Встановлення віку і статі великої рогатої худоби за параметрами інфрачервоних спектрів поглинання тіла потиличної кістки у судово-ветеринарній експертизі

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

ВСТАНОВЛЕННЯ ВІКУ І СТАТІ ВЕЛИКОЇ РОГАТОЇ ХУДОБИ ЗА ПАРАМЕТРАМИ ІНФРАЧЕРВОНИХ СПЕКТРІВ ПОГЛИНАННЯ ТІЛА ПОТИЛИЧНОЇ КІСТКИ У СУДОВО-ВЕТЕРИНАРНІЙ ЕКСПЕРТИЗІ

Проаналізована можливість встановлення віку і статі великої рогатої худоби за спектроскопічними параметрами тіла потиличної кістки. Доведена можливість визначення віку та статі ВРХ за ІЧ-спектрами пропускання озоленого тіла потиличної кістки ВРХ у віковому діапазоні від народження до 10-річного віку із стандартною похибкою визначення в діапазоні від 3-х до 8-ми місяців. Показано, що встановлення віку і статі ВРХ необхідно проводити шляхом визначення ВОЩ озоленого тіла потиличної кістки на кількох (не менш двох ) смугах ІЧ-пропускання. Експертні дослідження щодо встановлення віку і статі ВРХ можуть бути проведені на анатомічно-цілому, а також на фрагментованому та спаленому матеріалі.

Діагностичні дослідження у судово-ветеринарній експертизі, зокрема встановлення видової належності, статі, часу настання смерті, терміну поховання базується на морфологічних параметрах біологічного матеріалу [1]. Інформативним об'єктом для цих завдань є скелет, адже зміни в кістках зберігаються тривалий термін, в одночас як м'які тканини піддаються гнильним змінам [2]. Не дивлячись на те, що кісткова тканина є найбільш міцною, вона дуже лабільна і реагує на всі обмінні процеси в організмі [3]. При цьому в кістці залишаються морфологічні ознаки, за якими можна вирішити питання, поставлені на вирішення слідчих органів, зокрема встановити прижиттєвість чи посмертність травматичних пошкоджень навіть через значний проміжок часу після того, видову належність біологічного матеріалу, вік, стать, стан організму тварини, умови утримання та особливості експлуатації, обставини і термін загибелі тварини чи перебування трупа у зовнішньому середовищі [4].

Проведення остеологічної експертизи має особливо важливе значення під час визначення видової належності туш як сільськогос-подарських, так і промислових тварин [5], виявлення фальсифікації м'ясної сировини [6], проведення ідентифікаційних досліджень продукції твариництва [7], у разі дослідження об'єктів браконьєрства [8], винайдення решток викрадених і забитих на м'ясо продуктивних тварин, приховування слідів злочину масового знищення тварин або жорстокого поводження з ними із смертельним наслідком [9].

Серед всього розмаїття біологічного матеріалу найбільш інформативним для визначення видової належності, статі, віку, встановлення непостійних (індивідуальних) ознак є череп [10]. Його, як такого, що не являє особливої товарної та харчової цінності залишають неподалік від місця забою на м'ясо викраденої тварини. Тому проведення судово-ветеринарної краніологічної експертизи цього матеріалу має базуватися на науково обґрунтованих, апробованих методичних рекомендаціях, інструкціях, котрі включають комплекс макро- і мікроструктурних критеріїв, зокрема оцінку варіабельності краніоскопічних, рентгенологічних, краніо-метричних, гістологічних, спектроскопічних та інших параметрів у широкому віковому діапазоні [11-13]. Їх обмеженість не дозволяє досягти такої мети.

