической интоксикации, имеют нарушения в пропорциональности развития. У таких крысят в значительной степени выражена возбудимость и агрессия. При исследовании органов и тканей крысят методом ТСХ было установлено накопление метаболита с 0,3 ±0,01.

2.6. Методы биотестирования в диагностике отравлений и оценке загрязнения объектов окружающей среды каратэ

Биотестирование является перспективным методом при постановке диагноза на отравление. Поскольку каратэ быстро всасывается в кровь, была предложена модификация известных способов определения токсичности сыворотки крови при помощи сперматозоидов быка.

Сущность метода заключается в смешивании равных объемов размороженной спермы и сыворотки крови с последующим подсчетом в камере Го-ряева сперматозоидов, сохраняющих в течение 3-5 минут прямолинейно-поступательное движение.

Оценку токсичности проводили по коэффициенту t.

А-В

t =-х 100%, где

В

А - среднее количество спермиев, сохраняющих прямолинейно-поступательное движение, в контрольной группе;

В - среднее количество спермиев, сохраняющих прямолинейно-поступательное движение, в опытной группе.

Коэффициент t при отравлении крыс каратэ в дозе 0,2 мг/кг равен 25,3%, в дозе 12 мг/кг - 34,6%, в дозе 100 мг/кг - 104%.

Рост показателя t свидетельствует о значительной токсичности сыворотки крови животных опытной группы.

Для биотестирования объектов окружающей среды нами в качестве тест-объекта использовались науплии жаброногого рачка Artemia salina.

Artemia salina является очень чувствительным тест-объектом для исследования проб воды и почвы на токсичность. Поэтому нами был предложен способ биотестирования, результаты которого оцениваются по формуле:

-X; - — X п Т = —-- X100%, где

Т - показатель токсичности исследуемых проб;

Хк - среднее количество тест-объектов, выживших в контроле;

Х0 - среднее количество тест-объектов, выживших в опыте.

В соответствии с санитарно-гигиеническими нормами наличие каратэ в воде не допустимо, поэтому даже незначительное изменение величины Т может свидетельствовать о токсичности воды для водной биоты.

Наличие препарата в почве предполагает его передачу по пищевым цепям. Нами в лабораторных условиях были проведены исследования на дождевых червях сем. ЬитЬпЫс1ае по изучению их роли в почвенной миграции каратэ.

Дождевые черви способны накапливать остаточные количества каратэ и переносить их на незагрязнённые участки почвы. Сам инсектицид усиливает двигательную активность дождевых червей и тормозит процессы регенерации в их организме.

2.7. Испытание эффективности фармакологических средств при отравлении животных каратэ

Изучена способность натрия гидрокарбоната инактивировать каратэ как in vitro, так in vivo. При остром отравлении крыс каратэ в дозе 100 мг/кг введение натрия гидрокарбоната в дозе 0,07 г/кг в форме раствора 8%-ной концентрации сглаживает клиническую картину, уменьшает содержание остаточных количеств каратэ в мышечной ткани, печени, головном мозге, легких и почках. Использование адсорбентов - активированного угля и белого шлама при остром отравлении неблагоприятно влияло на проявление клинической картины, способствовало повышению процентного содержания лимфоцитов и эозинофилов. Несмотря на то, что адсорбенты несколько снижали концентрацию каратэ в органах и тканях животных, их использование приводило к накоплению большого количества метаболитов, для исключения токсичности которых необходимы специальные исследования.

Испытание никотиновой кислоты, никотинамида, тиамина бромида при остром отравлении каратэ в дозе 100 мг/кг показало, что наибольшей терапевтической активностью обладает никотинамид, внутримышечное введение которого в дозе 0,6 мг/кг в течение недели способствует сглаживанию клинических признаков интоксикации и повышает процент благоприятных исходов.

3. ВЫВОДЫ

1. Каратэ является среднетоксичным соединением для цыплят. Параметры токсичности по ДВ составляют LD0 = 211, LD]6 = 239, LD50 = 265, LD84 = 289, LD100 = 299 мг/кг.

