Молекулярно-клеточные аспекты действия ионизирующего излучения и кадмия в малых дозах на млекопитающих

4.4 Выявление негативных изменений у сельскохозяйственных животных на молекулярно-клеточном уровне и своевременная их коррекция биохимико-фармакологическими препаратами как способ обеспечения устойчивого развития животноводства на техногенно загрязненных территориях

При ведении животноводства на техногенно загрязненных территориях сельскохозяйственные животные подвергаются воздействию физических, химических и биологических факторов. Длительное хроническое поступление радионуклидов и тяжелых металлов в организм может оказывать негативное влияние на их здоровье и качество продукции (мясо, молоко), поэтому актуальность обеспечения сохранности поголовья продуктивных животных и формирования физиологически здорового стада в этих условиях не вызывает сомнений.

Основные защитные мероприятия направлены на ограничение поступления токсичных элементов в рацион животных по трофической цепи почва-растение и снижение их всасывания из желудочно-кишечного тракта [Алексахин Р.М., 2006; Анненков Б.Н. и др., 2004; Корнеев Н.А. и Сироткин А.Н., 1987; Смирнов А.М., 2006; Сироткин А.Н. и Ильязов Р.Г., 2000; Пристер Б.С., 2006; Радиобиология и радиоэкология…., 1973]. Проведение этих мероприятий обеспечивает, главным образом, получение экологически чистых продуктов питания (мясо, молоко) и не исключает негативное влияние на физиологическое состояние сельскохозяйственных животных [Мирзоев Э.Б. и др., 2001а; Мирзоев Э.Б. и др., 2001б].

В модельных экспериментах на млекопитающих нами показано, что пролонгированное (хроническое) воздействие ионизирующего излучения и кадмия в малых дозах приводит к развитию адаптивно-защитных и/или негативных реакций. Известно, что АО у млекопитающих наблюдается в течение года после предварительного облучения. Впоследствии, напротив, отмечается повышение чувствительности к повторному воздействию.

В натурных исследованиях установлено, что при длительном содержании коров на радиоактивно загрязненных территориях в эритроцитах периферической крови наблюдается увеличение концентрации МДА и пассивной проницаемости плазматической мембраны для ионов Са²⁺. При инкубировании эритроцитов в гипертонической среде отмечаются изменения в мембране, которые проявляются при дополнительном стресс-воздействии и характеризуются нарушением функционального состояния клеток. В связи с этим для выявления адаптивных возможностей организма при ведении животноводства на техногенно загрязненных территориях в качестве информативного теста предлагается использовать дополнительное стресс-воздействие (инкубирование клеток в средах различной осмолярности) при определении молекулярно-клеточных показателей сельскохозяйственных животных.

При содержании животных на техногенно загрязненных территориях токсичные элементы проникают через плацентарный барьер и оказывают влияние на потомство [Донник И.М. и Шкуратова И.А., 2008]. В модельных экспериментах показано, что длительное хроническое воздействие нитрата кадмия модифицирует реакцию организма крыс [Мирзоев Э.Б. и др., 2005б; Мирзоев Э.Б. и др., 2006б; Мирзоев Э.Б. и др., 2007б]. Если в первом поколении животных наблюдаются как адаптивно-защитные, так и негативные реакции на клеточном уровне, то во втором поколении - только негативные. При этом у крыс второго поколения изменения отмечали как на клеточном уровне, так и в системе кроветворения. Фактически, состояние здоровья млекопитающих при длительном хроническом воздействии токсичных элементов зависит от их суточного поступления в организм с кормом и водой, продолжительности и периода воздействия (антенатальный и/или постнатальный). Следует отметить, что при поступлении тяжелых металлов в ЖКТ млекопитающих в неорганической форме всасывается 1-5%, а в органической - до 30%.

На физиологическое состояние сельскохозяйственных животных оказывают влияние многочисленные производственные (сопутствующие) факторы. Возможно, одним из факторов является несбалансированность рациона, так как при составлении его специалисты пользуются справочниками по кормлению, которые не учитывают особенности действия радионуклидов и тяжелых металлов на растения. Токсичные элементы не только накапли-ваются в растениях, но и модифицируют метаболические процессы, изменяя содержание амино- и жирных кислот, биоантиоксидантов, микро- и макроэлементов. Более того, при хранении корма для животных могут окисляться, поэтому при составлении рациона для сельскохозяйственных животных необходимо пользоваться реальными данными по микро- и макроэлементам, биоантиоксидантам, незаменимым амино- и жирным кислотам. Состояние здоровья животных зависит от технологии их содержания, в частности в условиях дефицита солнечной инсоляции. В связи с этим при ведении животноводства на техногенно загрязненных территориях необходимо усовершенствовать традиционные технологии содержания животных и кормопроизводства.

В пользу этого говорят и экспериментальные данные о повышении интенсивности процесса свободнорадикального ПОЛ в последние месяцы стельности коров и супоросности свиноматок [Мяльдзин А.Р., 1990; Мирзоев Э.Б. и др., 2004а]. У стельных коров с низким содержанием биоантиоксидантов в крови перед отелом отмечается задержание последа [Мяльдзин А.Р., 1990]. Кроме того, наблюдаются изменения клеточного и гуморального иммунитета [Гугушвили Н.Н., 2003]. Следует подчеркнуть, что в этот период для формирования колострального иммунитета животных вакцинируют.

Ответная реакция организма сельскохозяйственных животных на действие ионизирующего излучения и вакцинацию [Шахов А.Г., 2004] также характеризуется повышением интенсивности процесса свободнорадикального ПОЛ. Одновременное воздействие этих факторов в период супоросности (стельности) животного может усилить их реакцию и привести к срыву защитно-компенсаторного потенциала, что чревато возникновением различных форм пре- и постнатальной патологии. В связи с этим вакцинацию и/или иммунизацию супоросных (стельных) животных необходимо проводить на фоне применения витаминных препаратов.

