Функциональные особенности состояния коров красной степной породы в современных биогеохимических условиях некоторых субрегионов Юга России

Для проб из Ростовской области наблюдали незначительное увеличение показателей уровня содержания свинца в почках, легких и печени животных. По количеству кадмия и мышьяка снижение в 1,7 раза выявили только для печени, при стабильных показателях во всех других органах. Содержание ртути во всех органах снижалось.

Установлено, что наибольшая концентрация исследуемых тяжелых металлов (свинец, кадмий, мышьяк) выявили в печени и почках животных из обеих областей (рис. 20,21).

Рис. 20. Общее содержание ТМ в органах животных Астраханской области

Рис. 21. Общее содержание ТМ в органах животных Ростовской области

Повышенное содержание исследуемых металлов в пробах этих органов, связано с их функциональными особенностями. Однако в данном случае речь идет о возможном снижении их компенсаторных способностей из-за накопления в них тяжелых металлов, а не выведении их из организма.

По суммарным показателям на содержание ТМ в пробах из Астраханской области выявили положительную динамику во всех органах, кроме печени, где увеличение за исследуемый период составило 0,3 мг/кг. В пробах из Ростовской области определено снижение показателей, особенно в образцах почек на 0,09 мг/кг и печени на 0,06 мг/кг.

Суммарное содержание некоторых химических элементов в организме животных по обеим областям исследования имело приблизительно одинаковую концентрацию, однако отмечено снижение значений по годам исследования (2006 и 2007 гг.) на 0,07 мг/кг для образцов из Астраханской области и на 0,21 мг/кг для Ростовской зоны. Концентрации металлов в организме животных Астраханской области по убыванию можно расположить в следующей последовательности: Pb > As > Cd > Hg, для Ростовской зоны: As > Pb > Cd > Hg. По количеству накопления исследуемых металлов в органах и тканях животных из обеих областей цепочка концентраций для образцов из Астраханской области по убыванию следующая: печень > почки > мышцы > мозг > легкие, для Ростовской зоны: печень > почки > мышцы > легкие > мозг.

Определена сильная отрицательная корреляция между количеством лимфоцитов и тромбоцитов в крови и содержанием ТМ в органах и тканях животных для Астраханской области (r = -0,68 и -0,91 соответственно) (табл. 9 прил.). Однако для образцов из Ростовской области определена сильная положительная корреляция по этим же параметрам (r = 0,59 и 0,78 - соответственно).

Таким образом, основываясь на содержании ТМ в органах и тканях животных можно отметить следующее, что они четко коррелируют с полученными морфотипами по исследуемым областям. Морфологическая картина печени и почек животных имела цветность и наличие крупных включений, что характерно для органов с неустойчивым и адаптационным гомеостазом, возможно присутствие некоторого влияния исследуемых экзотоксикантов на данные органы.

6.2. Остаточные количества пестицидов в организме животных.

Проведенные исследования на содержание хлорорганических пестицидов ГХЦГ (гексахлорциклогексан) и ДДТ (дихлорфенилтрихлорэтан) в организме животных из двух исследуемых областей имели значения ниже границы норматива, но выявили не однозначность распределения этих показателей по исследуемым органам и тканям коров красной степной породы.

Исследования по содержанию ГХЦГ в пробах органов и тканей, животных из Астраханской области можно представить в следующей последовательности по возрастающей их концентрации: почки > легкие > мозг > мышцы > печень (рис.). Более высокими показателями явились значения по содержанию ДДТ в органах и тканях животных из обеих областей. Так, убывающий ряд для образцов из Астраханской области по накоплению в органах и тканях ДДТ можно представить следующим образом: печень > легкие > мозг > мышцы > почки (рис. 22,23). Следует отметить, что максимальное накопление ГХЦГ и ДДТ для образцов из Астраханской области определено в печени животных, что вызвано поступлением токсиканта через цепь питания и коррелирует с морфотипами по данному органу, где выявлены текстуры адаптационного и неустойчивого гомеостаза.