2. Клиническая картина острого отравления у крыс характеризуется чередующимися приступами резкого возбуждения и угнетения с последующим развитием тонических судорог, непроизвольным мочеиспусканием, острым расширением желудка; у цыплят - резким угнетением, мышечной слабостью и приступами клонико-тонических судорог. При хронической интоксикации характерные клинические признаки отсутствуют, однако у крыс часто отмечается ожирение, и регистрируются отдельные случаи артритов.

Патологоанатомическая картина острого отравления характеризуется сосудистыми расстройствами в виде застойной гиперемии во внутренних органах, дистрофическими изменениями в печени и почках, катарально-геморрагическим воспалением кишечника, расширением сердца, кровоизлияниями в легких. При хроническом отравлении отмечаются жировая дистрофия печени и дистрофия эпителия почечных канальцев.

3. При остром отравлении цыплят каратэ диагностическое значение

имеет повышение концентрации эритроцитов, сдвиг нейтрофильного ядра влево независимо от общего количества лейкоцитов, снижение уровня гло-булиновых фракций на фоне уменьшения концентрации общего белка. Показатели неспецифической резистентности характеризуются снижением фагоцитарной активности, активности лизоцима и концентрации Т-лимфоцитов. Хроническая интоксикация крыс сопровождается уменьшением концентрации гемоглобина в крови, у цыплят доза 0,02 мг/кг вызывает снижение, а доза 0,2 мг/кг - повышение уровня гемоглобина. Постоянным признаком хронической интоксикации у цыплят является лейкоцитоз. Концентрация общего белка в сыворотке крови варьирует в зависимости от дозы, уровень неспецифической резистентности снижается.

4. Всасывание, распределение и выделение каратэ из организма животных характеризуется появлением нескольких пиков концентрации препарата в крови, мышечной ткани, внутренних органах. Максимальная концентрация, равная 88 мг/кг, отмечается в легких через 6 часов после отравления в дозе 100 мг/кг. При оральном поступлении каратэ уже через 15 минут обнаруживается в тканях и органах. Препарат способен депонироваться в коже, шерстном и перьевом покрове, циркулируя в организме более 180 суток. Установлено 5 метаболитов каратэ с Rf: 0,3 ± 0,01; 0,48 ± 0,008; 0,63 ± 0,01; 0,73 ±0,01; 0,89 ± 0,09 (Rf каратэ = 0,4 ± 0,01).

5. Естественный уровень содержания остатков каратэ в капусте при обработке в период вегетации достигает 0,06 мг/кг, включение ее в рацион приводит к накоплению препарата в органах и тканях животных. Каратэ способен передаваться по пищевым цепям, вызывая у животных уменьшение количества гемоглобина и повышение числа эритроцитов и лейкоцитов, сдвиг нейтрофильного ядра влево и увеличение концентрации эозинофилов, снижение фагоцитарного индекса и фагоцитарного числа.

6. При введении каратэ беременным крысам препарат легко проникает через плацентарный барьер и накапливается в околоплодной жидкости. Острое отравление самок в первую половину беременности в дозе 100 мг/кг приводит к рассасыванию части плодов и рождению нежизнеспособного потомства, развитию послеродовых осложнений у самок. Гибель новорожденных крысят связана с поражением мочевыделительной системы. Последействие пестицида отражается на развитии крысят второго помета: часть новорожденных погибает, у оставшихся в живых нарушается пропорциональность роста, нарушаются поведенческие реакции, у самок снижается способность к оплодотворению. Хроническое отравление самок каратэ в дозе 0,02 мг/кг вызывает у молодняка нарушение динамики массы тела и изменения в лейкограмме, характеризующиеся нейтрофильным сдвигом влево и эозинофилией.

7. Оральное введение 8%-го раствора натрия гидрокарбоната в дозе 0,07

г/кг через 5 и 30 минут после острого отравления каратэ снижает его концентрацию в тканях и органах, уменьшает тяжесть клинических проявлений. Использование адсорбентов при остром отравлении приводит к образованию большого количества метаболитов, усугубляя течение интоксикации. Нико-тинамид в дозе 0,6 мг/кг при ежедневном внутримышечном введении в течение недели нормализует клинический статус животных, подвергнутых острому отравлению каратэ.

