Активность защитных механизмов у коров в условиях повышенной плотности загрязнения почв радиоцезием при скармливании биополимера из древесины даурской лиственницы

Защитные механизмы организма многообразны и действуют совместно, дополняя друг друга. Важнейшим критерием естественной резистентности является функциональная активность нейтрофилов (1). Состояние иммунной системы характеризуется главным образом количеством лимфоцитов в крови, их популяционным и субпопуляционным составом, а также концентрацией иммуноглобулинов в сыворотке крови (2).

Известно, что к основным проявлениям негативного эффекта ионизирующего излучения относится активация перекисных процессов в биологических мембранах, приводящих к их модификации, вследствие чего снижается функциональная активность клеток, в том числе нейтрофилов и лимфоцитов. Многочисленными исследованиями доказано, что широко распространенные в природе полифенольные соединения, в частности биофлавоноиды, обладают антиоксидантными свойствами (3). Дегидрокверцитин — биофлавоноид, входящий в состав полимера из древесины даурской лиственницы, который может способствовать восстановлению антиоксидантной системы защиты организма, что особенно актуально в условиях повышенной плотности загрязнения почвы радиоцезием.

Цель нашей работы заключалась в изучении активности защитных механизмов у коров при скармливании биополимера из древесины даурской лиственницы в условиях повышенной плотности загрязнения почвы радиоцезием.

Методика. Научно-производственный опыт проводили в ОПХ филиала Всероссийского института удобрений и агропочвоведения (ВИУА) (Брянская обл., Новозыбковский р-н). Плотность загрязнения почвы хозяйства радиоактивным цезием составляла 15-40 Ku/км² (после аварии на Чернобыльской АЭС проведено коренное улучшение пастбищ с высевом смеси злаковых трав). По принципу парных аналогов были сформированы две группы коров черно-пестрой породы четвертого отела со среднесуточной молочной продуктивностью 10-11 кг (I — контроль, II — опыт, по 6 гол. в каждой). Условия содержания животных соответствовали ветеринарно-зоогигиеническим требованиям. Опыт проводили в летний пастбищный период в течение 60 сут. Дополнительно животным ежедневно скармливали концентраты (по 2 кг/гол.), а коровам II группы также биополимер из древесины даурской лиственницы (50 г/гол.), содержащий до 1,5 % дегид-рокверцитина (препарат предоставлен профессором Ю.П. Фомичевым, Всероссийский НИИ животноводства). По окончании эксперимента из яремной вены до утреннего кормления отбирали пробы крови для анализа.

Количество лейкоцитов и эритроцитов в крови подсчитывали в камере Горяева, лейкоцитарную формулу — в мазках, окрашенных по Романовскому-Гимза. Фагоцитарный показатель (ФП, %) рассчитывали по доле нейтрофилов, способных к поглощению частиц латекса. Функционально-метаболическую активность нейтрофилов оценивали по результатам реакции восстановления нитросинего тетразолия (4, 5). Поглотительную способность нейтрофилов (ФП, %) и активность их оксидазных систем (+НСТ, %) оценивали в двух состояниях: базальном (баз.) — в свежевзятых образцах крови, стабилизированной гепарином, и стимулированном (стим.) — после внесения в пробы крови зимозана, что моделирует условия антигенного воздействия и позволяет охарактеризовать адаптационные резервы поглотительной и микробицидной способности нейтрофилов (6); кислородонезависимую микробицидность нейтрофилов периферической крови — по содержанию в них катионных белков по методу В.И. Жибинова (7), рассчитывая средний цитохимический коэффициент (СЦК) по формуле, предложенной Н.А. Макаревичем (8). Численность популяции Т- и В-лимфоцитов (Е-РОЛ и М-РОЛ, %) определяли по реакции розет-кообразования с эритроцитами соответственно барана и мыши (9), субпопуляции иммунорегуляторных Т-лимфоцитов, обладающих преимущественно хелперной (Е-РОЛтр., %) и супрессорной (Е-РОЛтч., %) активностью, — по тесту с теофиллином (10); содержание иммуноглобулинов — методом простой радиальной иммунодиффузии по Манчини (11), общий белок — рефрактометрически, белковые фракции — нефелометрическим методом (12), концентрацию мочевины в сыворотке крови — по реакции с диацетилмонооксимом, глюкозы — глюкозооксидазным методом, креатинина — по реакции Яффе, билирубина — методом Йенрашика-Клеггорна-Грофа, активность аспартат- и аланинаминотрансферазы (АСТ и АЛТ) — по методу Райтмана-Френкеля (13).

Статистическую обработку результатов проводили с использованием компьютерных программ (14). В качестве физиологической нормы служили соответствующие показатели, приведенные в литературе (15-18).