Рис. 22. Суммарное содержание пестицидов в органах животных Астраханской области

Рис. 23. Суммарное содержание пестицидов в органах животных Ростовской области

Для проб из Ростовской области по содержанию ГХЦГ в органах и тканях животных цепочка выглядит следующим образом: печень > почки > мозг > мышцы > легкие. Отмечено также максимальное значение содержания ДДТ в печени животных, где последовательность такова: почки > мозг > печень > мышцы > легкие.

Установлено, что высокие показатели содержания исследуемых пестицидов в органах и тканях животных из Ростовской области определены в легких, что обусловило поступление и накопление их через атмосферный воздух. По содержанию ГХЦГ в легких животных из Ростовской области результаты превышали таковые для проб из Астраханской области, хотя их содержание находилось за пределами нижней границы чувствительности аппарата. Обратная зависимость определена в пробах печени.

По содержанию ДДТ в печени животных из Астраханской области значения превышали таковые из Ростовской почти в 2 раза. Обратная зависимость определена в пробах легких животных Ростовской области, где превышение составляет почти в 3 раза. Суммарные показатели по содержанию ГХЦГ и ДДТ в образцах из Ростовской области превышали таковые по Астраханской зоне на 0,025 мкг/кг и 0,472 мкг/кг - соответственно.

Таким образом, содержание ГХЦГ и ДДТ в организме животных из двух исследуемых областей находились ниже границы норматива, но имели особенности перераспределения концентраций во всех органах и тканях коров красной степной породы. Незначительное увеличение содержания пестицидов в организме животных из Ростовской области связано с возможностью воздушного (атмосферного) поступления данных токсикантов. Тогда как для животных из Астраханской области характерно поступление пестицидов по цепи питания. Более высокие суммарные показатели исследуемых пестицидов выявлены в органах и тканях животных из Ростовской области.

Определена сильная положительная корреляция между ГХЦГ и количеством лейкоцитов, лимфоцитов и тромбоцитов в крови животных из Астраханской области (r = 0,84, 0,94 и 0,79 соответственно). Для образцов из Ростовской области определена сильная отрицательная корреляция между ГХЦГ и лимфоцитами (r = -0,82).

6.3. Активность радионуклидов в органах и тканях животных

Изучение поведения радионуклидов в ландшафтах представляется необходимым в связи с их участием в цепи «почва - вода - растение - животное», что во многом оценивает экологическое благополучие территории. В связи с этим, особый интерес представляет изучение механизмов поступления и миграции радионуклидов через различные природные компонентах среды в организм животных.

Полученные данные по активности радионуклидов значительно ниже допустимого уровня, но отмечено повышение активности исследуемых изотопов в пробах, как Ростовской, так и Астраханской областей за исследуемый период. Так, пробы органов и тканей животных из Астраханской области по средним значениям за 2006-2007 гг. имели показатели для цезия 4,2 Бк/кг (при норме 160 Бк/кг), для стронция - 3,95 Бк/кг (при норме 50 Бк/кг). Для проб из Ростовской области значения составили - 3,85 и 2,1 Бк/кг - соответственно (рис. 24) (в системе СИ - 1 Бк = 1 с^-1 • 10³).

Рис. 24. Активность изотопов в органах и тканях по областям за 2006-2007 гг.

Отмечено, что показатели из Астраханской области по активности цезия в органах и тканях исследованных животных на 0,35 Бк/кг, а по активности стронция на 1,85 Бк/кг, выше таковых по Ростовской зоне. Суммарные значения по активности исследуемых изотопов в организме животных обеих областей имели положительную динамику, что говорит об ухудшении среды их обитания. Выявлено незначительное повышение радиационного уровня в обеих областях.

Таким образом, опираясь на полученные данные можно отметить, что активность радионуклидов в пробах органов и тканей из Ростовской области не высока, но она определялась во всех исследуемых органах животных, что свидетельствует о значительном воздействии окружающей среды на исследованных коров.