8. Остатки каратэ в объектах окружающей среды оказывают неблагоприятное влияние на водную и почвенную биоту. Науплии рачков Artemia salina являются высокочувствительным тест-объектом при определении уровня загрязненности воды и почвы синтетическими пиретроидами. Дождевые черви влияют на почвенную миграцию каратэ, способствуя накоплению и распространению препарата и его метаболитов. Влияние каратэ на червей проявляется усилением их двигательной активности и замедлением процесса регенерации.

4. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработаны методические указания для ветеринарных специалистов «Диагностика, лечение и профилактика отравлений животных синтетическим пиретроидом каратэ», одобренные секцией животноводства НТС Главного управления сельского хозяйства и продовольствия Администрации Омской области (2000).

2. Модифицирован способ определения остаточных количеств каратэ в органах и тканях животных, который может быть использован в химико-токсикологических отделах ветеринарных лабораторий.

3. Изданы информационные листки: «Способ инактивации инсекто-акарицида каратэ в организме животных раствором гидрокарбоната натрия (1998), «Способ определения токсичности сыворотки крови животных при остром отравлении каратэ (1999), «Способ биотестирования воды на содержание пестицидов с помощью науплий рачка Artemia salina» (1999).

4. Получено удостоверение на рационализаторское предложение № 357 «Способ количественной оценки состояния здоровья животных по лейко-грамме», принятое институтом ветеринарной медицины Омского государственного аграрного университета (2000).

5. Материалы диссертационной работы могут быть использованы при чтении лекций и проведении лабораторно-практических занятий со студентами по курсу токсикологии, а также при составлении учебных и методических пособий.

список

опубликованных работ по теме диссертации

1. Метелева М.Г. Оценка фагоцитарной активности лейкоцитов крови цыплят при остром отравлении каратэ // Материалы Междунар. конф., посвященной 125-летию академии. 4.2. - Казань, 1998. - С. 144.

2. Метелева М.Г. Способ инактивации инсекто-акарицида каратэ в организме животных раствором гидрокарбоната натрия: Информационный листок / Омский ЦНТИ. - Омск, 1998. - № 56-98. - 2 с.

3. Метелева М.Г. Диагностика субклинической интоксикации каратэ // Актуальные проблемы инфекционных, паразитарных и незаразных болезней домашних животных и меры борьбы с ними: Материалы юбилейной научно-практической конференции сотрудников и аспирантов института ветеринарной медицины ОмГАУ. -Омск, 1998.-С. 220-224.

4. Метелева М.Г., Миненкова В.Я. Влияние дождевых червей на почвенную миграцию каратэ II Экологические проблемы сельского хозяйства и производства качественной продукции: Тез. докл. Всерос. конф., поев. 20-летию Уральского филиала ВНИИВСГЭ. - М. - Челябинск, 1999. - С. 118 - 120.

5. Герунова JI.K., Метелева М.Г., Сухов A.B. Способ биотестирования воды на содержание пестицидов с помощью науплий рачка Artemia salina: Информационный листок / Омский ЦНТИ. - Омск, 1999. - № 27-99. - 2 с.

6. Метелева М.Г., Лаптева Л.И. Способ определения токсичности сыворотки крови животных при остром отравлении каратэ: Информационный листок / Омский ЦНТИ. - № 36-99. - 2 с.

7. Метелева М.Г. Показатели белкового обмена у животных при интоксикации каратэ И Диагностика, лечение и профилактика болезней животных: Сб. науч. трудов ИВМ ОмГАУ. - Омск, 1999. - С. 100 - 102.

8. Метелева М.Г., Герунова Л.К., Шрайбер Л.З. Состояние здоровья населения как критерий региональной безопасности // Стратегические направления регионального развития Российской Федерации: Материалы Всерос. науч. - практ. конф. — Омск, 1999. С. 135- 136.

9. Герунов В.И., Метелева М.Г., Герунова Л.К. Диагностика, лечение и профилактика отравлений животных синтетическим пиретроидом каратэ: Методические рекомендации для ветеринарных специалистов. - Омск: ОмГАУ, 2000. - 15 с.