Проблематичними в експертній практиці є випадки, коли на дослідження надходить фрагментований, гниліснозмінений чи озолений остеологіний матеріал після кримінального спалювання решток тварини. Вирішення діагностичних питань за таким матеріалом остеоскопічним, порівняльно-анатомічним, остеометричним методами ускладнене, а інколи і неможливе . Проведення таких експертиз зобов'язує експертів використовувати всі можливі методи і технічні засоби дослідження [14]. У зв'язку з цим виникає необхідність пошуку нових, простих і об'єктивних методів дослідження. Серед інших методів, котрі можна застосувати у цій ситуації ( рентгенологічні, гістологічні), спектральні методики дозволяють вирішити питання хімічного складу досліджуваних зразків, у тому числі кісткової тканини. Серед спектральних методів, інфрачервона спектроско-пія дозволяє проаналізувати зміни озоленої кісткової тканини на молекулярному рівні. Метод інфрачервоної спектроскопії (ІЧ ) широко використовується у судово-медичній експертизі [15]. Можливість отримати за цим методом інформацію не лише про свіжу кістку, а й піддану різним діям, у тому числі високим температурам, робить його цінним для вирі-шення судово-ветеринарних завдань та судово-ветеринарної експертизи [16]. Проте, у ветеринарній остеологічній експертизі цей метод апробований не достатньо.

У зв'язку з вищевикладеним, дослідження вікових морфологічних особливостей черепа, зокрема великої рогатої худоби з урахуванням статі тварин , розробка діагностичних краніологічних алгоритмів та інформа-тивних тестів на основі апробованих методів дослідження для завдань судово-ветеринарної експертизи має наукову й практичну актуальність.

Мета дослідження: 1. Встановити характер регресійної залежності між віком ВРХ і відносною оптичною щільнісю кісткової тканини озоленого тіла потиличної кістки ВРХ.

2. Проаналізувати можливість використання методу інфрачервоної спектроскопії для встановлення віку і статі ВРХ за спектроскопічними характеристиками тіла потиличної кістки.

Матеріал і методика дослідження. Об'єкти дослідження - велика рогата худоба: самки і самці від народження до 12 років (144 міс.) (табл. 1).

Матеріал досліджень - тіло потиличної кістки. Фрагмент зазначеної кістки вилучали від відомих клінічно здорових, забитих тварин без ознак захворювання кісткової системи. Для приготування озоленої проби відбирали зразки кісткової тканини (близько 1 г) в ділянці м'язових горбків, котрі розташовані на межі переходу тіла потиличної кістки в тіло клиноподібної кістки.

Озолення кісткової тканини здійснювали протягом 6 годин у муфельній печі за температури 600 °С. Далі кісткову золу розтирали в агатовій ступці протягом 30 хвилин, після чого змішували її з бромистим калієм у співвідношенні 1:300 і повторно розтирали. Із отриманої суміші в пресформі і вакуумі під тиском 200 атмосфер пресували пігулку [17].

ІЧ спектр пігулки записували на апараті «Avatar-360», фірми Nicolet - інфрачервоний спектрометр з Фур'є перетворювачем в діапазоні хвильових чисел 550 см ¹ 3500 см ¹.

Для обробки і подальшого аналізу виділили шість найбільш інтен-сивних характерних смуг поглинання , присутніх у кожному з отриманих спектрів: н = 567 см ¹, н = 603 см ¹, н = 632 см ¹, н = 1047 см ¹, н = 1091 см ¹ та н = 3433 см ¹. З них перші три обумовлені поглинанням за рахунок деформаційних коливань ортофосфатів РО₃, четверта та п'ята - за рахунок валентних коливань ортофосфатів РО₃, а шоста - за рахунок коливань гідроксильної групи ОН [19].

Для виключення дифузного (фонового) ослаблення випромінювання застосували метод базисної лінії [18]. Відносну оптичну щільність (ВОЩ) смуги поглинання з урахуванням поправки на фон, обчислювали за наступною формулою (1):

D = log(I_ф/I), (1)

де I_ф коефіцієнт пропускання фону за даного хвильового числа у відсотках; І - визначений коефіцієнт пропускання для того ж самого хвильового числа у відсотках.

Результати дослідження. Типовий спектр пропускання інфрачер-воних (ІЧ) променів через досліджуваний озолений зразок тіла потиличної кістки подано на рис. 1. Смуги поглинання: н = 567 см ¹, н = 603 см ¹, н = 632 см ¹, н = 1047 см ¹, н = 1091 см ¹ та н = 3433 см ¹ містяться в спектрах всіх зразків, що досліджувалися, проте кількісні їх характеристики залежать від віку та статі тварини.

