Детоксикация мяса кроликов при контаминации 1,1-диметилгидразином

Одной из приоритетных и наукоемких областей человеческой деятельности является космическая промышленность, определяющая не только политический показатель современного государства, но и его научно-техническую, экономическую и оборонную мощь. Как известно, в ракетах тяжелого и среднего класса «Днепр», «Протон», и др., запускающихся с космодромов «Плесецк» и «Байконур», в качестве ракетного топлива применяется 1,1-диметилгидразин (1,1-ДМГ), в качестве его окислителя - тетраоксид азота [1]. При значительной коммерциализации космической отрасли, увеличении частоты запусков ракетных комплексов и появлении аварийных ситуаций стало понятно, что ракетно-космическая деятельность оказывает негативное влияние на окружающую природную среду [1; 2].

Все перечисленные компоненты представляют высокотоксичные вещества 1-го и 2-го класса опасности [1; 3].

Ракетное топливо - 1,1-диметилгидразин (несимметричный диметилгидразин (НДМГ)), называемый «гептил», представляет гигроскопичную, водорастворимую, бесцветную жидкость с неприятным запахом, характерными для органических аминов [4]. Это слабое основание, активный восстановитель, легко вступает в реакцию с со

единениями, содержащими в своем составе карбонильную группу и т.д. При запуске ракет-носителей (РН) происходит частичное образование НДМГ и распространение продуктов его окисления в виде аэрозолей. Пoстепеннo oседая, аэрoзoли распыляются в направлении движения воздушных масс на большие расстояния. Район токсичных продуктов распада НДМГ очень большой [5].

Всемирная организация здравоохранения отнесла ракетное топливо гептил к одному из наиболее токсичных веществ, в связи с его чрезвычайной опасностью даже в очень малых дозах. Несмотря на это гидразиновые ракетные топлива, производство и применение которых началось еще в середине XX в., до сих пор активно используются не только в боевых ракетах, но и в космических ракетах-носителях в России, Казахстане, Украине, США и Китае. Проблеме влияния последствий ракетно-космической деятельности (РКД) на состояние самочувствия населения, проживающего около границ района падения отделяющихся частей ракет-носителей (РП ОЧРН), посвящен ряд исследований [6]. Содержание указанных веществ в почве, воде, воздухе и других объектах окружающей среды в настоящий момент изучено недостаточно [7].

Токсичность несимметричного диметилгидразина (НДМГ), основного вещества жидкого ракетного топлива (гептил), создает серьезную проблему экологического характера для Республики Казахстан. В экспериментальных исследованиях установлено, что влияние НДМГ на организм человека приводит к нарушению иммунной, лимфатической, сердечно-сосудистой и центральной нервной систем, желудочно-кишечного тракта, крови, печени, кожи, поражению репродуктивной системы, образованию внутриутробного недоразвития плода, тяжелым врожденным уродствам и другим патологическим проблемам [8].

Клинически отравления 1,1-ДМГ зависят от его пути попадания в организм, длительности и дозы воздействия. Оно настолько полиморфно (от легкой тошноты и головокружения до тяжелых бронхоспазмов, нейротоксикоза и поражения печени) и настолько неспецифично, что трудно сказать, чем именно вызваны наблюдаемые явления [9—11].

Патоморфологическая картина отравления загрязненных животных объясняется нарушениями крово- и ликворообращения в головном мозге. В печени возникает белковая и жировая дистрофия. Отмечаются дистрофические изменения и нарушения гемодинамики в миокарде и почках. Отсюда следует, что состояние экосистем в местах попадания токсичных компонентов ракетного топлива свидетельствует об ухудшении экологического показателя на прилегающих территориях ракетного полигона [12].

В данное время применяемые способы обработки загрязненных территорий 1,1-диметилгидразином приводят к отравлениям с токсически нежелательным эффектом.

Путем мониторинга и выбора средств мы подобрали «Антитокс»; препарат произведен в Германии компанией «ImmCont GmbH», предназначен для нейтрализации токсичных веществ в организме животных, рекомендуется его использовать при отравлении, лечении воспалений, нарушении обмена веществ и вызванных этим расстройствах. Не имеет противопоказаний, не влияет на качество мясомолочных продуктов. В его составе натрия тиосульфат, натрия глутамат, хлоркрезол, натрия бисульфит [6]. Несмотря на это в доступной литературе мы не нашли описания применения антитокса как антидота, используемого для выведения 1,1-диметилгидразина из организма животных при интоксикации. Кроме этого в опыт были включены и препараты, улучшающие обмен веществ: Е-селен и Витамин B6.

Е-селен восполняет недостаточность витамина Е и селена в организме животных. Витамин Е обеспечивает активацию окислительно-восстановительных реакций и ока- зывает положительное влияние на углеводно-жировой обмен, улучшает усвоение витаминов А и D3, поднимает уровень иммунитета и общую сопротивляемость организма [13; 15]. Биологическая роль селена связана с его антиоксидантными функциями. Он способствует нейтрализации токсических веществ в организме животных. Введение препарата приводит к быстрому росту концентрации витамина Е и селена в организме животных, нормализации обменных процессов [14; 15].

