Токсическое действие тяжелых металлов на морфологические признаки печени молодняка овец

Оценивали биохимические показатели крови и гистологическую структуру печени у овец в возрасте 2, 4, 6 и 12 мес при интоксикации тяжелыми металлами. Определяли содержание тяжелых металлов в тканях печени.

Среди многочисленных загрязнителей окружающей среды особое место занимают тяжелые металлы, которые обладают большим сродством к физиологически важным органическим соединениям и способны инактивировать последние. Избыточное поступление тяжелых металлов в организм животных приводит к нарушению процессов метаболизма, тормозит их рост и развитие. Предприняты многочисленные попытки выявления критических доз тяжелых металлов, при которых происходят физиологические, морфологические и другие изменения в организме животных (1-4). Однако эти данные довольно противоречивы и обобщить их практически невозможно, так как реакция особей на ту или иную концентрацию какого-либо токсиканта неоднозначна и зависит от возраста, вида, породы и других факторов. Основная опасность тяжелых металлов для организма животных заключается не столько в проявлении острого отравления, сколько в постоянной кумуляции элементов. При этом нередко возникают патологические процессы разной степени тяжести в органах и системах организма, в частности печени. Особенно подвержены влиянию загрязнителей окружающей среды молодые животные, что обусловлено незрелостью ферментативных систем печени, в которой протекают основные процессы обмена ксенобиотиков, включая трансформацию и обезвреживание.

В связи с этим в задачу нашей работы входила оценка токсического воздействия свинца, кадмия, ртути и мышьяка на функциональные и морфологические признаки печени молодняка овец в конкретных агроэкологических условиях Саратовской области, где сложилась неблагополучная экологическая ситуация.

Методика. Объектом исследования служили ягнята аборигенной бакур-ской породы в возрасте 2, 4, 6 и 12 мес. Для оценки функции печени использовали ряд стандартных биохимических тестов, основанных на определении в сыворотке крови по общепринятым методикам следующих показателей: концентрация общего белка и альбуминов; активность аминотрансфераз — аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (АСТ); активность щелочной фосфатазы; концентрация билирубина; тимоловая проба.

Для анализа гистологической структуры печени и содержания в ней тяжелых металлов проводили контрольный убой трех типичных ягнят каждого возраста. Материалом для микроструктурных исследований служили фиксированные в 5 % растворе формалина кусочки печени, которые затем заключали в парафин, разрезали на микротоме и окрашивали гематоксилин-эозином. Содержание свинца и кадмия в образцах определяли атомно-абсорбционным методом, ртути и мышьяка — колориметрическим методом.

Результаты. Содержание тяжелых металлов в печени ягнят с возрастом увеличивалось (табл. 1). Так, до 6-месячного возраста содержание в печени свинца, кадмия, ртути и мышьяка было незначительным, а в возрасте 1 года превышало предельно допустимые нормы в 1,5-2 раза.

1. Содержание тяжелых металлов в печени молодняка овец аборигенной бакурской породы разного возраста (мг/кг)

Концентрация общего белка, альбуминов, аминотрансферазы, щелочной фосфатазы, билирубина в сыворотке крови 2-месячных животных находилась в пределах нормы (табл. 2). В возрасте 4, 6 и 12 мес отмечена тенденция к снижению концентрации общего белка и альбуминов, что является признаком поражения печени.

2. Биохимические показатели сыворотки крови, отражающие функцию печени овец аборигенной бакурской породы разного возраста, под влиянием тяжелых металлов

Альбумины, фибриноген и часть глобулинов образуются в клетках печени, при поражении которых развивается гипопротеинемия, обусловленная в основном гипоальбуминемией и гипофибриногенемией (5). О степени повреждения гепатоцитов можно судить по активности аминотрансфераз в сыворотке крови, что имеет исключительно важное значение при дифференциальной диагностике болезней печени. При поражениях паренхимы печени в сыворотке крови больных животных повышается каталитическая активность АЛТ и АСТ, которые поступают в кровь через поврежденную мембрану гепатоцитов.

Нами отмечена тенденция к повышению активности трансаминаз в сыворотке крови животных в возрастной динамике: АЛТ и АСТ — соответственно на 35,8 и 33,2 % в возрасте 1 года по сравнению с таковой в 2 мес. При заболеваниях печени, сопровождающихся повреждением паренхимы, наблюдается умеренное возрастание активности щелочной фосфатазы. Нами не выявлено достоверных различий по активности этого фермента в сыворотке крови животных в зависимости от возраста.

Увеличение концентрации билирубина в крови характерно при поражении паренхимы печени факторами инфекционного и токсического характера (6). У ягнят отмечено увеличение концентрации билирубина в крови в возрастной динамике. Тимоловая проба, отражающая в известной мере степень цитолитических процессов паренхимы печени, не изменялась с возрастом животных и составляла 0,4 ± 0,2 ед.