Определена очень сильная корреляционная связь в пробах органов и тканей, животных из Астраханской области по активности цезия с количеством лейкоцитов, лимфоцитов и тромбоцитов (r = 0,95, 0,99 и 0,91 - соответственно), при отрицательной корреляции по этим же параметрам для животных из Ростовской области. Однако для последней, характерна сильная отрицательная связь между активностью стронция и количеством лейкоцитов (r = -0,68), а также средняя положительная между стронцием и количеством тромбоцитов (r = 0,58).

Выводы

1. Выявлено наличие химических элементов в эколого-трофических системах в пределах ГОСТ. За исследуемый период определено незначительное увеличение содержания свинца и кадмия в почвах на 0,01 - 0,02 мг/кг, определены минимальные концентрации пестицидов в растительности обеих областей от 0,019 до 0,026 мг/кг, также зафиксировано превышение активности стронция относительно ДУ в воде реки Куберле Ростовской области на 0,49 - 0,7 Бк/кг за весь период исследования.

2. Исследования физиологических показателей выявили снижение числа эритроцитов на 0,3 - 0,9%, количества тромбоцитов в крови животных от 20 до 48% от значения нижней границы нормы и развитие лейкоцитоза у коров из обеих областей, как по сезонам, так и за весь период исследования, что явилось симптомами анемии. Резистентность организма коров проявляется за счет высокого уровня гемоглобина, особенно у животных Ростовской области.

3. По результатам биохимического исследования сыворотки крови животных из обеих областей установлено снижение уровня глюкозы и каротина в весенние периоды от 0,7 до 2 раза, а также возрастание количества кетоновых тел от 1,1 до 1,6 раза в крови коров из обеих областей, за исключением осенних периодов по Астраханской области, что указывало на гипогликемию и дефицит витамина А. Снижение неорганического фосфора в Ростовской области от значения нижней границы нормы составило от 0,8 до 1,8 раза за весь период исследования и общего кальция на 7,6 - 13% в образцах из Астраханской области в осенние периоды, что указывало на дефицит витамина Д.

4. Выявлена особенность морфологической картины гомогенатов органов и тканей коров Астраханской области в виде нитевидных, дендритных и большого количества лентовидных структур (фибрилл) с богатой цветовой гаммой, что свидетельствует о снижении физиологической устойчивости животных (морфотипы декомпенсированного гомеостаза). В гомогенатах органов и тканей коров Ростовской области обнаружены в основном анизотропные монохромные структурные образования, свидетельствующие о компенсаторных и адаптационных способностях этих животных (морфотипы адаптационного гомеостаза).

5. Степень кумуляции всех исследуемых химических элементов и радионуклидов в органах и тканях коров в пределах нормативов ГОСТ и представлена в виде убывающей цепочки: Pb > As > Cd > Hg - для Астраханской области и для Ростовской зоны - As > Pb > Cd > Hg. По их накоплению в органах и тканях животных для образцов из Астраханской области по убывающей следующая: печень > почки > мышцы > мозг > легкие, для Ростовской зоны: печень > почки > мышцы > легкие > мозг. Максимальное накопление пестицидов (ГХЦГ и ДДТ) определено в печени животных Астраханской области, а у животных Ростовской зоны - в легких. Активность исследуемых радионуклидов в пробах органов и тканей животных из Астраханской области незначительно превышала уровень по цезию на 0,3 - 0,4 Бк/кг и по стронцию на 1,8 - 1,9 Бк/кг над таковыми образцами из Ростовской зоны. Выраженная цветность и неоднородность структурных образований - есть результат наличия химических и радиологических элементов в организме животных.

6. Физиолого-биохимические, химические, радиологические и морфологические исследования установили, что степень адаптации организма коров к условиям обитания в Ростовской области несколько выше, чем у аналогичной породы в условиях Астраханской зоны.

Практические рекомендации

1. Рекомендовано вскармливание животных более качественными кормами, использование подкормок и премиксов для восстановления естественной резистентности организма к условиям их обитания. В частности увеличить внесение в рацион питания, особенно в зимнее-весенние периоды стойлового содержания коров различных корнеплодов, легко усвояемых углеводов и микроэлементов.

