Влияние поглощённой дозы на состояние здоровья лактирующих коров в Брянской области: комплексный анализ показателей крови в период отдалённых последствий аварии на ЧАЭС

Бесплатный доступ

Целью данного исследования была оценка влияния поглощённой дозы хронического инкорпорированного облучения 137Cs на гематологические и биохимические показатели крови лактирующих коров в период отдалённых последствий аварии на ЧАЭС. Исследование проводилось на 14 животных, отобранных из двух хозяйств Брянской области. Данные хозяйства расположены на радиоактивно загрязнённых территориях в зоне проживания с правом на отселение, где плотность загрязнения почв 137Cs в настоящее время составляет 515 Ки/км2 (185555 кБк/м2). Исследование проводилось в пастбищный период в 20232024 гг. Проведена оценка радиологических условий содержания исследуемых животных в хозяйствах. Поглощённая доза на весь организм, обусловленная внутренним и внешним хроническим облучением 137Cs, составила 0,571,72 мГр/год, что значительно ниже порогов возникновения детерминированных эффектов при остром внешнем облучении. Показатели общего клинического анализа крови соответствовали физиологической норме и распределились в пределах референсных значений. Биохимический анализ крови показал статистически значимое снижение уровня мочевины в обеих опытных группах (2,772,85 ммоль/л), а также снижение уровня общего кальция (2,07 ммоль/л) и неорганического фосфора (1,05 ммоль/л) в одной опытной группе, что может свидетельствовать о патологических или компенсаторных процессах, протекающих в организме животных при хроническом инкорпорированном облучении в период отдалённых последствий радиоактивного загрязнения. Выявленные метаболические нарушения подтверждаются биохимическими исследованиями крови, проведёнными ветеринарными лабораториями в период с 2013 по 2025 гг., и могут быть обусловлены воздействием ионизирующего излучения как на макроорганизм, так и на микрофлору желудочнокишечного тракта. Патофизиологический механизм может быть связан с рядом факторов: изменением белкового обмена, нарушением функции печени, угнетением рубцовой ферментации, хроническим воздействием радионуклидов на слизистую оболочку желудочнокишечного тракта, нарушением минерального обмена и его гормональной регуляции, что негативно влияет на состояние здоровья животных.

Еще

Радиобиология, гигиена окружающей среды, общий анализ крови, биохимический анализ крови, поглощённая доза, крупный рогатый скот, сельскохозяйственные животные, радиационный мониторинг, малые дозы радиации, радиоактивно загрязнённые территории, Брянская область

Еще

Короткий адрес: https://sciup.org/170211341

IDR: 170211341   |   УДК: 614.876(470.333):591.11:636.2:504.054   |   DOI: 10.21870/0131-3878-2025-34-4-81-94

Текст научной статьи Влияние поглощённой дозы на состояние здоровья лактирующих коров в Брянской области: комплексный анализ показателей крови в период отдалённых последствий аварии на ЧАЭС

Ведение животноводства на радиоактивно загрязнённых территориях сопряжено с вопросами, затрагивающими влияние ионизирующего излучения (ИИ) на жизнедеятельность животных. Изучение биологического действия инкорпорированного хронического облучения на животных актуально для фундаментальной и прикладной науки. При этом оценка биологического действия радионуклидов должна сопровождаться комплексным анализом, включающим в себя учёт поглощённой дозы, оценку состояния здоровья животных, условий их кормления и содержания.

Гематологический и биохимический методы исследования крови входят в перечень основных методов исследований сельскохозяйственных животных. Кровь – это реактивная внутренняя система организма, хорошо реагирующая на малые сдвиги в гомеостазе. Отклонения её показа-

телей от физиологической нормы свидетельствуют о патологических или компенсаторных процессах в организме животных и могут быть обусловлены биологическим действием ИИ вследствие потребления животными радиоактивно загрязнённых кормов.