Подписано к печати 5.04.2000. Формат 60*84/16 Объем 1.0 печ.л. Тираж 100 экз. Заказ № 83. Отпечатано в типографии ТЭМЗ 457100, Челябинская область, г. Троицк

Актуальность темы. Интенсивная химизация сельского хозяйства приводит к ежегодному поступлению в биосферу различных химических веществ, в том числе пестицидов. В связи с этим проблема охраны окружающей природы при использовании пестицидов приобретает особое значение. Вряд ли в обозримом будущем защита растений станет возможной без применения пестицидов, так как мы пока не располагаем эффективными и доступными альтернативными средствами. Вместе с тем накапливается все больше данных об отрицательных для природы, здоровья людей и животных последствиях применения химических препаратов (С.С. Ижевский, 1966).

Большинство эколого-токсикологических проблем определяется низким КПД пестицидов. При современной технологии химической защиты растений только 10-30% расходного количества препаратов оседает на растениях, только 0,1-0,3% фунгицидов и инсектицидов достигает цели. При опрыскивании смородиновых кустов, например, на почву может попасть 58% пестицида, а при обработке капусты - 20-40%. Мигрируя по цепям питания, пестициды вызывают нежелательные эффекты, губительно действуют на полезную флору и фауну, загрязняют продукты питания, корма и питьевую воду (М.И. Лунев, 1992). Уровень неблагополучия, как правило, устанавливают, сравнивая фактически выявленное количество пестицидов с ПДК для воздуха, воды, почвы, с МДУ в сельскохозяйственных продуктах (В .И. Мартыненко и др., 1992). Действие современных средств защиты растений, хотя сравнительно редко обнаруживается в виде острых отравлений, но может являться основной составляющей скрытой токсичности и хронических токсикозов. Скрытая токсичность проявляется эволюцией сельскохозяйственных растений и животных в направлении повышения содержания в организме токсических веществ, что вызывает разрушение ранее сформировавшегося коадаптированного комплекса - биохимического состава пищи и кормов и биологической потребности для нормального развития человека и животных. Отсюда возможно появление новых форм эпидемий, эпизоотий и эпифитотий (О.А. Монастырский, 1995).

Вот почему изучение токсичности современных пестицидов становится важной задачей. Разработка диагностики и профилактики таких токсикозов, лечебных мероприятий, направленных на коррекцию общего состояния организма животных, даст возможность снизить риск возникновения указанных последствий.

Целью настоящего исследования явилось определение клинико-токсикологических параметров нового инсекто-акарицида каратэ и установление его остатков в объектах окружающей среды и организме животных.

Научная новизна. Впервые определены параметры токсичности каратэ для цыплят породы белый леггорн. Установлены различия в видовой чувствительности крыс и цыплят при остром и хроническом отравлении. При изучении действия препарата на показатели неспецифической резистентности получены результаты, свидетельствующие об угнетении фагоцитарной активности, активности лизоцима, снижении способности Т-лимфоцитов к розеткообразованию. Изучены особенности накопления остаточных количеств пестицида в органах и тканях животных и объектах окружающей среды. Установлено, что снижение концентрации остатков препарата каратэ в тканях происходит неравномерно и характеризуется как периодами резкого подъема, так и спада. Выделение препарата происходит на протяжении длительного периода времени, даже через 6 месяцев после отравления обнаружены его остатки в органах и тканях животных. Выделены пять метаболитов каратэ, образующихся в организме животных и объектах окружающей среды.

Установлено, что каратэ легко проникает через гематоэнцефаличе-ский барьер и плаценту. У потомства крыс, подвергнутых отравлению, нарушается пропорциональность роста, изменяется масса тела, наблюдаются отклонения в поведенческих реакциях, у крысят - самцов часто регистрируются случаи образования уретральных пробок.

Патологоанатомическая картина при остром отравлении не является характерной, при хроническом отравлении малыми дозами развиваются артриты и ожирение.

Экспериментально доказана терапевтическая эффективность натрия гидрокарбоната и никотинамида при отравлении каратэ.