Результаты. Морфологический анализ крови коров обеих групп свидетельствовал о соответствии большей части показателей гемограммы значениям физиологической нормы. Исключение составило повышение доли эозинофилов (у животных I и II групп соответственно 19,58 ± 1,97 и 18,20 ± 1,63 %). Известно, что по количеству эозинофилов можно судить о состоянии глюкокортикоидной функции коры надпочечников (17): повышение концентрации кортикоидов в крови приводит к уменьшению числа эозинофилов, а ее снижение — к увеличению (19). Учитывая планово проводимую дегельминтизацию, выявленное увеличение числа эозинофилов в крови коров служит косвенным подтверждением снижения активности коры надпочечников.

Кроме того, следует отметить уменьшение доли палочкоядерных и увеличение — сегментоядерных нейтрофилов в периферической крови, что указывало на дегенеративный сдвиг ядерной формулы этих клеток, обусловленный недостаточной функциональной активностью красного костного мозга. В крови у коров обнаружили значительное количество лимфоцитов с деформированным ядром, главным образом с фрагментацией (у животных I и II групп соответственно 4,74±0,52 и 4,61±0,80 % от числа лимфоцитов в крови), что явля- ется этапом апоптоза. Известно, что даже низкие дозы ионизирующего облучения (до 1 мЗв) вызывают морфологические изменения в клетках периферической крови (20) и наиболее часто облучению сопутствует фрагментация ядер и клеток (21). Этот вид патологии практически не встречается в лимфоцитах крови животных, содержащихся на территориях с плотностью загрязнения почв ниже 1 Ku/км2, но появляется при более высоком уровне загрязнения (22).

Естественная резистентность животных была недостаточной, о чем свидетельствовал низкий адаптационный резерв поглотительной способности и кислородозависимой микробицидности нейтрофилов крови: после внесения в пробы зимозана у коров I и II групп фагоцитарный показатель составлял соответственно 14,53 ± 2,35 и 26,86 ± 7,62 %, а доля НСТ-позитивных нейтрофилов — 22,03 ± 6,25 и 35,31 ± 4,86 %. Кислородонезависимая микробицидность нейтрофилов крови, о которой судят по содержанию в них катионных белков (СЦК), у животных обеих групп существенно не различалась и соответствовала значениям физиологической нормы (для I и II групп — соответственно 1,57 ± 0,13 и 1,44 ± 0,17).

У коров, получавших с кормом биополимер (II группа), морфологический состав крови и фагоцитарная активность нейтрофилов крови приближались к физиологической норме, но в связи с индивидуальными колебаниями показателей достоверно значимой разницы установлено не было.

1. Характеристика иммунного статуса дойных коров черно-пестрой породы при скармливании биополимера из древесины даурской лиственницы (Брянская обл.)

П р и м е ч а н и е. Обозначение показателей, описание условий эксперимента и групп животных см. в разделе «Методика».

* Р < 0,05 по отношению к коровам I группы.

При изучении влияния препарата на клеточное звено иммунной системы у дойных коров (табл. 1) выявили низкое содержание в крови Т-лимфоцитов, в частности те-офиллинрезистентных, облада-ющих преимущественно хелперной активностью. У животных II группы по сравнению с контрольными отмечали более выраженный инверсный эффект теофиллина (Р > 0,05), что свидетельствует о тенденции к активации Т-лим-фоцитарного звена под воздействием использованного би-ополимера.

Доля лимфоцитов, не имевших Т- или В-маркеров, у коров обеих групп достоверно значимо не различалась, но наблюдалась тенденция к повышению количества 0-лимфоцитов в крови у животных II группы. При этом доля В-лимфоцитов в крови коров опытной группы была на 18,42 % (Р > 0,05) ниже, чем в контроле, что коррелирует с более низким содержанием IgM (на 24,25 %, Р < 0,05) в сыворотке крови у животных II группы и может свидетельствовать об их пониженной антигенной стимуляции и, следовательно, более благополучном состоянии вследствие активности механизмов естественной резистентности.

Концентрация общего белка, в том числе альбуминов, а также относительное содержание γ-глобулинов в сыворотке крови коров обеих групп соответствовали значениям физиологической нормы (табл. 2). Однако концентрация α -глобулинов в сыворотке крови животных была ниже, а β-глобулинов — выше нормы, что характерно для симптоматики патологического состояния печени (23). На такую возможность указывала также достаточно высокая активность АЛТ и АСТ в сыворотке крови у животных обеих групп. То есть использование в рационе животных опытной группы биополимера не оказало существенного влияния на биохимические характеристики сыворотки крови у дойных коров.

2. Биохимические характеристики сыворотки крови у дойных коров чернопестрой породы при скармливании биополимера из древесины даурской лиственницы (Брянская обл.)