Изучению крови крупного рогатого скота (КРС) на радиоактивно загрязнённых территориях посвящён ряд научных работ, проводившихся на различных этапах радиоактивного загрязнения в острый период (до 6 мес. после выпадения радиоактивных осадков), в период ближайших последствий (от 6 мес. до 2 лет), в период отдалённых последствий (от 2 лет по настоящее время). Всего проведено 10 научных работ: 2 – в Японии, 2 – в Белоруссии, 1 – в Украине, 5 – в России. Изучались последствия следующих техногенных событий: Южноуральская радиационная авария на ПО «Маяк» [1], испытания ядерного оружия на Семипалатинском полигоне с 1949 по 1989 гг. [2], авария на Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС) [3-8], авария на АЭС Фукусима-1 [9, 10].

Среди установленных изменений в крови КРС отмечались: дозозависимая эозинофилия и лимфопения (уровень гамма-фона в группах 3-45 мкЗв/ч); нейтрофильные сдвиги, признаки анемии, гипо- и диспротеинемия, снижение кальция, изменение кислотно-щелочного равновесия, повышение активности АЛТ и АСТ, снижение мочевины, увеличение холестерина, а также нарушения иммунного статуса. Наблюдались дозозависимые изменения в костномозговом кроветворении КРС на территориях с различной плотностью загрязнения почвы 137Cs (5-15, 15-30 Ки/км2), такие как: повышение незрелых форм нейтрофилов, эритробластов, лимфоцитов, снижение зрелых форм нейтрофилов.

В японских исследованиях (уровень гамма-фона в группах 3-35 мкЗв/ч) общие клинические и биохимические показатели крови находились в пределах нормы (за исключением мочевины), а различия между контрольными группами были больше, чем между контрольной и загрязнённой зонами, что подчёркивает высокую естественную вариабельность гематологических параметров.

Естественная вариабельность затрудняет оценку отклонений по классическому дизайну исследований, включающему опытные и контрольные группы, на чём основан ряд работ, среди которых наблюдаются взаимоисключающие результаты, т.к. значимые различия показателей крови могут наблюдаться даже в пределах одного хозяйства. При этом неоднородность результатов может быть обусловлена разным составом загрязнителей на исследуемых территориях и различной тропностью радионуклидов к тканям. Так, 90Sr и трансурановые элементы накапливаются преимущественно в костях, тогда как 137Cs – в мышцах и печени.

Радиационная обстановка в Новозыбковском районе Брянской области, наиболее загрязнённом в России, характеризуется значительным удалением от эпицентра аварии и преобладанием 137Cs в составе загрязнителей, что делает его модельной зоной для изучения биологического действия данного радионуклида. Систематических исследований крови животных в Ново-зыбковском районе не проводилось ни в ранние периоды радиоактивного загрязнения, ни в период отдалённых последствий, что обусловливает научную новизну настоящего исследования, являющегося первым комплексным наблюдением КРС на данной территории.

Цель исследования – изучение влияния поглощённой дозы, обусловленной хроническим инкорпорированным облучением 137Cs, на гематологические и биохимические параметры крови лактирующих коров, содержащихся на радиоактивно загрязнённых территориях Брянской области в период отдалённых последствий аварии на ЧАЭС.

Материалы и методы

Исследование проводилось в период 2023-2024 гг. в хозяйствах, расположенных в Ново-зыбковском районе Брянской области: СПК «Ударник», с. Каташин (группа 1) и СПК «Колхоз им. Ленина», с. Катичи (группа 2). СПК «Ударник» расположен в 195 км от 4-го аварийного энергоблока ЧАЭС, СПК «Колхоз им. Ленина» – в 183 км. Данные хозяйства находятся на расстоянии 28 км друг от друга (рис. 1).

Рис. 1. Загрязнение почв 137Cs в Брянской области в 1986 г.

Рис. 1 создан при помощи графического программного обеспечения (ПО) в соответствии с опубликованными данными [11]. Исследуемые населённые пункты относятся к зоне проживания с правом на отселение, в пределах которой плотность загрязнения 137Cs в настоящее время составляет 5-15 Ки/км2 (185-555 кБк/м2).