Практическая ценность. Разработаны методические указания для ветеринарных специалистов «Диагностика, лечение и профилактика отравлений животных синтетическим пиретроидом каратэ», одобренные ученым советом института ветеринарной медицины Омского государственного аграрного университета и секцией животноводства научно-технического совета Главного управления сельского хозяйства и продовольствия Администрации Омской области (2000 г.).

Предложены и экспериментально обоснованы способы лечения и диагностики отравления каратэ:

- способ определения каратэ в биологическом материале с помощью тонкослойной хроматографии;

- способ инактивации инсекто-акарицида каратэ в организме животных раствором гидрокарбоната натрия (инф. листок №56-98, 1998);

- способ биотестирования воды на содержание пестицидов с помощью науплий рачка Artemia salina (инф. листок № 27-99, 1999);

- способ определения токсичности сыворотки крови животных при остром отравлении каратэ (инф. листок № 36-99, 1999); 7

- способ количественной оценки состояния здоровья животных по лейкограмме (удостоверение на рационализаторское предложение №357, 2000). На защиту выносятся:

1. Параметры токсичности каратэ.

2. Клинические и патоморфологические изменения при отравлении.

3. Картина крови при острой и хронической интоксикации.

4. Динамика остатков каратэ в организме животных и объектах окружающей среды.

5. Влияние каратэ на жизнеспособность и развитие потомства.

6. Экспериментальные данные об эффективности фармакотерапии.

7. Разработанные методы диагностики отравления каратэ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В последние годы с развитием прогрессивных технологий в химической промышленности в арсенале производителей сельскохозяйственной продукции появились так называемые «пестициды третьего поколения», считающиеся слаботоксичными для полезной биоты. К этой группе относятся синтетические пиретроиды, проявляющие в основном контактное действие и, в отличие от ФОС и карбаматов, не уничтожающие скрыто живущих насекомых.

Мировые продажи пиретроидов в настоящее время достигают рекордных величин. Если в 1987 году сумма, полученная от их продажи, оценивалась в 1345 млн. долларов, из них 84,8% предназначалось для обработки сельскохозяйственных культур, то к настоящему времени объемы продаж значительно возросли. С 1980 года продажа пиретроидов ежегодно увеличивается почти на 20% (В .К. Каспаров, 1990). Производство синтетических пиретроидов превышает 3 тыс. тонн в год по действующему веществу. Этот объем достаточно велик с учетом низких гектарных норм расхода препаратов. Использование чистых изомеров активных веществ ряда пиретроидов позволяет снизить нормы расхода до 5-20 г/га (М.И. Лунев, 1992). Однако тотальное применение пестицидов этой группы не снимает, а, наоборот, добавляет новые проблемы в охране окружающей среды.

Синтетические перитроиды - это инсектициды, к которым у вредителей сельскохозяйственных культур очень быстро развивается устойчивость. Происходит постоянный процесс опережающей эволюции новых устойчивых видов вредных насекомых. С одной стороны это требует увеличения норм расхода инсектицидов и появления новых, более токсичных препаратов, с другой - одновременно возрастает опасность загрязнения сельскохозяйственной продукции и элементов окружающей среды (почва, вода, воздух) (В.А. Захаренко, 1995).

Среди авторов не существует единого мнения по вопросу длительности сохранения синтетических пиретроидов в окружающей среде. В частности, по амбушу (перметрин) указываются сроки сохранения в почве от 46 недель (Е.А. Антонович, Л.К. Седокур, 1990) до 6-17 месяцев (Т.В. Соловьева, Л.Н. Джабаров, 1993). С.Д. Павловым и др. (1996) установлена возможность накопления стомазана, цимбуша, арриво, сумицидина, дециса и бутокса в поверхностном слое почвы и сохранения их остатков в течение 10 месяцев.

Пиретроидные инсектициды долго удерживаются и в растениях. Так в листьях и плодах винограда содержание остаточных количеств пиретроидов (перметрина, фенвалерата, циперметрина и дельтаметрина) снижалось медленнее, чем препаратов группы ФОС. Все пиретроиды, кроме дельтаметрина, сохранялись в растениях свыше 3 недель, а ФОС - 10-15 дней. Скорость исчезновения остатков не зависит от нормы расхода препаратов.