Таким образом, у подопытных коров в условиях плотности загрязнения почвы радиоактивным цезием 15-40 Ku/км2 выявлено напряжение механизмов гомеостаза, на что указывает несоответствие части показателей лейкограммы величине физиологической нормы (значительное число лимфоцитов с фрагментированным ядром и низкое — палочкоядерных нейтрофилов при высоком содержании эозинофилов), а также крайне низкие характеристики адаптационного резерва поглотительной способности нейтрофилов крови, их кислородозависимой микробицидности и доля Т-лимфоцитов в крови. Скармливание коровам в течение 60 сут по 50 г/гол. биополимера из древесины даурской лиственницы, содержащей до 1,5 % дегидрокверцитина, обусловило выраженную тенденцию к оптимизации морфологического состава крови и повышению функциональной активности механизмов естественной резистентности, что, в свою очередь, способствовало снижению антигенной нагрузки и, соответственно, концентрации IgM в сыворотке крови у животных.

Л И Т Е Р А Т У Р А

• 1.   С а п о в И.А., Н о в и к о в В.С. Неспецифические механизмы адаптации человека. Л., 1984.

• 2.   П е т р о в Р.В. Иммунология. М., 1987.

• 3.    Химическая энциклопедия. М., 1988, т. 1: 556-557.

• 4.   Ш у б и ч М.Г., М е д н и к о в а В.Г. NBT-тест у детей в норме и при гнойно-бактериальных инфекциях. Лаб. дело, 1978, 1: 663-666.

• 5.   Ш у б и ч М.Г., Н е с т е р о в а И.В., С т а р ч е н к о В.М. Тест с нитросиним тетразолием в оценке иммунологического статуса детей с гнойно-септическими забо

  леваниями. Лаб. дело, 1980, 7: 342-344.

• 6.    Х а и т о в Р.М., П и н е г и н Б.В., И с т а м о в Х.И. Экологическая иммунология. М., 1995.

• 7.    Ж и б и н о в В.И. Применение лизосомально-катионного теста. Ветеринария, 1983, 8: 30-31.

• 8.   М а к а р е в и ч Н.А. Лизосомально-катионный тест для оценки уровня резистентности организма крупного рогатого скота. Ветеринария, 1988, 5: 26-28.

• 9.   П о н я к и н а И.Д., Л е б е д е в К.А., В а с е н о в и ч М.И. и др. Способ определения иммунологического состояния организма. А.с. 1090409 (РФ) МКИ³ А 61 К

  39/00, ¹ 3429. 198/28-13. Бюл. изобр. и откр. ¹ 17. М., 1984.

• 10.  П е т р о в Р.В., Х а и т о в Р.М., П и н е г и н Б.В. и др. Оценка иммунного статуса человека при массовых обследованиях (методология и методические рекоменда

  ции). М., 1989.

• 11.    Б э м Э. Простая радиальная иммунодиффузия по Манчини. В кн.: Иммунологические методы. М., 1987: 49-57.

• 12.    Методические указания по применению унифицированных биохимических методов исследования крови, мочи и молока в ветеринарных лабораториях. М., 1981.

• 13.    Лабораторные методы исследования в клинике /Под ред. В.В. Меньшикова. М., 1987.

• 14.    И в а н о в В.П., К р а п и в и н И.А. Программа для статистической обработки результатов зоотехнических, физиологических и биохимических исследований. В сб.: Новые формы и методы обучения студентов. Кострома, 1994, ч. 2: 90-91.

• 15. К а р п у т ь И.М. Гематологический атлас сельскохозяйственных животных. Минск, 1986.

• 16.  К а с с и р с к и й И.А., А л е к с е е в Г.А. Клиническая гематология. М., 1970.

• 17.  Б у з л а м а В.С. Общая резистентность животных при стрессе и ее регуляция адаптогенами. Докл. РАСХН, 1996, 1: 36-38.

• 18.  T i z a r d I.R. Veterinary immunology. An introduction. 6^th Edition. Philadelpia, London, Toronto, Montreal, Sydney, Tokyo, 2000.

• 19.  У с т и н о в Д.А. Стресс-факторы в промышленном животноводстве. М., 1976.

• 20.  С т а в и ц к и й Р.В., Г у с л и с т ы й В.П., К о в а л ь ч у к И.В. и др. Оценка реакции организма человека на однократное облучение в малой дозе. Мед. радиол. и

  радиац. безопасность, 1999, 44(33): 66-71.

• 21.  Ж е р б и н Е.А., Ч у х л о в и ч А.Б. Радиационная гематология. М., 1989.

• 22.  К р а п и в и н а Е.В. Влияние селенопирана на уровень атипичных лимфоцитов в крови у молодняка крупного рогатого скота в условиях повышенного содержания в

  среде ¹³⁷Cs. В сб.: Мат. 5-й Междунар. науч. конф. «Опыт преодоления последствий Чернобыльской катастрофы в сельском и лесном хозяйстве — 20 лет спустя после аварии на ЧАЭС». Житомир, 2006.

• 23.    Б ы ш е в с к и й А.Ш., Г а л я н С.Л. Биохимические сдвиги в диагностике патологических состояний (с элементами патохимии). Новосибирск, 1993.

ФГОУ ВПО Брянская государственная сельскохозяйственная академия,