Учитывая ключевую роль процесса свободнорадикального ПОЛ и рост внутриклеточ-ной концентрации ионов Са²⁺ в патогенезе различных заболеваний, модификацию их можно рассматривать в качестве фактора риска развития патологии сельскохозяйственных живот-ных. Своевременное выявление нарушений на молекулярно-клеточном уровне позволит принять адекватные меры по рациональному использованию животных и сформировать физиологически здоровое стадо.

В большинстве случаев изменения, регистрируемые на молекулярно-клеточном уровне, носят обратимый характер. Более того, на ранних этапах развития нарушений можно проводить их коррекцию биохимико-фармакологическими препаратами, блокаторами мембранного транспорта двухвалентных катионов, адаптогенами и физическими факторами нерадиационной природы.

Облучение сельскохозяйственных животных характеризуется активацией процесса свободнорадикального ПОЛ и снижением концентрации антиоксидантов и ненасыщенных жирных кислот. Уровень антиоксидантов имеет существенное значение в формировании резистентности млекопитающих, поэтому их использование может быть одним из эффективных способов защиты организма от действия токсичных продуктов свободнорадикального ПОЛ.

Оценка роли жирорастворимых витаминов А и Е в профилактике биологического действия ионизирующих излучений выявила радиопротекторный эффект б-токоферола [Паранич А.В. и др., 1992]. Терапия препаратами ретинол-ацетат, б-токоферол, тривит способствовала снижению интенсивности процесса свободнорадикального ПОЛ и повышению содержания антиоксидантов в организме животных [Белов А.Д. и др., 1997]. Аналогичные данные получены на супоросных свиноматках при использовании витаминных препаратов тривит и элеовит [Мирзоев Э.Б. и др., 2008а; Мирзоев Э.Б. и др., 2008б].

Препараты, содержащие вододисперсные формы в-каротина, витамины Е и С, защи-щали тимус мышей от клеточного опустошения, индуцированного г-излучением и стрессом, увеличивали эффективность репарации ДНК в клетках селезенки [Рябченко Н.И. и др., 1996б].

Для защиты организма от лучевых повреждений используют модификаторы продук-ции оксида азота (аминокислота l-аргинин, фенитоин). Фенитоин ослабляет повышенную продукцию оксида азота в тканях печени, слизистой оболочки тонкого кишечника, легких, сердца, головного мозга мышей в ранние сроки (6 и 24 час) после облучения [Конопляников А.Г. и др., 1999]. Предполагается, что уменьшение уровня индуцированных -излучением NO-радикалов в тканях животных обусловлено модификацией интенсивности процесса свободнорадикального ПОЛ и проницаемости плазматической мембраны клеток для ионов Са²⁺. Экспериментальное подтверждение этого нами было получено на крысах. Введение фенитоина в дозе 0,01 мг/г приводило к снижению проницаемости плазматической мембраны клеток для ионов Са²⁺ и интенсивности процесса свободнорадикального ПОЛ. Аналогичные результаты были получены при действии импульсного электромагнитного поля [Мирзоев Э.Б. и др., 2001в], УФ- и ИК-излучений на организм животных [Мирзоев Э.Б. и др., 2004а].

Таким образом, выявление нарушений на молекулярно-клеточном уровне у сельскохозяйственных животных при дополнительном стресс-воздействии и их своевременная коррекция биохимико-фармакологическими препаратами представляется наиболее эффективным способом обеспечения устойчивого развития животноводства на техногенно загрязненных территориях. Это позволит рационально использовать животных и сформировать физиологически здоровое стадо. На техногенно загрязненных территориях рекомендуется составлять рацион для сельскохозяйственных животных на основе анализа кормов по содержанию микро- и макроэлементов, антиоксидантов, незаменимых амино- и жирных кислот и проводить вакцинацию на фоне применения витаминных препаратов. Максимальную эффективность мероприятий можно получить за счет оптимизации затрат на её проведение с учетом метаболизма и механизма действующего агента, величины и мощности дозы (концентрации) и длительности воздействия, индивидуальных особенностей каждого животного и специфики ведения сельскохозяйственного производства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современная экологическая ситуация характеризуется техногенным загрязнением окружающей среды радионуклидами и тяжелыми металлами и различается по уровням и масштабам их воздействия. Циркуляция различного рода инфекций в регионах РФ и неблагоприятная ситуация по ряду заболеваний сельскохозяйственных животных позволяет выделить и биологический фактор воздействия. При ведении животноводства на техногенно загрязненных территориях на продуктивных животных оказывают влияние физические, химические и биологические факторы с невысоким уровнем экспозиции радиоактивных и токсичных веществ. Поэтому актуальность исследования биологических эффектов ионизи-рующего излучения и кадмия в малых дозах на млекопитающих не вызывает сомнений.

Представленные в настоящем исследовании результаты свидетельствуют о том, что пролонгированное облучение овец в дозах 0,1 и 0,5 Гр ингибирует процесс свободнорадикального ПОЛ и приводит к снижению в плазме крови концентрации МДА, ДК, ТК и б-токоферола при одновременном повышении уровня ретинола. Следствием модификации процесса свободнорадикального ПОЛ является изменение состава и свойств липидов мембран клеток, что отражается на их функциональных характеристиках, в частности на способности к удалению избыточных количеств ионов Са²⁺.