Витамин B6 (пиридоксин) относится к водорастворимой группе витаминов и очень важен, так как с его помощью в печени образуется фермент, участвующий в синтезе аминокислот, основного «строительного материала» белков, он может спонтанно вступать в реакцию с 1,1-диметилгидразином при комнатной температуре, чтобы уменьшить его повреждения, а также оказывает защитное действие против токсического влияния [16].

Принимая во внимание эти научные данные, перед нами была поставлена цель – определить: эффективность использования детоксицирующих смесей № 1, 2, 3 разных составов для уменьшения процессов интоксикации и остаточные количества 1,1-диме-тилгидразина в органах и тканях кроликов.

Материалы и методы

Исследования проведены на базе лаборатории «Пищевая безопасность продуктов животноводства» кафедры ветеринарной санитарии Казахского агротехнического университета им. С. Сейфуллина и в аналитической лаборатории РГП НИЦ «Ғарыш-экология» (г. Жезказган). Эксперименты выполнены на кроликах в возрасте 3–4 мес массой от 1,5 до 2,0 кг с небольшой погрешностью. Кролики по принципу аналогов были разделены на три опытные и контрольную группы: № 1, 2 и 3 (по 5 гол. в каждой). Животных содержали в стандартных условиях вивария на сбалансированном по питательным веществам рационе со свободным доступом к воде и корму.

Кроликов первой, второй и третьей опытных групп подвергали хронической интоксикации путем выпаивания однократно 1,1-диметилгидразина при смешивании с дистиллированной водой в течение 4 нед. в дозе 0,5 мг/кг смесями препаратов (№ 1, 2, 3). Интактные животные являлись контрольной группой.

Были подобраны детоксицирующие смеси (ДС):

• 1.    ДС № 1: антитокс 3 мл/г + витамин В6 – 0,2 г/кг 2–3 раз / 7 дн.

• 2.    ДС № 2: антитокс 3 мл/г + Е-селен – 0,04 мл / 1 кг массы тела или перорально с водой 0,1 мл/кг 2–3 раз / 7 дн.

• 3.    ДС № 3: раствор ряски 10 г / 2 кг + витамин Е – 0,2 г/кг 2–3 раз / 7 дн.

Учитывали результаты по ежедневному клиническому состоянию животных, их активности, состоянию шерстного покрова, поедаемости корма и потреблению воды. По окончании исследований (4 нед.) выведение животных из эксперимента осуществляли путем обескровливания на фоне инъекционного наркоза золетилом. Физико-химические показатели мяса кроликов устанавливали арбитражными методами. Определение 1,1-диметилгидразина в органах и тканях – методом ионной хроматографии с амперометрическим детектированием МВИ № 34-02 (KZ.07.00.01775-2013).

Исследования с лабораторными животными выполнены в соответствии с требованиями Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях [17]. Статистическую обработку результатов проводили с использованием t-критерия Стьюдента для независимых выборок в программе STATISTICA v. 12 (StatSoft Inc, USA).

Результаты исследований

У животных, интоксицированных раствором 1,1-диметилгидразина, наблюдали слабо выраженное угнетение, они были подвижны, принимали корм и воду. Для их состояния были характерны невыраженное дыхание, тремор и подергивание тела, взъе-рошенность волосяного покрова.

У животных контрольной группы изменения клинического статуса не отмечены.

Результаты исследований клинического статуса животных приведены ниже (табл. 1).

Клинические показатели опытных животных (кроликов)

Таблица 1

№ п/п	Параметр       1	Масса, кг	Пульс, ударов/мин	Температура, ºС	Дыхание
	Норма		180–300 (120–200)	38,5–39,5	50–60 ударов/мин
ОГ 1	До детоксикации	1,5 ± 0,02	123,3 ± 13,7	37,47 ± 0,91	139,31 ± 29,12
	После ДС № 1	1,7 ± 0,01	140,1 ± 8,66	37,3 ± 0,67	136 ± 21,1
ОГ 2	До детоксикации	1,8 ± 0,03	134,6 ± 16,13	37,81 ± 0,53	135,68 ± 23,09
	После ДС № 2	1,8 ± 0,07	112 ± 9,32	37,4 ± 0,98	122 ± 14,25
ОГ 3	До детоксикации	1,7 ± 0,02	129,5 ± 13,66	36,52 ± 1,03	153,25 ± 18,40
	После ДС № 3	1,8 ± 0,06	121,3 ± 3,52	38,1 ± 1,12	112 ± 6,13
КГ	–	2 ± 0,06	164,8 ± 9,52	39,1 ± 1,10	83 ± 6,13

Примечание. ДС – детоксицирующая смесь; ОГ – опытная группа; КГ – контрольная группа.

Клинические параметры экспериментальных животных со 2-й нед. после детоксикации указывают: в опытной группе 1 стабилизируется пульс (140,1 ± 8,66), дыхание от 153,25 ± 18,40 до 112 ± 6,13, это свидетельствует о возможном положительном влиянии детоксицирующих составов.