Рис. 1. Типовий ІЧ-спектр озоленого зразка тіла потиличної кістки ВРХ

Під час переходу від зразка до зразка зазначені смуги можуть зміщуватися на одиниці см ¹, тому наведені вище значення є середніми за всіма спектрами.

Визначення коефіцієнта пропускання і відносної оптичної щільності (ВОЩ) виділених смуг поглинання на практиці ускладнюється тим, що поряд з селективним поглинанням, який є характерним для даної довжини хвилі, завжди має місце дифузне (фонове) ослаблення випромінювання. Для виключення останнього ми застосували найбільш поширений метод базисної лінії [18]. У зв'язку з цим для кількісної оцінки інтенсивності фону на всіх виділених вище ділянках поглинання були проведені три базисні лінії, які інтерполювали фонові умови на цих ділянках. На цих лініях визначали точки A, B, C, D, Е и F, координати яких відповідали хвильовим числам н = = 3433 см ¹, н = 1091 см ¹, н = 1047 см ¹, н = 632 см ¹, н = 603 см ¹ і н = 567 см ¹ (рис. 1).

Отримані таким чином середні значення ВОЩ для досліджуваних зразків тіла потиличної кістки ВРХ та їх статистичні похибки наведено в

Аналіз результатів показав, що між значеннями ВОЩ (D ) і віком тварин (T) є суттєва статистична від'ємна кореляція. Отримані від'ємні значення свідчать про те, що значення ВОЩ (D) тіла потиличної кістки зменшується з віком тварин (Т). Сильна від'ємна кореляція (r = 0,95) реєструється для смуги поглинання 571 см ¹ (рис. 2).

Найменшу відносну статистичну похибку мають виміри за значень хвильових чисел н = 1047 см^-1 та н = 1091 см^-1 - 0,5-1 %; в діапазоні хвильових чисел н = 567-632 см^-1 відносна похибка становить 1,5-3 %, а для значення хвильового числа н = 3433 см^-1 вона є найбільшою - близько 6 % (табл. 2).

Для моделювання залежності віку ВРХ від ВОЩ тіла потиличної кістки застосовано регресійний аналіз. Вона має такий вигляд:

де a, b та с - параметри регресії, значення яких отримані методом найменших квадратів (табл. 3). В табл. 2 також наведені відповідні значення коефіцієнтів детермінації ( R² ) для кожного рівняння регересії та його стандартної помилки у місяцях (S).

Аналіз статистичної похибки визначення віку ВРХ за спектроско-пічними параметрами тіла потиличної кістки показав, що вона дещо більша для зазначеної кістки самок, ніж для самців за всіма хвильовими числами, за виключенням н = 1091. При цьому вік ВРХ можна визначати за ІЧ-спектрами пропускання озоленого тіла потиличної кістки від народження до 10-и річного віку зі стандартною похибкою в діапазоні від 3-х до 8-и місяців. На рис. 2 криві, що відповідають рівнянню регресії (2) порівнюються з експериментальними даними. рогатий худоба вік стать

Найбільш інформативними в аспекті визначення віку та статі ВРХ за ВОЩ тіла потиличної кістки є ІЧ-спектри пропускання , які відповідають хвильовим числам н = 632 см^-1, н = 1091 см^-1 і н = 3433 см^-1, на яких криві регресії (2) для самок та самців чітко відрізняються.

Приклад виконання. Із обставин кримінальної справи відомо, що в агрофірмі „А” було викрадено з молочно-товарної ферми бика віком 3 роки 5 місяців (за даними зоотехнічної документації). Згодом, в результаті слідчих дій, в лісі було виявлено голову тварини. М'які тканини на них були частково згнивші, а частково висохші. Під час проведення судово-ветеринарної експертизи встановлено, що досліджений об'єкт є головою великої рогатої худоби. Для встановлення віку тварини відібрано фрагменти тіла потиличної кістки і проведено їх спектроскопічне дослідження за методикою, описаною вище.