Оценка пассивной проницаемости плазматической мембраны нейтрофилов перифе-рической крови облученных овец для ионов Са²⁺ выявила нелинейный характер изменений. Интенсивность внутриклеточного накопления ионов Са²⁺ в нейтрофилах была увеличена, хотя в начальные сроки исследования в зависимости от дозы г-излучения регистрировали разнонаправленный характер изменений. В эритроцитах периферической крови наблюдали повышение пассивной проницаемости плазматической мембраны для ионов Са²⁺, которое косвенно подтверждает структурные перестройки мембраны [Мирзоев Э.Б. и др., 2002].

У облученных овец отмечали снижение активности аденилатциклазы в лимфоцитах периферической крови, хотя в тромбоцитах регистрировали фазовый характер изменений. Предполагается, что это обусловлено внутриклеточным содержанием ионов Са²⁺, так как лимфоциты и тромбоциты различаются структурой системы поддержания Са²⁺-гомеостаза (митохондрии в тромбоцитах присутствуют в минимальном количестве). Это предположение подтверждают результаты, полученные при использовании в качестве активаторов аденилатциклазы PGE₁ и форсколина. Стимулирование фермента PGE₁ и форсколином связано со снижением внутриклеточной концентрации ионов Са²⁺ и опосредовано цАМФ, вызывающим реаккумуляцию Са²⁺ во внутриклеточное депо и уменьшение гидролиза фосфотидилинозитола. Кроме того, цАМФ-зависимые реакции поддерживают низкий уровень внутриклеточного Са²⁺ путем усиления его транспорта из клетки и связывания специфическими белками.

Передача информации от вторичных посредников, в частности от ионов Са²⁺ и цАМФ, различным белкам внутри клеток происходит путем их фосфорилирования и осуществляется протеинкиназой С. При действии ионизирующего излучения в малых дозах активность протеинкиназы С, за счет увеличения внутриклеточной концентрации ионов Са²⁺, поддерживается аномально продолжительное время, что повышает скорость фосфори-лирования клеточных белков. С увеличением активности протеинкиназы С связывают индукцию АО, так как ингибиторы фермента подавляют его развитие [Гильяно Н.Я. и др., 2001].

Действительно, предварительное пролонгированное облучение овец в дозах 0,1 и 0,5 Гр за девять мес до острого воздействия г-излучения в сублетальной (2 Гр) и летальной (6 Гр) дозах модифицировало реакцию организма, что свидетельствует об индукции АО. В плазме крови повторно облученных овец отмечали уменьшение интенсивности СХЛ, тенденцию к повышению концентрации МДА и слабое изменение содержания ДК и ТК, уровней б-токоферола и ретинола. Напротив, однократное облучение овец в сублетальной и летальной дозах инициировало процесс свободнорадикального ПОЛ в плазме крови, которое характеризовалось усилением интенсивности СХЛ, увеличением концентрации МДА, ДК и ТК, б-токоферола при одновременном снижении уровня ретинола.

Сравнительный анализ ответных реакций организма овец при действии г-излучения в малых и больших дозах позволяет говорить об их различиях. Так, облучение овец в дозах 2 и 6 Гр характеризуется активацией процесса свободнорадикального ПОЛ, а пролонгированное воздействие в малых дозах (0,1 и 0,5 Гр) - ингибированием. Аналогичные различия выявлены при исследовании активности аденилатциклазы. Активность фермента в клетках периферической крови овец, облученных в дозах 2,4 и 6 Гр, была повышена [Шевченко А.С., 1994], а в дозах 0,1 и 0,5 Гр - снижена [Мирзоев Э.Б. и др., 2002].

В рамках исследования биологических эффектов техногенных факторов в малых дозах изучали действие нитрата кадмия на млекопитающих. В опытах с однократным воздействием кадмия на крыс показаны стабилизация уровня МДА и тенденция к увеличению интенсивности внутриклеточного накопления ионов Са²⁺ при одновременном снижении пассивной проницаемости плазматической мембраны тимоцитов [Мирзоев Э.Б. и др., 2005а].

Ионы Cd²⁺ являются антагонистами ионов Са²⁺ и подавляют их поступление в клетки. Об этом свидетельствует уменьшение значений пассивной проницаемости плазматической мембраны. В то же время отмечается тенденция к росту интенсивности внутриклеточного накопления ионов Са²⁺. Учитывая это, можно предположить, что кадмий ингибирует системы ион-транспортирующих АТФаз.

Анализ ответной реакции организма млекопитающих при воздействии кадмия в больших и малых дозах выявляет различия: большие дозы активируют процесс свободнорадикального ПОЛ [Karmakar R. et al., 1998; Hussain T. et al., 1987], а малые - стабилизируют (тенденция к снижению) [Мирзоев Э.Б. и др., 2005а]. Это положение подтверждается данными по содержанию МДА в тимоцитах в начальные сроки исследования при хроническом воздействии металла [Мирзоев Э.Б. и др., 2004в]. Фактически, основным механизмом цитотоксического действия кадмия при однократном воздействии в больших дозах является активация процесса свободнорадикального ПОЛ (данные о нарушении Са²⁺ -гомеостаза отсутствуют). В то же время при однократном и хроническом воздействиях в малых дозах жизнеспособность клеток зависит от модификации интенсивности процесса свободнорадикального ПОЛ и Са²⁺-зависимых систем регуляции клеточного метаболизма.

Оценка ответной реакции крыс (поколение F₁), подвергнутых хроническому воздействию кадмия в антенатальный и постнатальный периоды онтогенеза, выявила компенсаторно-приспособительный характер изменений в течение первых 120-и сут исследования, что свидетельствует о формировании адаптивно-защитных реакций организма [Мирзоев Э.Б. и др., 2005б]. Дальнейшее поступление нитрата кадмия с питьевой водой в организм крыс приводит к развитию негативных реакций на клеточном уровне [Мирзоев Э.Б. и др., 2006б].