2. Предложенный комплекс (морфофизиологических и биохимических, химических и радиологических) методов может быть применен при проведении мониторинговых исследований и позволит прогнозировать дальнейшее изменение физиологического состояния сельскохозяйственных животных. Обнаруженные отклонения в обмене веществ исследованных животных могут быть использованы как индикаторы для проведения профилактических мероприятий и предупреждения заболеваний, как тест для поддержания гомеостаза внутренней среды организма коров, а также для определения пределов физиологической резистентности организма животных в их естественных условиях обитания.

3. Впервые выявленные структурные особенности биожидковтей органов и тканей животных могут быть использованы как индикаторы в мониторинге влияния окружающей среды на организм коров красной степной породы изученных субрегионов, а метод поляризационной микроскопии может использоваться в ветеринарных лабораториях, как быстрый, не трудоемкий и результативный метод исследования внутренней среды организма животных.

4. Полученные исследовательские данные могут быть внедрены для преподавания соответствующих разделов физиологии животных, биохимии, экологии, биологии, токсикологии и ветеринарии. А также для написания монографий и служить в качестве методической основы для последующих исследований в этой области.

Список печатных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Кузьмина, Л.Р. Действие факторов окружающей среды на морфоструктурные особенности органов и тканей коров красной степной породы [Текст] / Л.Р. Кузьмина, Н.А. Каниева // науч. журнал «Вестник» Астраханского гос. техн. универ. - №4 (39) июль-август 2007. - С. 117-120.

2. Кузьмина, Л.Р. Оценка состояния структурных образований биологических жидкостей органов и тканей сельскохозяйственных животных [Текст] / Л.Р. Кузьмина, Н.А. Каниева // Актуальные проблемы современных аграрных технологий: Матер. конф. АГУ. - Астрахань. - 2007. - С. 204-206.

3. Кузьмина, Л.Р. Сравнительная характеристика Sr⁹⁰ и Cs¹³⁷ в некоторых водоемах южного региона России [Текст] / Л.Р. Кузьмина, Н.А. Каниева // Экология и рациональное природопользование: Матер. межд. конф. Хургада (Египет). - Изд-во РАЭ «Успехи современного естествознания» - №2. - 2007. - С. 87-88.

4. Кузьмина, Л.Р. Некоторые показатели качества экологической безопасности сельскохозяйственной продукции [Текст] / Л.Р. Кузьмина, Н.А. Каниева // Человек и животные: матер. IV межд. научно-практич. конф. АГУ. - Астрахань. 15-16 мая 2008. - С. 53-55.

5. Кузьмина, Л.Р. Миграция и аккумуляция тяжелых металлов и радионуклидов в естественных экосистемах [Текст] / Л.Р. Кузьмина, Н.А. Каниева // Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде: Матер. V Межд. научно-практич. конф. 16-18 октября 2008 г. - Семипалатинск. - Изд-во СГПИ. - С. 167-172.

6. Каниева, Н.А. Тест-оценка действия окружающей среды по морфоструктурному анализу биологических жидкостей органов и тканей [Текст] / Н.А. Каниева, Л.Р. Кузьмина // Биотехнологические процессы продуктов переработки биоресурсов водных и наземных экосистем: Матер. межд. конф. АГТУ. - Астрахань. - 2008. - С. 198-200.

7. Каниева, Н.А. Некоторые биохимические особенности сельскохозяйственных животных [Текст] / Н.А. Каниева, Л.Р. Кузьмина // Геохимия биосферы: Сбор. матер. межд. совещания. - Новороссийск. 2008. - С. 66-68.

8. Кузьмина, Л.Р. Миграция Sr⁹⁰ и Cs¹³⁷ в системе «почва - вода - растительность» [Текст] / Л.Р. Кузьмина, Н.А. Каниева // Биохимия в народном хозяйстве: фундаментальные основы ноосферных технологий: Матер. VI межд. биогеохимической школы. - Астрахань. - 22-25 сентября 2008 г. - Изд-во АГТУ. - С. 115.