Згідно методики проведення ІЧ-досліджень та за формулою (2) з урахуванням даних табл. 2 були одержані наступні значення ВОЩ цієї кісткової тканини: на смузі пропускання н = 567 см^-1: D₁ = 0,49 (цьому значенню відповідає тіло потиличної кістки самки ВРХ віком 57 міс. або самця віком 41 міс); на смузі поглинання н = 603 см^-1: D₂ = = 0,37 (цьому значенню відповідає тіло потиличної кістки новонародженої самки або самця віком 39 міс).

1. Відносна оптична щільність тіла потиличної кістки залежно від віку самців і самок ВРХ, од., M±m

2. Значення коефіцієнтів регресії, детермінації та статистична похибка визначення віку ВРХ за спектроскопічними параметрами тіла потиличної кістки

Рис. 2. Залежність віку ВРХ від ВОЩ тіла потиличної кістки за різного значення хвильових чисел: ? - самки; _ - самці

Порівнявши результати цих досліджень, робимо висновок, що тіло потиличної кістки належить самцеві віком 39 - 41 міс.

Для більшої достовірності визначали ВОЩ на іншій смузі пропускання. Наприклад, на смузі н = 1091 см^-1: D₃ = 0,58 (цьому значенню ВОЩ відповідає тіло потиличної кістки самки віком 10 міс. або самця віком 42 міс). Остаточний експертний результат: тіло потиличної кістки належить самцеві віком 39-42 міс., що знаходиться в межах статистичної похибки. Відповідні виміряні значення ВОЩ та розраховані значення віку ВРХ наведені на рис. 2 а, б, д пунктиром.

Таким чином, метод інфрачервоної спектроскопії дозволив встано-вити вік тварини за спектроскопічними параметрами тіла потиличної кістки і дав можливість констатувати, що виявлена голова з великою мірою вірогідності належать саме викраденому й забитому бикові.

Висновки

Доведена можливість визначення віку та статі ВРХ за ІЧ-спектрами пропускання озоленого зразка тіла потиличної кістки ВРХ у віковому діапазоні від народження до 10-річного віку зі стандартною похибкою визначення в діапазоні від 3-х до 8-ми місяців.

Встановлення віку і статі ВРХ необхідно проводити шляхом визначення ВОЩ озолених кісток черепа (або їх фрагментів) на кількох (не менш двох) смугах ІЧ-пропускання.

Експертні дослідження щодо встановаленя віку і статі ВРХ можуть бути проведені на анатомічно-цілому, а також спаленому матеріалі.

Метод інфрачервоної спектроскопії є інформативним для застосування у морфології, ветеринарно-санітарній і судово-ветеринарній остеологічній експертизі для встановлення віку великої рогатої худоби за кістковою тканиною.

Список літератури

1. Роговский П. Я. Определение видовой принадлежности мяса зайца, кролика, домашнего кота и нутрии по анатомическому строению костей / П.Я.Роговский, Н.С.Репецкий // Морфологические особенности домашних млекопитающих : Сб. науч. трудов. -- Киев, 1984. -- С. 31-41.

2. Пиголкин Ю. И. Морфологические методы определения возраста по костным останкам / Ю.И.Пиголкин, В.В.Щербаков, Д.В.Богомолов и др. // Суд. мед. экспертиза. -- 2001. -- № 4. -- С. 43-45.

3. Гаврилін П. М. Морфофункціональний статус кісткової системи неонатальних телят / П. М. Гаврилін // Ветеринарна медицина України. -- К., 1997. -- № 12. -- С. 28-29.

4. Смирнов А. М. Определение видовой принадлежности мяса и мясопродуктов / А. М. Смирнов, А. Н. Туник, В. В. Светличкин // Ветеринария. -- 2005. -- № 5. -- С. 52-54.

5. Ткачук С. А. Біомеханічні критерії видової належності м'яса великої рога-тої худоби залежно від віку / С. А. Ткачук // Науковий вісник Національного універ-ситету біоресурсів і природокористування України. Сер. : Ветеринарна медицина, якість і безпека продукції тваринництва. -- 2013. -- Вип. 188 (2). -- С. 179-183.

6. Хвиля С. І. К вопросу выявления фальсификации состава мясного сырья и продукции / С. І. Хвиля, И. М. Чернуха, В. М. Горбатова // Мясной бизнес. -- 2005. -- № 4 (33). -- С. 62-64.