На момент исследования в животноводческом комплексе СПК «Ударник» насчитывалось 300 дойных коров швицкой породы, а в СПК «Колхоз им. Ленина» – 210 дойных коров чёрнопёстрой породы. Хозяйства были благополучны по инфекционным и инвазионным заболеваниям, животные получали нормированное питание и надлежащий уход.

Измерение мощности поглощённой дозы гамма-излучения в воздухе проводилось на пастбищах посредством сцинтилляционного дозиметра-радиометра СРП-68-01 (коэффициент пересчёта – 0,0087 мкГр/ч на 1 мкР/ч). Отбор проб почвы и зелёных кормов осуществлялся непосред- ственно на участках выпаса животных. Почва (поверхностный слой, 10 см) отбиралась в пастбищный период методом конверта в 5 точках в пределах площади 1 га посредством почвенного пробоотборника с поймы р. Ипуть (группа 2) и лугов, прилегающих к хозяйствам.

Очищенные от почвы растения, а также пробы почвы высушивались в сушильном шкафу при температуре 105 оC до постоянной массы сухого остатка, а после измельчались и гомогенизировались. Высушенная почва просеивалась через лабораторное сито для гомогенизации и удаления камней. Сено, солома, силос, сенаж отбирались в хозяйствах в стойловый период, зимой, при подготовке проб измельчались. Определение удельной активности 137Cs осуществлялось методом гамма-спектрометрии посредством спектрометра СКС-99 «Спутник» NaI(Tl) с пакетом ПО «Прогресс» (Россия).

Гематологическое исследование включало в себя следующие показатели: гематокрит (Ht, PCV), гемоглобин (Hb), эритроциты (RBC), среднее содержание Hb в эритроците (MCH), средняя концентрация Hb в эритроците (MCHC), СОЭ, средний объём эритроцита (MCV), показатель анизоцитоза эритроцитов (RDW), лейкоциты (WBC), палочкоядерные нейтрофилы, сегментоядерные нейтрофилы, эозинофилы (EOS), моноциты (MONO), базофилы (BAS), лимфоциты (LYM), тромбоциты (PLT).

Биохимическое исследование включало: билирубин общий, билирубин прямой, АСТ, АЛТ, мочевина, креатинин, щелочная фосфатаза, альфа-амилаза, глюкоза, ЛДГ, ГГТ, холестерин, триглицериды, КФК, калий, натрий, фосфор неорганический, кальций общий, железо, магний, хлор, кислотность, общий белок, альбумин, глобулин. Кровь исследовалась при помощи биохимического анализатора BioSystems A-25 (Испания) и ветеринарного гематологического анализатора Abacus Junior Vet (Австрия).

Отбор крови в каждой группе проводился в пастбищный период, летом у 7 клинически здоровых лактирующих коров от 3 до 8 лет из ярёмной вены в утренние часы до кормления в вакуумные пробирки с К 2 -ЭДТА (2 мл) и активатором свёртывания (6 мл). После взятия кровь помещалась в электрическую автомобильную сумку-холодильник, затем в течение 8 ч доставлялась в лабораторию при температурном режиме 2-8 °C. Полученные результаты сравнивались с ветеринарными диагностическими референсными значениями для КРС, т.к. при анализе литературных данных [9, 10] установлено, что контрольные группы не являются значимым фактором за счёт нормальной вариабельности параметров крови в пределах референсных значений. Референсные интервалы установлены лабораториями и согласуются с литературными источниками [12-14].

Поглощённая доза хронического облучения 137Cs рассчитывалась по методике ICRP 2017 с применением ПО BiotaDC и ERICA Tool дифференцированным методом с учётом продолжительности пастбищного и стойлового периода (180 и 185 сут соответственно), суточного потребления сухих и сочных кормов, а также времени выгула животного на пастбище в пастбищный период (11 ч) по формуле (1):