Выявленные изменения, возможно, связаны с нарушением структуры и функции специфических клеток печени — гепатоцитов — вследствие токсического воздействия тяжелых металлов. Для подтверждения этой гипотезы мы провели гистологический анализ клеток органа.

Известно, что чужеродные вещества при проникновении в организм проходят несколько этапов обмена: распределение, трансформацию и элиминацию. Особенностью тяжелых металлов является их неравномерное распределение по 56

органам и низкая способность к элиминации (7). Поступая в организм животных, они блокируют синтез ряда ферментов с последующим нарушением структуры и функций клеток печени.

Печень 2-месячных ягнят характеризовалась следующими признаками: сохранение строения долек; нарушение балочной структуры (местами); неравномерно выраженная белковая дистрофия гепатоцитов; темные и двуядерные гепатоциты в периферических отделах долек; фокальные моноцеллюлярные и групповые некрозы гепатоцитов (центролобулярные); пролиферация и гиперплазия звездчатых ретикуло-эндотелиоцитов (клеток фон Купффера). Эти изменения типичны для адаптационно-реактивных процессов.

В печени 4-месячных ягнят выявлены следующие признаки: сохранение дольчатого строения; нарушение балочного строения (местами значительное); очаговая белковая дистрофия гепатоцитов; моно - и полицеллюлярные некрозы гепатоцитов в различных отделах долек со скоплением лимфогистиоцитарных элементов с примесью единичных лейкоцитов; расширение портальных трактов, отечность, умеренный фиброз; выраженная лимфогистиоцитарная инфильтрация, местами распространяющаяся в паренхиму без некроза гепатоцитов (дискретный инфильтрат); очаговые пролиферативные изменения внутри долек — макрофагальные гранулемы; в участке правой доли выраженное воспаление в стенках сосудов (тромбофлебит) и образование острых портальных абсцессов с преобладанием в клеточном инфильтрате эозинофильных лейкоцитов (косвенный признак паразитарного заболевания).

У 6-месячных ягнят эти нарушения усугублялись: неравномерно выраженная дискомплексация балок; расширение пространств Диссе; неравномерно выраженная зернистая дистрофия гепатоцитов; наличие немногочисленных мо-ноцеллюлярных некрозов со скоплением в этих участках макрофагов, лимфоцитов, единичных нейтрофилов; двуядерные клетки-регенераты в периферических отделах долек; отек портальных трактов со слабой лимфоцитарной инфильтрацией.

В возрасте 1 года нарушения затронули как строение органа, так и морфофункциональные признаки клеток печени: полиморфизм гепатоцитов, в том числе двуядерных клеток; дискомплексация печеночных балок; белковая дистрофия гепатоцитов, моноцеллюлярные некрозы в различных отделах долек со скоплением на их месте макрофагов, лимфоцитов и нейтрофилов; расширение портальных трактов, отечность, выраженная инфильтрация лимфогистиоцитарными элементами с примесью нейтрофилов; дискретный инфильтрат в перипортальных зонах. Вышеописанные изменения характерны для неспецифического реактивного гепатита. На этом фоне выявлены очаги некрозов, инфильтрированные сегментоядерными лейкоцитами и окруженные воспалительным инфильтратом с гранулемами инфекционного типа (место локализации возбудителя).

Итак, в зоне напряженной экологической ситуации Саратовской области у молодняка овец развиваются реактивно-дистрофические изменения печени: глубокие поражения гепатоцитов паренхимы, некроз ядер, вакуолизация цитоплазмы и разрастание междольковой соединительной ткани, что служит причиной возникновения хронического гепатита. Следовательно, тяжелые металлы, попадая в избыточном количестве в организм животных, оказывают угнетающее, а порой и разрушающее действие на печень молодняка овец.

Л И Т Е Р А Т У Р А

• 1.    Е р ш о в Ю.А., П л е т н е в а Т.В. Механизмы токсического действия неорганических соединений. М., 1989.

• 2.    З а й ч и к А.Ш., Ч у р и л о в Л.П. Основы патохимии. СПб, 2000.

• 3.    М у с и л Я. Основы биохимии патологических процессов. М., 1985.

• 4.    Т р е т ь я к о в Л.И., С е м ч у к Н.Н. О механизме токсического влияния соединений тяжелых металлов. Тез. докл. Междунар. конф. «Экология и жизнь — 2000». Великий Новгород, 2000.

• 5.    Н и к о л а е в Л.А. Металлы в живых организмах. М., 1986.

• 6.    З а й ц е в С.Ю., К о н о п а т о в Ю.В. Биохимия животных. Фундаментальные и клинические аспекты. СПб, 2004.

• 7.    Г р и б о в с к и й Г.П. Научное обоснование комплекса мероприятий по снижению влияния аномального содержания микроэлементов на организм животных и санитарное качество продуктов животноводства в биогеохимических провинциях Южного Урала. Автореф. докт. дис. М., 1996.

Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова, 410600, Саратов, пл. Театральная, 1