Таким образом, при возрастающих объемах производства и применения пиретроидов их остатки и продукты метаболизма могут накапливаться в объектах окружающей среды.

Каратэ - это типичный представитель нового поколения пиретроидов, получивший широчайшее распространение во многих странах мира.

6. ВЫВОДЫ

1. Каратэ является средиетоксичным соединением для цыплят. Параметры токсичности по Д.В. составляют LD0 = 211, LDi6 = 239, LD50 = 265, LD84 = 289, LDioo = 299 мг/кг.

2. Клиническая картина острого отравления у крыс характеризуется чередующимися приступами резкого возбуждения и угнетения с последующим развитием тонических судорог, непроизвольным мочеиспусканием, острым расширением желудка; у цыплят - резким угнетением, мышечной слабостью и приступами клонико-тонических судорог. При хронической интоксикации характерные клинические признаки отсутствуют, однако у крыс часто отмечается ожирение, и регистрируются отдельные случаи артритов.

Патологоанатомическая картина острого отравления характеризуется сосудистыми расстройствами в виде застойной гиперемии во внутренних органах, дистрофическими изменениями в печени и почках, катарально-геморрагическим воспалением кишечника, расширением сердца, кровоизлияниями в легких. При хроническом отравлении отмечаются жировая дистрофия печени и дистрофия эпителия почечных канальцев.

3. При остром отравлении цыплят каратэ диагностическое значение имеет повышение концентрации эритроцитов, сдвиг нейтрофильного ядра влево независимо от общего количества лейкоцитов, снижение уровня глобулиновых фракций на фоне уменьшения концентрации общего белка. Показатели неспецифической резистентности характеризуются снижением фагоцитарной активности, активности лизоцима и концентрации Т-лимфоцитов. Хроническая интоксикация крыс сопровождается уменьшением концентрации гемоглобина в крови, у цыплят доза 0,02 мг/кг вызывает снижение, а доза 0,2 мг/кг - повышение уровня гемоглобина. Постоянным признаком хронической интоксикации у цыплят является лейкоцитоз. Концентрация общего белка в сыворотке крови варьирует в зависимости от дозы, уровень неспецифической резистентности снижается.

4. Всасывание, распределение и выделение каратэ из организма животных характеризуется появлением нескольких пиков концентрации препарата в крови, мышечной ткани, внутренних органах. Максимальная концентрация, равная 88 мг/кг, отмечается в легких через 6 часов после отравления в дозе 100 мг/кг. При оральном поступлении каратэ уже через 15 минут обнаруживается в тканях и органах. Препарат способен депонироваться в коже, шерстном и перьевом покрове, циркулируя в организме более 180 суток. Установлено 5 метаболитов каратэ с Rf: 0,3 ± 0,01; 0,48 ± 0,008; 0,63 ± 0,01; 0,73 ± 0,01; 0,89 ± 0,09 (Rf каратэ = 0,4 ± 0,01).

5. Естественный уровень содержания остатков каратэ в капусте при обработке в период вегетации достигает 0,06 мг/кг, включение ее в рацион приводит к накоплению препарата в органах и тканях животных. Каратэ способен передаваться по пищевым цепям, вызывая у животных уменьшение количества гемоглобина и повышение числа эритроцитов и лейкоцитов, сдвиг нейтрофильного ядра влево и увеличение концентрации эозино-филов, снижение фагоцитарного индекса и фагоцитарного числа.

6. При введении каратэ беременным крысам препарат легко проникает через плацентарный барьер и накапливается в околоплодной жидкости. Острое отравление самок в первую половину беременности в дозе 100 мг/кг приводит к рассасыванию части плодов и рождению нежизнеспособного потомства, развитию послеродовых осложнений у самок. Гибель новорожденных крысят связана с поражением мочевыделительной системы. Последействие пестицида отражается на развитии крысят второго помета: часть новорожденных погибает, у оставшихся в живых нарушается пропорциональность роста, нарушаются поведенческие реакции, у самок сни

155 жается способность к оплодотворению. Хроническое отравление самок каратэ в дозе 0,02 мг/кг вызывает у молодняка нарушение динамики массы тела и изменения в лейкограмме, характеризующиеся нейтрофильным сдвигом влево и эозинофилией.

