Токсическое действие тяжелых металлов на морфологические признаки печени молодняка овец
Автор: Забелина М.В.
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Экологические проблемы в животноводстве
Статья в выпуске: 4 т.40, 2005 года.
Бесплатный доступ
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.
Короткий адрес: https://sciup.org/142133098
IDR: 142133098
Текст научной статьи 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)
Возраст животных, мес |
1 Свинец |
^ Кадмий |
1 Ртуть |
1 Мышьяк |
2 |
0,45 ± 0,023 |
0,0492 ± 0,004 |
0,0078 ± 0,002 |
0,006 ± 0,0004 |
4 |
0,46 ± 0,031 |
0,0574 ± 0,007 |
0,0082 ± 0,003 |
0,009 ± 0,0003 |
6 |
0,56 ± 0,029 |
0,0609 ± 0,004 |
0,0097 ± 0,001 |
0,0238 ± 0,004 |
12 |
1,07 ± 0,069 |
0,1927 ± 0,076 |
0,0890 ± 0,024 |
0,133 ± 0,052 |
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
Показатель |
Возраст животных, мес |
|||
2 |
4 |
6 1 |
12 |
|
Общий белок, г/л |
68,4 ± 0,60 |
64,3 ± 0,70 |
57,8 ± 0,50 |
47,4 ± 0,44 |
Альбумины, г/л |
44,8 ± 1,00 |
42,5 ± 0,50 |
37,7 ± 0,42 |
33,4 ± 0,51 |
АЛТ, ед/л |
29,9 ± 0,27 |
34,6 ± 0,18 |
37,5 ± 0,25 |
40,6 ± 0,14 |
АСТ, ед/л |
52,4 ± 0,12 |
56,8 ± 0,23 |
64,7 ± 0,28 |
69,8 ± 0,33 |
Щелочная фосфатаза, усл. ед. |
5,25 ± 0,09 |
6,41 ± 0,16 |
6,98 ± 0,21 |
5,11 ± 0,19 |
Билирубин (общий), мкмоль/л |
8,10 ± 1,3 |
9,37 ± 1,2 |
10,27 ± 1,4 |
12,48 ± 1,5 |
Тимоловая проба, ед. |
0,4 ± 0,2 |
0,4 ± 0,2 |
0,4 ± 0,2 |
0,4 ± 0,2 |
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