^ р ^(1,внут С тело,р ^ p + kd,BHem ^ почва,р ^ p косл ,

^ внут

^внет где t – период содержания (сут); kd,внут – дозовый коэффициент для внутреннего облучения (β, γ); kd,внеш – дозовый коэффициент для внешнего облучения 137Cs; kосл – коэффициент ослабления внешнего облучения; Aпочва – удельная активность 137Cs в верхнем 10-см слое почвы паст-бища/стойла в период (Бк/кг); Cтело – равновесная (стационарная) концентрация 137Cs в теле в период (Бк/кг), рассчитанная по формуле (2):

p       _ /1 ^корм,р

Стело.р = m J    , г     m /Эфф где ƒ1 – коэффициент всасывания 137Cs; Aкорм – суточное поступление 137Cs с кормом в период

(Бк/сут); m – масса животного (кг); λэфф – эффективная константа выведения, рассчитанная по формуле (3):

^П^

Хэфф = аТ1 + (1 _ а)Т2, где α – доля быстрой компоненты; T1 – период полувыведения быстрой компоненты (сут); T2 – период полувыведения медленной компоненты (сут).

Статистический анализ включал применение описательных и параметрических методов, реализованных в пакетах вычислительной статистики. Результаты представлены в виде среднего значения и 95% доверительного интервала (ДИ). Тест Шапиро-Уилка показал нормальное распределение показателей крови в обеих группах. Для выявления статистических различий между выборочными средними и границами референсных интервалов применялся подход двух одновыборочных односторонних t-тестов Стьюдента (Two One-Sided Tests, TOST):

H 0 : Lri≤ µ ≤HRI,

H1: µHRI, где LRI и HRI – нижняя и верхняя границы интервала. Контроль семейной ошибки осуществлялся поправкой Бонферрони, с учётом которой критическая величина уровня значимости принята равной 0,025.

Результаты и обсуждение

В табл. 1 представлены параметры радиационного мониторинга на пастбищах исследуемых хозяйств: мощность поглощённой дозы (МПД) гамма-излучения в воздухе и удельная активность (УА) 137Cs в почве, кормах и молоке. Средний вес коровы составлял 500 кг, а удой – около 5000 л/год.

Радиологические условия содержания исследуемых животных

Таблица 1

Показатели

n

Группа 1

Группа 2

МПД γ-излучения в воздухе

10

0,27±0,01 мкГр/ч

0,52±0,07 мкГр/ч

Почва (верхний слой, 10 см), УА 137Cs

5

360±50 Бк/кг (пастбище, хозяйство)

2270±620 Бк/кг  500±40 Бк/кг

(пастбище)    (хозяйство)

Зелёный корм с пастбищ (сухая масса), УА 137 Cs

20

153±10 Бк/кг

910±90 Бк/кг

Сено, УА 137Cs

10

45±4 Бк/кг

68±6 Бк/кг

Солома, УА 137Cs

10

33±3 Бк/кг

55±5 Бк/кг

Силос, УА 137Cs

10

21±2 Бк/кг

30±2 Бк/кг

Сенаж, УА 137Cs

10

30±3 Бк/кг

38±2 Бк/кг

Молоко, УА 137Cs

20

21±4 Бк/кг (лето); 12±2 Бк/кг (зима)

65±12 Бк/кг (лето) 19±4 Бк/кг (зима)

Рацион обоих хозяйств в стойловый период был силосно-сенажным, также включал в себя сено, комбикорм и солому. В пастбищный период он состоял из травянистых кормов с пастбищ и комбикорма. В табл. 2 представлен рацион исследуемых животных, исходя из сезонного расхода кормов хозяйствами.

В табл. 3 представлены результаты расчёта поглощённой дозы лактирующих коров, обусловленной внутренним и внешним облучением 137Cs. Для определения дозовых коэффициентов на весь организм КРС применялись следующие параметры: масса – 500 кг, высота – 1,3 м, ширина – 0,44 м, длина – 1,6 м. Дозовый коэффициент для внутреннего облучения составил 8,76 x 10 -3 мкГр сут-1 Бк кг-1, для внешнего - 1,64 x 10 —3 мкГр сут-1 Бк кг-1.