Длительное воздействие кадмия на фоне развития патологических процессов в орга-низме родителей оказывало негативное влияние на потомство во втором поколении [Мирзоев Э.Б. и др., 2007б]. Сравнительный анализ биологических эффектов у крыс первого и второго поколений позволяет предположить, что формирование адаптивно-защитных и/или патологических реакций организма зависит от концентрации кадмия в питьевой воде, продолжительности и периода воздействия (антенатальный и/или постнатальный).

Необходимо отметить, что первое поколение животных было получено от крыс, которые за месяц до спаривания были подвергнуты хроническому воздействию кадмия. Показано, что поступление кадмия с питьевой водой в организм крыс в течение 60-и сут не приводит к изменению молекулярно-клеточных показателей [Мирзоев Э.Б. и др., 2004в]. Поэтому можно утверждать, что потомство F₁ было получено от здоровых животных. Развитие негативных реакций отмечали на 210-е сут исследования (увеличение содержания МДА в эритроцитах периферической крови, рост интенсивности внутриклеточного накопления ионов Са²⁺ и ингибирование синтеза ДНК в тимоцитах).

Второе поколение животных было получено от крыс, у которых регистрировали негативные реакции, обусловленные хроническим воздействием кадмия в антенатальный и постнатальный периоды развития (365 сут). Более того, не от всех крыс-самцов было получено потомство, что свидетельствует о нарушении их репродуктивной функции.

Следовательно, ответная реакция организма крыс при длительном хроническом воздействии нитрата кадмия зависит не только от концентрации металла, продолжительности и периода (антенатальный и/или постнатальный) воздействия, но и, возможно, от физиологического состояния родителей. Механизм цитотоксического действия при этом, вероятно, обусловлен активацией процесса свободнорадикального ПОЛ и ионами Cd²⁺, которые замещают ионы Са²⁺ во внутриклеточных пулах. Рост внутриклеточной концентрации Cd²⁺ влияет на актин цитоскелета [Jeong S.H. et al., 2000]. Более того, имеются сведения о прямом дейcтвии ионов Cd²⁺ на аденин и гуанин [Hossain Z. and Hug F., 2002]. Не исключается и цитотоксическое действие ионов Cd²⁺ по Са²⁺-зависимым путям воздействия на геном, в частности активация эндонуклеазы с последующей фрагментацией ДНК.

Ответная реакция организма млекопитающих при воздействии ионизирующего излучения и кадмия в малых дозах может иметь различия в модельных и натурных исследованиях. Если в модельных исследованиях параметры действующих агентов контролируются, то в реальных условиях животные подвергаются одновременному воздействию факторов физической, химической и биологической природы. Кроме того, не исключается влияние сопутствующих факторов, в частности для сельскохозяйственных животных технологии содержания и кормления, сбалансированность рациона, эндемичность региона по ряду элементов, проведение селекционной работы и ветеринарно-санитарных мероприятий.

Обследование коров через 10 лет после аварии на Чернобыльской АЭС в хозяйствах “Новая жизнь”, “Боевик”, “Волна революции” Новозыбковского района Брянской области с разным уровнем радиоактивного загрязнения территории по ¹³⁷Cs обнаружило увеличение пассивной проницаемости плазматической мембраны эритроцитов для ионов Са²⁺ и концентрации МДА. Необходимо отметить, что проницаемость плазматической мембраны эритроцитов для ионов Са²⁺ у животных из хозяйства “Волна революции” была на уровне контроля. Однако при инкубировании клеток в гипертонической среде наблюдали достоверное увеличение значений показателя. Это позволяет нам говорить об изменениях в мембране, которые выявляются при дополнительном стресс-воздействии.

В качестве дополнительных стресс-воздействий могут выступать сопутствующие факторы, в частности вакцинация животных. В практике ведения животноводства для формирования колострального иммунитета у потомства и повышения их устойчивости к различным заболеваниям в постнатальный период развития проводят вакцинацию стельных коров и супоросных свиноматок.

Показано, что перед опоросом содержание МДА в эритроцитах периферической крови супоросных свиноматках увеличивается на 60%, а после опороса - уменьшается. Очевидно, что модификация интенсивности процесса свободнорадикального ПОЛ до и после опороса является физиологическим процессом и характеризует период супоросности [Мирзоев Э.Б. и др., 2004в]. Аналогичные данные получены на стельных коровах [Мяльдзин А.Р., 1990].

Ответная реакция организма сельскохозяйственных животных на вакцинацию также характеризуется повышением интенсивности процесса свободнорадикального ПОЛ [Шахов А.Г., 2004]. Одновременное воздействие этих факторов в период супоросности животного может усилить их реакцию и привести к срыву защитно-компенсаторного потенциала, что чревато возникновением различных форм пре- и постнатальной патологии. Известно, что эффективным способом защиты организма от токсичных продуктов ПОЛ является использование антиоксидантов, поэтому вакцинацию супоросных свиноматок против паратифа и лептоспироза проводили на фоне применения витаминных препаратов.

Витаминные препараты снижали содержание МДА в эритроцитах периферической крови супоросных свиноматок. Исследование пассивной проницаемости плазматической мембраны эритроцитов для ионов Са²⁺ обнаружило тенденцию к уменьшению значений показателя. Предполагается, что это связано не только со стабилизацией структуры мембраны клеток, но и снижением концентрации кальция в плазме крови. Определение интенсивности синтеза ДНК в лимфоцитах периферической крови выявило уменьшение значений показателя до опороса свиноматок, что, возможно, обусловлено проведением вакцинации.