7. Оральное введение 8%-го раствора натрия гидрокарбоната в дозе 0,07 г/кг через 5 и 30 минут после острого отравления каратэ снижает его концентрацию в тканях и органах, уменьшает тяжесть клинических проявлений. Использование адсорбентов при остром отравлении приводит к образованию большого количества метаболитов, усугубляя течение интоксикации. Никотинамид в дозе 0,6 мг/кг при ежедневном внутримышечном введении в течение недели нормализует клинический статус животных, подвергнутых острому отравлению каратэ.

8. Остатки каратэ в объектах окружающей среды оказывают неблагоприятное влияние на водную и почвенную биоту. Науплии рачков Artemia salina являются высокочувствительным тест-объектом при определении уровня загрязненности воды и почвы синтетическими пиретроидами. Дождевые черви влияют на почвенную миграцию каратэ, способствуя накоплению и распространению препарата и его метаболитов. Влияние каратэ на червей проявляется усилением их двигательной активности и замедлением процесса регенерации.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Разработаны методические указания для ветеринарных специалистов «Диагностика, лечение и профилактика отравлений животных синтетическим пиретроидом каратэ», одобренные секцией животноводства НТС Главного управления сельского хозяйства и продовольствия Администрации Омской области (2000).

2. Модифицирован способ определения остаточных количеств каратэ в органах и тканях животных, который может быть использован в химико-токсикологических отделах ветеринарных лабораторий.

3. Изданы информационные листки: «Способ инактивации инсекто-акарицида каратэ в организме животных раствором гидрокарбоната натрия (1998), «Способ определения токсичности сыворотки крови животных при остром отравлении каратэ (1999), «Способ биотестирования воды на содержание пестицидов с помощью науплий рачка Artemia salina» (1999).

4. Получено удостоверение на рационализаторское предложение № 357 «Способ количественной оценки состояния здоровья животных по лейкограмме» (2000), принятое институтом ветеринарной медицины Омского государственного аграрного университета.

5. Материалы диссертационной работы могут быть использованы при чтении лекций и проведении лабораторно-практических занятий со студентами по курсу токсикологии, а также при составлении учебных и методических пособий.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В последние годы отмечается все возрастающая тенденция к загрязнению пищевых продуктов и кормов токсичными ксенобиотиками. Принимая во внимание необходимость использования химических средств защиты растений для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, необходимо помнить о том, что при усилении интенсивности воздействия пестицидов на организм животных и человека возникают необратимые нарушения гомеостаза.

Проведенные исследования указывают на необходимость осторожных прогнозов относительно экологической безопасности синтетических пиретроидов. Хроническое отравление каратэ проявляется неспецифическими реакциями организма, которые интегрируются в конечном итоге в изменения общей реактивности.

Результаты исследований свидетельствуют о выраженной способности к кумуляции у синтетического пиретроида каратэ. Его всасывание, распределение и выделение из организма животных характеризуется проявлением нескольких пиков концентрации препарата в крови, мышечной ткани и внутренних органах, что имеет важное значение при токсикологической ветеринарно-санитарной экспертизе продуктов животного происхождения. При этом необходимо учитывать возможность образования и накопления метаболитов инсектицида. В ходе экспериментальной работы были установлены пять метаболитов, передача которых по пищевым цепям может также приводить к отрицательным последствиям воздействия на живую природу.

Полученный фактический материал позволяет определить основные направления прижизненной и посмертной диагностики отравлений каратэ.

Практический интерес представляет испытание терапевтической эф

152 фективности некоторых фармакологических препаратов при отравлении синтетическими пиретроидами.

В целом полученные данные свидетельствуют о необходимости усиления контроля за использованием препаратов данной группы, за накоплением их остатков в объектах окружающей среды, кормах и продуктах питания.