Таблица 2

Таблица 3

Рацион исследуемого КРС (сырая масса)

Рацион

кг/сут

Период

Травяной корм

55

Пастбищный

Сено Солома Силос Сенаж

6

1

20

20

Стойловый

Комбикорм (концентраты) Кормовые добавки Соль, буферная смесь

3-6 витаминно-минеральные по норме

Все

Поглощённая доза коров от 137Cs, мГр/год

Поглощённая доза

Группа 1

Группа 2

Внутренняя

0,50

1,36

Внешняя

0,07

0,36

Суммарная

0,57

1,72

При расчёте внешней дозы использовались коэффициенты ослабления: 1 – для пастбищ (нет экранирования); 0,1 – для коровников, оборудованных бетонными стенами и подстилкой (максимальное экранирование). Для расчёта внутренней дозы применялись следующие биоки-нетические параметры выведения 137Cs: f i =0,8, а =0,3, T i =3,6 сут, T 2 =56 сут.

Из литературных данных известно, что биокинетические параметры для телят составляют: а =0,41, T 1 =3,6 сут, T 2 =85 сут [15]. При определении параметров в текущем исследовании учитывалась продолжительность роста молодняка и период до первого отёла (до 3 лет), а также продолжительность жизни взрослых коров на молочной ферме (до 8 лет). У молодняка а выше за счёт ускоренного метаболизма, а T 2 довольно продолжительный. Напротив, у взрослых коров T 2 снижается за счёт активного выведения 137Cs с молоком. При этом T 2 напрямую зависит от суточного удоя: у высокопродуктивных коров он ниже, а у сухостойных приближается к верхней границе. В настоящем исследовании оценивалась смешанная популяция (молодняк и взрослые), рассматривались коровы средней продуктивности в период лактации и сухостоя, исходя из пропорционального потребления кормов на массу тела, при этом рассчитанный T эфф (40 сут) является медианным значением для КРС (30-50 сут).

Установлено, что КРС может потреблять вместе с растительным кормом до 600 кг почвы в течение пастбищного периода. Однако при выпасе животных на дерново-подзолистых почвах в период отдалённых последствий поступление 137Cs в организм обеспечивается преимущественно из растений, т.к. 137Cs в почве находится в связанной химической форме [16]. Поскольку вклад почвенной компоненты в общую активность в организме незначителен, поглощённую дозу на весь организм следует рассчитывать без учёта потребления животными почвы. Тем не менее, данный фактор становится значимым при определении локальной дозы на различные отделы желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и на его микрофлору. Так, при активности верхнего слоя почвы на пастбищах 360-2270 Бк/кг в исследуемых группах суточная активность 137Cs в почвеннокормовой массе будет в 1,5-2 раза выше, чем его суточная активность в чисто кормовой массе. Вместе с тем, в ранние периоды радиоактивного загрязнения почвенные частицы могут вносить значительный вклад в поглощённую дозу на весь организм ввиду высокой биодоступности 137Cs.

Общий клинический анализ крови (ОАК) лактирующих коров в обеих группах не выявил статистически значимых отклонений гематологических показателей от нормы или же результаты распределились в пределах референсных значений, что соотносится с рядом проводившихся ранее исследований [2, 7, 9].

В табл. 4 представлены результаты биохимического анализа крови лактирующих коров в виде выборочных средних показателей, для которых установлены статистически значимые отклонения от референсных значений. Результаты свидетельствуют о снижении уровня мочевины в 1-й группе у 5/7 коров и во 2-й группе у 7/7 коров. В 1-й группе установлено снижение уровня общего кальция и неорганического фосфора у 6/7 и у 7/7 коров соответственно. Остальные исследуемые параметры распределились в пределах нормы или не имеют статистически значимых отклонений.