Следовательно, при ведении животноводства на техногенно загрязненных территориях на сельскохозяйственных животных оказывают влияние не только факторы физической, химической и биологической природы, но и сопутствующие, в частности физиологические изменения во время супоросности (стельности) и вакцинация. Поэтому нами была предложена методология оценки воздействия техногенных факторов на продуктивных животных.

Для этого изучают экологическую ситуацию и физиологическое состояние сельскохозяйственных животных на разных уровнях биологической организации: клетка, орган, организм, популяция с учетом метаболизма и механизма действующего агента, величины и мощности дозы (суточной концентрации), длительности и периода воздействия, наличия сопутствующих факторов [Мирзоев Э.Б., 2007].

Учитывая ключевую роль процесса свободнорадикального ПОЛ и рост внутриклеточной концентрации ионов Са²⁺ в патогенезе различных заболеваний, модификацию их можно рассматривать в качестве фактора риска развития патологии сельскохозяйственных животных. В большинстве случаев изменения, регистрируемые на молекулярно-клеточном уровне, носят обратимый характер. Более того, обнаруженные нарушения на ранних этапах развития поддаются коррекции биохимико-фармакологическими препаратами. Поэтому для обеспечения устойчивого развития животноводства на техногенно загрязненных территориях предлагается оценивать молекулярно-клеточные показатели сельскохозяйственных животных при дополнительном стресс-воздействии, что позволит выявить негативные изменения на ранних этапах их развития и осуществить своевременную коррекцию биохимико-фармакологическими препаратами.

ВЫВОДЫ

1. Впервые на овцах показано, что пролонгированное облучение в дозах 0,1 и 0,5 Гр ингибирует процесс свободнорадикального ПОЛ, увеличивает проницаемость плазмати-ческой мембраны для ионов Са²⁺ и модифицирует активность аденилатциклазы в клетках периферической крови. Ионизирующее излучение в малых дозах приводит к уменьшению в плазме крови содержания малонового диальдегида, диеновых и триеновых коньюгатов, б-токоферола при одновременном увеличении уровня ретинола. При этом повышение проницаемости плазматической мембраны клеток для ионов Са²⁺ оказывает влияние на базальную и стимулируемую форсколином и простагландином Е₁ активность аденилатциклазы и косвенно подтверждает структурные изменения в мембране.

2. Пролонгированное облучение овец в малых дозах модифицирует реакцию организ-ма при повторном остром воздействии г-излучения, которое свидетельствует об индукции адаптивного ответа. Впервые установлено, что при остром воздействии г-излучения в суб-летальной (2 Гр) и летальной (6 Гр) дозах через девять мес после пролонгированного облуче-ния овец в дозах 0,5 и 0,1 Гр отсутствует выраженная активация процесса свободнорадикаль-ного ПОЛ. В то же время однократное облучение овец в дозах 2 и 6 Гр инициировало процесс свободнорадикального ПОЛ в плазме крови. При развитии лучевой патологии отмечали повышение интенсивности спонтанной хемилюминесценции и концентрации малонового диальдегида, диеновых и триеновых коньюгатов. Содержание б-токоферола в плазме крови возрастало в 2-3 раза при одновременном снижении уровня ретинола.

3. Формирование адаптивно-защитных и/или негативных реакций у млекопитающих при хроническом поступлении кадмия с питьевой водой зависит от концентрации металла, длительности и периода воздействия. При хроническом поступлении раствора нитрата кадмия в концентрациях 0,05 и 0,1 мг/л в организм крыс на 90-е сут исследования отмечали увеличение интенсивности внутриклеточного накопления ионов Cd²⁺ и уровня малонового диальдегида при одновременном ингибировании синтеза ДНК в тимоцитах.

4. Установлено, что хроническое воздействие нитрата кадмия в антенатальный и пост-натальный периоды онтогенеза характеризуется развитием адаптивно-защитных реакций у крыс (поколение F₁) в течение первых 120-и сут исследования. Дальнейшее поступление кадмия приводит к формированию негативных реакций на клеточном уровне (ингибирование синтеза ДНК в тимоцитах). В то же время у крыс второго поколения (F₂) развитие негативных реакций как на клеточном уровне (снижение интенсивности синтеза металлотионеинов в тканях печени, почек, селезенки и ДНК в тимоцитах), так и в системе кроветворения (лейкопения) регистрировали в течение всего срока наблюдения (365 сут).

5. В механизмах цитотоксического действия малых доз кадмия ключевую роль играют процесс свободнорадикального ПОЛ и Са-зависимые реакции клеточного метаболизма. При внутрибрюшинном введении нитрата кадмия в дозе 0,5 мг/кг в тимоцитах крыс показаны стабилизация уровня малонового диальдегида и тенденция к повышению интенсивности внутриклеточного накопления ионов Са²⁺ при одновременном снижении пассивной проницаемости плазматической мембраны. Напротив, при хроническом воздействии кадмия в малых дозах в тимоцитах крыс отмечали увеличение концентрации малонового диальдегида и интенсивности внутриклеточного накопления ионов Cd²⁺, что не исключает их цитотоксическое воздействие.

6. При обследовании коров на радиоактивно загрязненных территориях в эритроцитах периферической крови регистрировали увеличение проницаемости плазматической мембраны для ионов Са²⁺ и уровня малонового диальдегида. Инкубирование эритроцитов в гипертонической среде обнаружило изменения функционального состояния клеток, которые проявляются при дополнительном стресс-воздействии.