7. Труш А. М. Основные принципы идентификационных исследований продукции животноводства, решаемые судебно-ветеринарной экспертизой / А.М.Труш, Т.А.Труш // Проблеми зооінженерії та ветеринарної медицини : Зб. наук. праць Харківської державної зооветеринарної академії. -- Х. : РВВ ХДЗВА, 2007. -- Вип. 13 (39), ч. 2. -- С. 243-247.

8. Гаврилін П. М. Судово-ветеринарне визначення видової належності тварин за окремими фрагментами тіла / П.М.Гаврилін, О.Г.Прокушенкова, І.В.Яценко, О.О.Шулешко, Д.М.Масюк // Проблеми зооінженерії та ветеринарної медицини : Збірник наукових праць Харківської державної зооветеринарної академії. -- Харків, 2012. -- Вип. 24, ч. 2. -- С. 426-430.

9. Яценко І. В. Суспільна небезпека та об'єктивна сторона злочину жорстокого поводження з тваринами в аспекті судово-ветеринарної експертизи / І. В. Яценко, В. М. Кириченко // Проблеми зооінженерії та ветеринарної медицини : Збірник наукових праць Харківської державної зооветеринарної академії. -- Харків, 2014. -- Вип. 28, ч. 2. -- С. 259-272.

10. Лихотоп Р. И. Особенности соеденения костей черепа млекопитаю-щих в зависимости от возроста и размеров животных / Р.И.Лихотоп, О.П.Мельник // Влияние антропогенных факторов на структурные преобразования органов, тканей, клеток человека и животных : Мат. 2-й Всеросийской конф. -- Саратов, 1993. -- С. 29.

11. Рудик С. К. Спланхнокраній Bovidae u Cervidae. -- К. : Академія наук вищої освіти України, 2008. -- 208 с.

12. Мельник О. П. До питання рентгеноструктури лопатки деяких ссавців / О. П. Мельник, С. Б. Щукін, Ю. О. Бірук // Проблеми зооінженерії та ветеринар-ної медицини : Зб. наук. праць Харківської державної зооветеринарної академії. -- Харків, 2001. -- Вип. 8 (32), ч. 2. -- С. 158-165.

13. Кам'янський В. В. Морфологічні параметри кісток п'ястка та пальців кисті при визначенні віку великої рогатої худоби : автореф. дис. … канд. вет. наук / В. В. Кам'янський. -- Харків, 2011. -- 21 с.

14. Яценко І. В. Процесуальний статус судово-ветеринарного експерта на стадіях досудового слідства та судового розгляду справи / І. В.Яценко, М.М.Бондаревський, В.В.Кам'янський // Проблеми зооінженерії та ветеринарної медицини : Зб. наук. праць Харківської державної зооветеринарної академії. - Х. : РВВ ХДЗВА, 2010. - Вип. 21, ч. 2, т. 1. - С. 220-236.

15. Васильев В.Н. Судебно-медицинские возможности определения возраста плодов человека методом инфракрасной спектроскопии : автореф. дисс. … канд. мед. наук. -- Алма-Ата, 1976. -- 28 с.

16. Яценко І. В. Структурні параметри скелета ссавців як об'єкти судово-ветеринарної експертизи при визначенні видової належності біологічного матеріалу / І. В. Яценко, П. М. Гаврилін // Проблеми зооінженерії та ветеринарної медицини : Зб. наук. праць Харківської державної зооветеринарної академії. -- Х. : РВВ ХДЗВА, 2010. -- Вип. 21, ч. 2, т. 2. -- С. 307-333.

17. Шафранский Л. Л. Спектроскопия костей плода человека в инфра-красной области / Л. Л. Шафранский, А. Н. Васильев. -- Алма-Ата : «Наука КазССР», 1980. -- 88 с.

18. Вайль Ю. С. Инфракрасные лучи в клинической диагностике и медико-биологических исследованиях / Ю. С. Вайль, Я. М. Варановский. -- Л. : Медицина, 1969. -- 239 с.

19. Наканаси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений. М. : Мир, 1965. - 220 с.

Размещено на Allbest.ru