Таблица 4

Биохимический анализ крови лактирующих коров, ммоль/л

Показатели

Референсные значения

Группа 1

Группа 2

Мочевина

3,39-7,14

2,77 [95% ДИ: 2,23; 3,31]

2,85 [95% ДИ: 2,65; 3,05]

Кальций общий

2,50-3,10

2,07 [95% ДИ: 1,92; 2,22]

2,61 [95% ДИ: 2,37; 2,85]

Фосфор неорганический

1,45-1,94

1,05 [95% ДИ: 0,85; 1,25]

1,75 [95% ДИ: 1,48; 2,02]

Концентрация мочевины в крови взрослых лактирующих и сухостойных коров в норме распределяется в диапазоне 3,39-7,14 ммоль/л. Результаты настоящего исследования демонстрируют снижение уровня мочевины ниже референсных значений в обеих опытных группах, что соотносится с данными ряда авторов, сообщавших о снижении мочевины ниже физиологической нормы у КРС, содержащегося на радиоактивно загрязнённых территориях [1, 7, 10], а также на территориях, загрязнённых тяжёлыми металлами [1]. При этом биохимические исследования крови коров из пяти племзаводов, проведённые в экологически благополучных районах СевероЗападного федерального округа [17], показывают, что содержание мочевины в крови в пастбищный период во всех случаях распределялось в пределах нормы.

Результаты настоящего исследования демонстрируют снижение общего кальция и неорганического фосфора в опытной группе 1 при нормальных значениях в опытной группе 2. Выявленная гипокальциемия соотносится с результатами двух ранее проводившихся исследований [2, 6]. Систематическая гипофосфатемия и нарушение кальциево-фосфорного обмена в исследуемых группах подтверждается архивными данными биохимических исследований крови животных, проводившихся в ветеринарных лабораториях, которые представлены в табл. 5 в виде среднего значения и ошибки среднего. В литературе ранее о гипофосфатемии не сообщалось.

Анализ биохимических показателей в период 2013-2025 гг. свидетельствует о систематическом снижении кальция в группе 1 (12 из 17 исследований). По обеим группам наблюдается систематическое снижение неорганического фосфора (13 из 21 исследований), щелочного резерва крови (14 из 21 исследований), бета-каротина (16 из 21 исследований), общего белка

(8 из 21 исследований). Кетоновые тела отсутствуют (19 из 19 исследований). Содержание мо- чевины в крови не оценивалось.

Биохимический анализ крови коров и телят (архивы хозяйств)

Таблица 5

Дата

Группа

n

Бета-каротин (мкмоль/л)

Общий белок (г/л)

Кальций общий (ммоль/л)

Фосфор неорган. (ммоль/л)

Щелочной резерв (ммоль/л)