7. На интенсивность процесса свободнорадикального ПОЛ оказывают влияние физиологические изменения во время беременности сельскохозяйственных животных и проведение ветеринарно-санитарных мероприятий. Установлено, что содержание малонового диальдегида в эритроцитах периферической крови супоросных свиноматок перед опоросом повышается, а после - снижается. Применение витаминных препаратов перед вакцинацией животных способствует уменьшению уровня малонового диальдегида в эритроцитах до опороса.

8. Разработана методология оценки воздействия техногенных факторов на сельскохозяйственных животных при ведении животноводства в экологически неблагополучных регионах. Для обеспечения устойчивого развития животноводства на техногенно загрязненных территориях предлагается оценивать молекулярно-клеточные показатели сельскохозяйственных животных при дополнительном стресс-воздействии с целью выявления нарушений на ранних этапах их развития и своевременной коррекции биохимико-фармакологическими препаратами.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Мирзоев Э.Б., Кругликов Б.П., Суханова Н.Н. Динамика свободнорадикального окисле-ния липидов в плазме крови облученных овец // Тезисы докладов 2-го Радиобио-логического съезда (Киев, 20-25 сентября 1993 года). -Пущино.-1993. -Т.1. -С.664-665.

2. Mirzoev A.B., Shevchencko A.S., Suchanova N.N. Estimation of indices of free radical oxidation lipids in blood plasma of sheeps after the chronic external g-irradiation in low doses // Abstracts:2nd International Conference "RADIOBIOLOGICAL CONSEQUENCES OF NUCLEAR ACCIDENTS" 25-26 Octorber 1994. Russian-Norwegian Satellite Symposium on Nuclear Accidents, Radioecology and Health 27-28 Octorber, 1994. -Moscow. -1994. -P.161.

3. Мирзоев Э.Б., Кругликов Б.П. Оценка показателей свободнорадикального окисления липидов в плазме крови облученных овец // Радиационная биология. Радиоэкология. -1995. -Т.35. -Вып. 2. -С.189-194.

4. Шевченко А.С., Мирзоев Э.Б. Оценка свободнорадикального окисления липидов в крови крупного рогатого скота в районах с радиоактивным загрязнением территории // II Обнинский симпозиум по радиоэкологии. Тезисы рефератов. -Обнинск.-1996. -С.283-284.

5. Мирзоев Э.Б., Шевченко А.С. Изменение интенсивности перекисного окисления липидов в плазме крови овец при повторном -облучении после хронического -воздействия // Радиационная биология. Радиоэкология. -1997. -Т.37. -Вып.2. -С.143-147.

6. Мирзоев Э.Б., Шевченко А.С. Содержание продуктов свободнорадикального окисления липидов и антиоксидантов в плазме крови овец при облучении в малых дозах // Сельскохозяйственная биология. -1997. -№6. -С.82-86.

7. Мирзоев Э.Б., Шевченко А.С. Изменение жирно-кислотного состава липидов плазмы крови облученных овец // Тезисы докладов. 3-й съезд по радиационным исследованиям. Москва. 14-17 октября 1997. -Пущино.-1997. -Т.3.-С.203.

8. Мирзоев Э.Б., Шевченко А.С. Содержание витамина А и Е в плазме крови овец, облученных в больших и малых дозах // Тезисы докладов. 3-й съезд по радиационным исследованиям. Москва. 14-17 октября 1997. -Пущино.-1997. -Т.1. -С.372.

9. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Иванов В.Л., Шевченко Т.С., Ипатова А.Г. Оценка показателей Са-обмена и перекисного окисления липидов при профилактическом действии ультрафиолетового облучения на организм супоросных свиноматок // Материалы 2-го Всеросс. съезда фотобиологов. -Пущино. -1998. -С.240-242.

10. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О. Оценка перекисного окисления липидов и проницаемости плазматической мембраны для Са²⁺ в клетках крови облученных сельскохозяйственных животных // Доклады межд. научно-практической конф. “Эколого-генетические пробле-мы животноводства и экологически безопасные технологии производства продуктов питания”. -Дубровицы. -1998. -С.33-34.

11. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О, Шевченко Т.С. Оценка перекисного окисления липидов и проницаемости плазматической мембраны для Са²⁺ в эритроцитах крови крупного рогатого скота при длительном нахождении на радиоактивно загрязненных территориях // Тезисы докладов конф. "Проблемы противолучевой защиты". -Москва, 16-17 ноября 1998. -С.120.

12. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Сироткин А.Н. Принципы защиты организма сельскохозяйственных животных от ионизирующих излучений при ведении животноводства на радиоактивно загрязненных территориях // Тезисы докладов конференции "Проблемы противолучевой защиты". -Москва, 16-17ноября 1998. -С.12.

13. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Исамов Н.Н., Шевченко Т.С. Физиологическое состояние крупного рогатого скота при длительном нахождении на радиоактивно загрязненных тер-риториях // Матер. межд. научно-практ. конф. “Проблемы ведения агропромышленного производства на радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных землях в отдаленный после чернобыльской катастрофы период”. -Москва. Информагротех. -1999. -С.38-39.

14. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Исамов Н.Н., Шевченко Т.С. Физиологическое состояние крупного рогатого скота в отдаленный период после аварии на ЧАЭС // Сборник тезисов докладов. Региональная научно-практическая конференция, посвященная Дню Науки. ”Инновационное развитие: достижения ученых Калужской области для народного хозяйства”. -Обнинск.-1999. -С.62-63.

15. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Шевченко Т.С., Коноплева И.В. Биологические эффекты при облучении овец в малых дозах // Междунар. научно-практическая конф. “Актуальные проблемы экологии на рубеже третьего тысячелетия и пути их решения” Ч.1. -Брянск. -1999. -С.238-245.

16. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Шевченко Т.С. Оценка перекисного окисления липидов и проницаемости плазматической мембраны для Са²⁺ в эритроцитах крови крупного рогатого скота при длительном нахождении на радиоактивно загрязненных территориях // Радиационная биология. Радиоэкология.-1999.- Т.39. -№6. -С.609-612.

17. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О. Жирно-кислотный состав липидов плазмы крови облученных овец // Сельскохозяйственная биология. -2000.- №2. -С.79-84.

18. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Исамов Н.Н., Шевченко Т.С. Физиолого-биохимические показатели крови поголовья крупного рогатого скота при длительном содержании на радиоактивно загрязненных территориях // Сельскохозяйственная биология.-2000.-№6.-С.69-73.

19. Кобялко В.О., Мирзоев Э.Б. Оценка показателей системы Са²⁺ -обмена в эритроцитах овец при тотальном внешнем -облучении // ”Биосфера и че^ловечество”:Матер. конф., посвященной 100-летию со дня рождения Н.В. Тимофеева-Ресовского. -Обнинск, 20-21 сентября. -2000. -С.223-226.

20. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Коноплева И.В., Шевченко Т.С., Губина О.А. Оценка проницаемости плазматической мембраны для ионов Са²⁺ и активности аденилатциклазы в клетках крови овец, облученных в малых дозах // ”Биосфера и человечество”: Матер. конф., посвященной 100-летию со дня рождения Н.В. Тимофеева-Ресовского. -Обнинск, 20-21 сентября. -2000. -С.230-233.

21. Мирзоев Э.Б., Исамов Н.Н., Кобялко В.О., Шевченко Т.С. Принципы защиты сельскохо-зяйственных животных от ионизирующих излучений // Материалы научно-практической конф. “Роль творческого наследия академика ВАСХНИЛ В.М. Клечковского в решении современных проблем сельскохозяйственной радиологии” ХХIХ Радиоэкологические чтения, посвященные памяти ученого (Москва, 5-6 декабря 2000 г). Под ред. академика РАСХН Р.М. Алексахина и чл.-кор. РАСХН В.Г. Сычева.: ЦИНАО. - 2001. -С.240-246.

22. Шевченко Т.С., Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О. Исследование молекулярно-клеточных показателей у сельскохозяйственных животных, длительно находящихся на радиоактив-но загрязненных территориях // Матер. междунар. науч. конф. “Биотехнология на рубеже двух тысячелетий. -Саранск, 12-15 сентября 2001. -С.261-263.

23. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Сироткин А.Н. Защита сельскохозяйственных животных от ионизирующих излучений и получение экологически чистых продуктов животноводства на радиоактивно загрязненных территориях: Обзор // Сельскохозяйственная биология. Сер. Биология животных. -2001. -№4. -С.55-63.

24. Мирзоев Э.Б., Коноплянников А.Г., Кобялко В.О. и др. Оценка проницаемости плазматической мембраны тимоцитов для Са²⁺ и процесса перекисного окисления липидов после воздействия импульсного электромагнитного поля // Тезисы докладов 4-го съезда по радиационным исследованиям. -Москва, 20-24 ноября 2001.-Т.3. -С.791.

25. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Коноплева И.В., Шевченко Т.С., Губина О.А., Верховский Ю.Г. Оценка проницаемости плазматической мембраны для Са²⁺ и активности аденилатциклазы в клетках периферической крови овец, облученных в малых дозах // Радиационная биология. Радиоэкология. -2002. -Т. 42. -№3. -С.274-278.

26. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Шевченко Т.С. Губина О.А., Шичков Э.П. Исследование биологического действия кадмия в больших и малых дозах // Труды регионального конкурса научных проектов в области естественных наук. Выпуск 4. -Калуга: Издательский дом ”Эйдос”. -2003. -С.228-232.

27. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Шевченко Т.С. Губина О.А., Дроздова А.И. Исследование биологического действия кадмия при хроническом поступлении в организм крыс с питьевой водой // Тезисы докладов 1-ой междунар. конф.“Геоэкологические проблемы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами” г. Тула, Россия. 30-31 октября 2003 г. Изд.: Тульский Государственный университет. -2003.-С.174-179.

28. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Иванов В.Л., Ипатова А.Г., Губина О.А., Зейналов А.А., Верховский Ю.Г. О физиологическом состоянии супоросных свиноматок при профи-лактическом воздействии электромагнитных излучений в области ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов // Сельскохозяйственная биология. -2004. -№ 6. -С.107-109.

29. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Губина О.А., Валейчик А.И. Оценка интенсивности свободнорадикального окисления липидов и концентрация антиоксидантов в плазме крови облученных в малых дозах овец // Материалы междунар. научно-практической конференции “Свободные радикалы, антиоксиданты и здоровье животных” г. Воронеж. 21-22 сентября 2004. -С.106-109.

30. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Шевченко Т.С. Губина О.А., Шичков Э.П., Дроздова А.И. Исследование биологического действия кадмия в больших и малых дозах на организм крыс // Труды регионального конкурса научных проектов в области естественных наук. Выпуск 6. -Калуга: Издательский дом ”Эйдос”.- 2004. -С.374-381.

31. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Шевченко Т.С., Губина О.А., Дроздова А.И. Биологические эффекты кадмия при хроническом поступлении в организм крыс с питьевой водой // Материалы сборника “Медико-биологические проблемы противолучевой и противохими-ческой защиты”. Санкт-Петербург, 20-21 мая 2004 . Изд. Фолиант. -2004 г. -С.117-118.

32. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Губина О.А., Валейчик А.И., Силкина Н.А., Верховский Ю.Г. Оценка проницаемости плазматической мембраны тимоцитов для ионов Са²⁺ и интенсивности процесса перекисного окисления липидов при внутрибрюшинном введении крысам кадмия // Материалы 2-й междунар. конф. “Геоэкологические проблемы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами” г. Тула. 30-31 октября 2004. -С.211-214. Перевод на англ. -С.214-217.

33. Алексахин Р.М., Фесенко С.В., Гераськин С.А. и др. Методика оценки экологических последствий техногенного загряз^нения агроэкосистем. -Москва. -2004. -87 с.

34. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Губина О.А., Валейчик А.И., Верховский Ю.Г. Оценка проницаемости плазматической мембраны тимоцитов для ионов Са²⁺ и интенсивности процесса перекисного окисления липидов при внутрибрюшинном введении крысам кадмия // Токсикологический вестник. -2005. -№2.-С.35-38.

35. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Шевченко Т.С., Губина О.А., Валейчик А.И., Силкина Н.А. Отдаленные биологические эффекты кадмия при хроническом поступлении в организм крыс с питьевой водой // Труды регионального конкурса научных проектов в области естественных наук. Выпуск 8. -Калуга: Издательский дом “Эйдос”. -2005. -С.277-282.

36. Алексахин Р.М., Санжарова Н.И., Гераськин С.А. и др. Методические указания по биоиндикации техногенного воздействия на компоненты агроэкосистем. -Обнинск. ВНИИСХРАЭ. -56 с.

37. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Губина О.А. и др. Интенсивность внутриклеточного накоп-ления кадмия и репликативного синтеза ДНК в тимоцитах крыс при хроническом поступ-лении металла с питьевой водой // Токсикологический вестник. -2006.- №2. -С.36-38.

38. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Губина О.А., Силкина Н.А. Отдаленные биологические эффекты кадмия при хроническом поступлении в организм крыс в малых и больших дозах // Труды регионального конкурса научных проектов в области естественных наук. Выпуск 10. -Калуга: Издательский дом ”Эйдос”. -2006. -С.318-325.

39. Mirzoev E., Kobyalko B., Gubina O., Frolova N. A study into biological effects of cadmium nitrate chronically uptaken by rats with drinking water // 3^rd International Conference in Lithuania Metals in the environment. -VILNIUS, 26-29 April 2006.- Р.239-240.

40. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Фролова Н.А., Губина О.А., Мельник А.Д. Содержание металлотионеинов в органах крыс при хроническом воздействии кадмия // Междунар. научно-производственная конференция “Актуальные проблемы ветеринарной патологии и морфологии животных”, посвященную 100-летию со дня рождения профессора Авророва А.А. -Воронеж. 22-23 июня 2006. -С.730-733.

41. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Шевченко Т.С., Губина О.А., Фролова Н.А. Молекулярно-клеточные механизмы действия ионизирующих излучений в малых дозах на организм млекопитающих // Тезисы докладов 5-го радиобиол. съезда. Москва, 10-14 апреля 2006. -Т.1. -С.156.

42. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О. Методология оценки физиологического состояния сельско-хозяйственных животных при ведении животноводства на радиоактивно загрязненных территориях // Тезисы докладов 5-го радиобиол. съезда. Москва, 10-14 апреля 2006. -Т.3. -С.33.

43. Мирзоев Э.Б. Воздействие техногенных факторов на сельскохозяйственных животных при ведении животноводства в экологически неблагополучных регионах // Сельскохозяйственная биология. -2007. -№2. -С.73-78.

44. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Зейналов А.А. и др. Рекомендации по использованию комбинированного ультрафиолетового и инфракрасного излучений в технологиях содержания супоросных свиноматок. -Обнинск: ВНИИСХРАЭ. -2007. -7 с.

45. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Фролова Н.А., Губина О.А., Мельник А.Д. Отдаленные биологические эффекты кадмия при хроническом поступлении в организм крыс в малых и больших дозах // Труды регионального конкурса научных проектов в области естест-венных наук. Выпуск 11. -Калуга: Изд-во АНО ”КНЦ“. -2007. -С.352-360.

46. Мирзоев Э.Б., Зейналов А.А., Кобялко В.О., Санжарова Н.И., Дубовая В.Г. Способ профилактического воздействия на супоросных свиноматок комбинированным электромагнитным излучением в области ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов: Патент РФ № 2335894. -2008.

47. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Зейналов А.А. и др. О возможности применения электро-магнитных излучений ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов в технологиях содержания супоросных свиноматок // Сельскохозяйственная биология. -2008. -№ 2. -С.78-82.

48. Гераськин С.А., Санжарова Н.И., Селезнева Е.М. и др. Методические указания по оценке устойчивости компонентов агроэкосистем к воздействию техногенных факторов разной природы. -Обнинск: ГНУ ВНИИСХРАЭ. -2008. -66 с.

49. Гераськин С.А., Санжарова Н.И., Спиридонов С.И. и др. Методы оценки устойчивости агроэкосистем при воздействии техногенных факторов. -Обнинск: ГНУ ВНИИСХРАЭ. -2009. -134 с.

50. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О. Интенсивность свободнорадикального перекисного окисления липидов, активность аденилатциклазы и проницаемость плазматической мембраны для ионов Са²⁺ в клетках периферической крови овец, облученных в малых дозах // Радиационная биология. Радиоэкология. -2009. -Т.49. -№3. -С.261-267.

51. Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Губина О.А., Фролова Н.А. Ответная реакция организма крыс при хроническом воздействии кадмия в антенатальный и молочный период вскармливания // Труды регионального конкурса научных проектов в области естественных наук. Выпуск 15. -Калуга: Изд-во АНО ”КНЦ“. -2010. -С.151-155.

Размещено на Allbest.ru