9. Кузьмина, Л.Р. Особенности содержания некоторых элементов в почве, воде и растительности южных областей [Текст] / Л.Р. Кузьмина, Н.А. Каниева // Биохимия в народном хозяйстве: фундаментальные основы ноосферных технологий: Матер. VI межд. биогеохимической школы. - Астрахань. -22-25 сентября 2008 г. - Изд-во АГТУ. - С. 116.

10. Каниева, Н.А. Использование кристаллизационных проб в качестве индикаторов среды обитания [Текст] / Н.А. Каниева, Л.Р. Кузьмина // Биохимия в народном хозяйстве: фундаментальные основы ноосферных технологий: Матер. VI межд. биогеохимической школы. - Астрахань. - 22-25 сентября 2008 г. - Изд-во АГТУ. - С. 117.

11. Кузьмина, Л.Р. Особенности содержания некоторых элементов в организме сельскохозяйственных животных [Текст] / Л.Р. Кузьмина, Н.А. Каниева // Биохимия в народном хозяйстве: фундаментальные основы ноосферных технологий: Матер. VI межд. биогеохимической школы. - Астрахань. - 22-25 сентября 2008 г. - Изд-во АГТУ. - С. 152.

12. Кузьмина, Л.Р. К вопросу мониторинга и диагностики состояния экосистем некоторых областей южного региона [Текст] / Л.Р. Кузьмина, Н.А. Каниева // Фундаментальные аспекты биологии в решении актуальных экологических проблем: Матер. межд. научно-практич. конф. АГТУ. 10-12 декабря 2008 г. - Астрахань. - Изд-во АГТУ. - С. 112-115.

13. Кузьмина, Л.Р. Сравнительный анализ активности радионуклидов техногенного происхождения [Текст] / Л.Р. Кузьмина, Н.А. Каниева // Фундаментальные аспекты биологии в решении актуальных экологических проблем: Матер. межд. научно-практич. конф. АГТУ. 10-12 декабря 2008 г. - Астрахань. - Изд-во АГТУ. - С. 116-118.

14. Кузьмина, Л.Р. Сравнительный анализ биохимических показателей сыворотки крови животных субрегионов Юга России [Текст] / Л.Р. Кузьмина, Н.А. Каниева // Актуальные проблемы экологии и сохранения биоразнообразия: Сев.-Осет. институт гум. и соц. исслед. им. В.И. Абаева. 23-26 апреля 2009 г. - Владикавказ. - С. 323-324.

15. Kuzmina, L.R. Mean annual variability of biochemical characteristics of blood serum of farm animals in southern sub-regions of Russia [Тekst]/ L.R. Kuzmina, N.A. Kanieva, / Globalization and environment (book of abstracts) Beograd. 22-24 april 2009. - P.49-50.

16. *Кузьмина, Л.Р. Особенности обмена веществ в организме сельскохозяйственных животных из некоторых субрегионов России [Текст] / Л.Р. Кузьмина // журнал «Ветеринария». - Изд-во КубГАУ. - 2009. - С. 114-118.

17. Кузьмина, Л.Р. Активность радионуклидов и тяжелых металлов в экосистемах отдельных субрегионов [Текст] / Л.Р. Кузьмина, Н.А. Каниева // Геохимия биосферы, посвящ. 20-летию орган. НИИ ЮФУ: Матер. V межд. совещания 8-10 сент. 2009 г. - Изд. НИИ геохимии биосферы. - Новороссийск. - С. 104-105.

18. Кузьмина, Л.Р. Сравнительный анализ структурных особенностей сыворотки крови и гомогенатов органов и тканей сельскохозяйственных животных [Текст] / Л.Р. Кузьмина, Н.А. Каниева // Аридное землепользование - способы и технологии интенсификации: матер. межд. научно-практ. конф. 4-6 август 2009 г. - Изд-во РАСХН. - С. 63-68.

Размещено на Allbest.ru