05.02.2013

1

7

7,0±1,6 ↓

70,3±1,9 ↓

2,14±0,1 ↓

1,58±0,1

20,5±0,5

25.04.2013

1

17

1,90±0,1 ↓

1,35±0,1 ↓

09.10.2013

1

15

6,3±0,2 ↓

76,5±1,3

2,57±0,1

19,8±0,6 ↓

26.02.2014

1

25

7,4±0,3 ↓

67,9±2,5 ↓

2,37±0,1 ↓

1,47±0,1

19,5±0,4 ↓

09.10.2014

1

20

7,2±0,2 ↓

59,8±0,4 ↓

2,22±0,1 ↓

1,44±0,1 ↓

20,8±0,8

05.02.2015 *

1

10

7,2±0,2 ↓

76,3±1,6

2,36±0,1 ↓

1,43±0,1 ↓

20,7±0,2

04.03.2015

1

12

7,3±0,1 ↓

61,8±3,5 ↓

1,86±0,1 ↓

1,62±0,1

21,6±0,3

26.11.2015

1

20

3,4±0,3 ↓

71,5±1,4 ↓

2,45±0,1 ↓

0,77±0,1 ↓

19,7±0,1 ↓

03.02.2016 *

1

10

5,1±0,5 ↓

67,5±1,3 ↓

2,54±0,1

1,19±0,1 ↓

20,4±0,2 ↓

01.03.2016

1

30

8,4±0,1

78,6±1,0

2,39±0,1 ↓

2,00±0,1 ↑

20,8±0,2

14.07.2016

1

11

25,0±0,5

73,9±1,7

2,47±0,1 ↓

1,21±0,1 ↓

19,9±0,3 ↓

14.11.2016

1

30

3,5±0,2 ↓

74,9±1,1

2,44±0,1 ↓

0,71±0,1 ↓

19,8±0,1 ↓

06.02.2017

1

15

5,4±0,3 ↓

74,4±2,1

1,89±0,1 ↓

1,35±0,1 ↓

20,0±0,2 ↓

01.03.2017

1

16

4,5±0,2 ↓

68,2±1,9 ↓

2,45±0,1 ↓

1,20±0,1 ↓

19,4±0,2 ↓

26.03.2018

1

36

6,3±0,3 ↓

78,7±0,9

2,69±0,1

1,17±0,1 ↓

17,5±0,2 ↓

06.09.2018

1

38

10,0±0,4 ↓

78,0±0,7

2,84±0,1

1,08±0,1 ↓

21,1±0,1

12.03.2019

1

40

6,0±0,1 ↓

78,5±0,8

2,65±0,1

1,47±0,1

20,4±0,1 ↓

16.03.2021

2

20

4,0±0,1 ↓

75,9±1,0

2,93±0,1

1,27±0,1 ↓

20,3±0,2 ↓

14.03.2022

2

10

6,9±0,1 ↓

70,6±1,0 ↓

2,55±0,1

1,36±0,1 ↓

20,4±0,2 ↓

18.04.2023

2

20

9,4±0,3

78,2±1,0

2,86±0,1

1,45±0,1

19,5±0,2 ↓

19.04.2024

2

10

7,8±0,1

78,3±0,8

2,63±0,1

1,46±0,1

20,0±0,1 ↓

03.04.2025

2

10

11,9±1,0

84,1±0,4

2,56±0,1

1,48±0,1

20,8±0,1

Референсные значения

зима лето

7,5-18,6

16,8-52,1

72,0-86,0

2,50-3,10

1,45-1,94

20,5-29,4

Примечание: * – телята.

В литературе описаны пороговые дозовые значения при остром внешнем облучении, при которых наблюдаются обратимые гематологические изменения у лабораторных животных: лимфопения возникает при дозе 250 мГр, а доза 500 мГр вызывает анемию, лейкопению и другие гемопоэтические сдвиги [9].

Установленная в настоящем исследовании поглощённая доза коров на весь организм значительно ниже порогов возникновения детерминированных эффектов, что согласуется с результатами ОАК. При этом выявленные метаболические изменения могут быть обусловлены влиянием хронического оксидативного стресса при внутреннем облучении как на макроорганизм, так и на микрофлору ЖКТ. Состав сообщества и профиль микробиоты может смещаться под влиянием факторов перекисного окисления. Экологическая ниша бактерий, простейших и грибов, заселяющих ЖКТ, может изменяться под влиянием ИИ, однако исследований данного механизма действия радионуклидов у жвачных ещё не проводилось.

Необходимо также отметить, что согласно статистическому анализу, в хозяйствах, расположенных на радиоактивно загрязнённых территориях (Восточно-Уральский след), отход новорожденного молодняка в 3-4 раза превышает средние показатели [1]. Такие радионуклиды, как 137Cs и 90Sr, хорошо проникают через плацентарный барьер; в случае 137Cs плод дополнительно подвергается воздействию гамма-излучения от материнских тканей и ЖКТ. Таким образом, доза, получаемая плодом во время внутриутробного развития, сопоставима с материнской дозой при высокой радиочувствительности развивающегося плода. Данный экологический аспект также недостаточно исследован и требует подробного изучения. Сообщалось о влиянии дозы 50-100 мГр рентгеновского излучения на митохондриальную активность в ооцитах овец без наблюдаемых нарушений эмбрионального развития [18].

Важным аспектом является изучение потенциальных трансгенерационных эффектов хронического облучения на организм животных. СПК «Ударник» (группа 1) основан в 1929 г. и действовал по 2024 г., СПК «Колхоз им. Ленина» (группа 2) основан в 1951 г. и действует по настоящее время. В исследуемых хозяйствах наследственная линия животных не прерывалась на протяжении всего периода существования данных хозяйств при плановом обновлении генетического материала посредством осеменения коров спермой быков из интактных населённых пунктов. После аварии на ЧАЭС скот не заменялся и продолжал выпасаться в обычном режиме, получая несоизмеримо большую дозу. С момента выпадения радиоактивных осадков сменилось 4 поколения животных, что создаёт условия для потенциального накопления эпигенетических изменений. Таким образом, возможен комбинированный сценарий, при котором причиной метаболических нарушений являются адапционные изменения, передающиеся потомству. Микробиом ЖКТ также мог подвергнуться долгосрочной перестройке в результате первоначального радиационного воздействия с последующей вертикальной передачей изменённого микробного профиля. СПК «Колхоз им. Ленина», сохраняющий непрерывную историю содержания скота на загрязнённой территории, представляет научный интерес для изучения отдалённых последствий облучения на молекулярном и экосистемном уровнях.