Результаты физико-химических показателей мяса кроликов при экспериментальном токсикозе представлены в табл. 2. Отклонения отмечены в опытной группе 3, реакция на пероксидазу отрицательная, содержание рН – 6,34 ± 1,2, реакция продуктов первичного распада белка положительная, а в контрольной группе отрицательная.

При определении аммиака и солей аммония (реакция с реактивом Несслера) экстракт мяса опытных групп во всех пробах дал положительную реакцию, в контрольной группе – отрицательную.

Таблица 2 Физико-химические показатели мяса опытных кроликов

№ п/п	Группа	Показатель
		Реакция на пероксидазу	рН	Реакция с 5%-ным раствором сернокислой меди	Определение аммиака и солей аммония
1-я	Опытная 1	+	6,01 ± 0,24	Прозрачная, без изменений	Желтый цвет с выпадением осадка
2-я	Опытная 2	+	6,2 ± 0,53	Прозрачная, с выпадением хлопьев	Интенсивно-желтый цвет, небольшое помутнение
3-я	Опытная 3	–	6,34 ± 1,2	Наблюдается помутнение вытяжки	Интенсивно-желтый цвет, небольшое помутнение
4-я	Контрольная	+	6,1 ± 0,12	Прозрачная, без изменений	Прозрачный

Как видно из рис. 1-3, концентрация 1,1-ДМГ превышает предельно допустимое количество и обнаруживается практически во всех съедобных частях тушки кролика -бедренных мышцах, а также в печени, легких и почках.

Степень накопления токсина в органах и тканях разная. По концентрации 1,1-ди-метилгидразина органы и ткани можно расположить в определенной последовательности - печень, почки, грудные мышцы и легкие.

Наибольшее количество 1,1-диметилгидразина сконцентрировано в опытной группе 1 до применения детоксицирующих смесей, в печени - 2,74 ± 0,82 мг/кг и почках 1,86 ± 0,56, меньше его в грудных мышцах 0,36 ± 0,11 мг/кг (рис. 2).

Печень

Почки

Гр.

Мышцы до детоксикации после детоксикации

Гр.

Мышцы

Печень

Почки

до детоксикации    после детоксикации

Рис. 2. Концентрация 1,1-ДМГ в опытной группе 2, мг/кг

до детоксикации    после детоксикации

Рис. 1. Концентрация в 1,1-ДМГ в опытной группе 1, мг/кг

Рис. 3 . Концентрация 1,1-ДМГ в опытной группе 3, мг/кг

После использования детоксицирующей смеси № 3 (раствор ряски 10 г / 2 кг + витамин Е - 0,2 г/кг) остаточное количество 1,1-ДМГ в печени - 2,38 ± 0,72 мг/дм3, в почках - 1,62 ± 1,09 мг/дм3, что подтверждает низкую эффективность смеси (рис. 3).

При применении ДС № 1 (антитокс, 3 мл/г + витамин В6 - 0,2 г/кг) и ДС № 2 (ан-титокс, 3 мл/г + Е-селен) остаточное количество 1,1-диметилгидразина снижается до предельно допустимой концентрации в грудных мышцах, почках и легких (< 0,1 мг/дм3), отмечается его незначительное присутствие в печени - 0,4 ± 0,3 мг/дм3 (рис. 1).

Заключение

При использовании детоксицирующей смеси № 3 отмечена наименьшая эффективность процессов детоксикации в организме интоксицированных животных, доказательство тому и результаты физико-химических исследований (превышение концентрации водородных ионов, отрицательная реакция на пероксидазу), и увеличение предельно допустимой концентрации остаточного количества 1,1-ДМГ в органах, а именно в печени – 2,38 ± 0,72 мг/дм3, почках – 1,62 ± 1,09 мг/дм3.

При примeнении ДС № 1 и ДС № 2 клинические, физико-химические показатели приходят в норму, остаточноe количeство 1,1-диметилгидразина устанавливается до предельно допустимой концентрации в грудных мышцах, почках и легких (менее 0,1 мг/дм3).

Таким образом, из испытанных нами трех детоксицирующих смесей наиболее эффeктивны составы: антитокс 3 мл/г + витамин В6 – 0,2 г/кг и антитокс 3 мл/г + Е-селен. Подобранные экспериментальным путем смеси улучшают клинические, физико-химические показатели животных и уменьшают остаточное количество 1,1-диме-тилгидразина до предельно допустимой концентрации в грудных мышцах, почках и легких (до 0,1 мг/дм3).

M.V . Zabolotnykh ¹, B.S. Maykanov², L.T. Auteleeva², S.P. Seydenova², Z.M. Yusupova^{2 1}Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Russian Federation, Omsk ²Kazakh Agrotechnical University named after S. Seyfullin, Republic of Kazakhstan, Nur-Sultan

Detoxification of Rabbit Meat Contaminated by 1,1-dimethylhydrazine