Помимо хронологического и географического факторов радиоактивного загрязнения, влияющих на биологическое действие радионуклидов, следует учитывать биологическое действие на организм животных тяжёлых металлов и других ксенобиотиков, влияющих на гематологический и биохимический состав крови [1, 19]. Сельскохозяйственные угодья, как правило, подвергаются комбинированному техногенному загрязнению несколькими видами токсикантов, между которыми существуют сложные взаимодействия при их совместном участии в обменных процессах животных [20]. Также следует учитывать состояние здоровья животных, особенности их рациона и содержания.

Ветеринарное обследование лактирующих коров не выявило инфекционных, инвазионных и внутренних незаразных заболеваний, которые могли бы повлиять на результаты настоящего исследования, на что также указывают текущие результаты общего клинического и биохимического анализа крови. Пастбищный режим кормления животных может считаться модельным для подобных исследований в связи с тем, что рацион состоит преимущественно из зелёных кормов с пастбищ, комбикорма и витаминно-минеральных добавок, и хорошо контролируется.

Заключение

Поглощённая доза на весь организм КРС, обусловленная внутренним и внешним хроническим облучением 137Cs, составила 0,57-1,72 мГр/год, что значительно ниже порогов возникновения детерминированных эффектов при остром внешнем облучении. ОАК лактирующих коров не выявил отклонений гематологических показателей от референсных значений. Биохимическое исследование крови показало статистически значимое снижение уровня мочевины в обеих опытных группах (2,77-2,85 ммоль/л), а также снижение уровня общего кальция (2,07 ммоль/л) и неорганического фосфора (1,05 ммоль/л) ниже физиологической нормы в одной опытной группе. Для всех указанных показателей 95% ДИ полностью расположены ниже соответствующих референсных интервалов.

Полученные результаты могут свидетельствовать о патологических или компенсаторных процессах, протекающих в организме животных, при хроническом инкорпорированном облучении в период отдалённых последствий радиоактивного загрязнения. Выявленные метаболические нарушения могут быть обусловлены влиянием ИИ как на макроорганизм, так и на микробиоту, заселяющую ЖКТ жвачных, что приводит к смещению экологической ниши микрофлоры и изменению состава сообщества микроорганизмов.

Возможные механизмы снижения мочевины в крови КРС могут быть связаны с изменением белкового обмена, нарушением функции печени и угнетением рубцовой ферментации. А механизмы гипокальциемии и гипофосфатемии – с изменением белкового обмена, нарушением функции печени, замедлением всасывания кальция и фосфора в ЖКТ, эндогенным недостатком витамина D, хроническим воздействием радионуклидов на слизистую оболочку ЖКТ, а также нарушением гормональной регуляции кальциево-фосфорного обмена путём влияния на выработку кальцитонина, паратиреоидного гормона и синтез 1,25-(OH) 2 D.

Выражаю благодарность Анатолию Александровичу Кутузову (председателю хозяйства СПК «Ударник»), Виктору Михайловичу Конохову (председателю хозяйства СПК «Колхоз им. Ленина»), Сергею Владимировичу Бирюлину (ветеринарному врачу СПК «Ударник»), Пыленку Виктору Петровичу (заслуженному работнику АПК), без доброй воли которых настоящее исследование было бы невозможным. Также выражаю признание моим учителям и коллегам – Михаилу Васильевичу Щукину (научному руководителю) и Цыдену Цырендашиевичу Содбоеву (научному сотруднику).