Влияние токсических веществ на эндокринную функцию лабораторных животных

В последние годы, в связи с увеличением загрязнения природной среды токсическими веществами антропогенной природы возникала угроза поражения ими сельскохозяйственных животных и животноводческой продукции (9, 14). Большое количество работ посвященных изучению влияния веществ химической природы на организм живых объектов [1,2,3,6,8,11,15], подтверждает актуальность представленной работы. В результате поражения ими у животных развивается иммунодеффицитное состояние с возрастанием отхода молодняка [7,12]. Все происходит потому, что токсические вещества в организме в малых концентрациях накапливаются постепенно. Поэтому, в первый период поражения ими у животных не проявляется клиника заболевания. Это ставит на повестку дня задачу своевременной диагностики поражения животных токсическими веществами в малых концентрациях.

Для своевременного выявления животных, пораженных токсическими веществами антропогенной природы, возможно использовать гормональные тесты [10,13]. Однако, для их использования в ветеринарной медицине с целью своевременного выявления пораженных токсическими веществами животных, необходимо установить техническую регламентацию нарушения параметров гормонального профиля животных.

В данной серии исследований в условиях вивария проведен опыт по моделированию поражения лабораторных животных малыми концентрациями токсических веществ органической и неорганической природы:

• -    фосфорорганическим соединением - хлорофосом;

• -    органическим ядом - диоксаном;

• -    ртуть содержащим препаратом - азотнокислой 2-х водной ртутью;

• -    нитратосодержащим соединением - натрием азотнокислым.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Опыты провели на 100 белых взрослых крысах. Живая масса была в пределах 250-300 г. При определении супредельных концентраций токсичных веществ, брали во внимание справочные сведения по ПДК, растворимость их в воде и спирте, содержание в соединениях основного действующего вещества [5]. Дозы однократного введения супредельных концентраций химических веществ в опытных группах составили:

• 2    группа - по хлорофосу - 1 мг/кг (n = 20);

• 3    группа - по нитратам – 0,1 г/голову (n = 20) ;

• 4    группа - по ртути - 0,1 мг/кг (n = 20);

• 5    группа - по диоксану – 0,37 мг/мг (n = 20).

Первая группа являлась контрольной.

Убой опытных и контрольных животных производился через 45 дней. В течение полутора месяцев проводился клинический осмотр животных.

Оценивали уровень следующих гормонов [4] Т 3 , Т 4 , инсулина, АКТГ, а также связывающую способность эритроцитами крови Тз, меченного 125-йодом [4]. Таким образом, на фоне воздействия токсических веществ органической и неорганической природы мы оценивали функциональную активность щитовидной железы по уровню Т 3

и Т 4 , а также по связывающей способности эритроцитами крови экзогенного трийодтиронина, меченного 125-йодом, функциональную активность β- клеток поджелудочной железы оценивали по уровню инсулина, гипофизарнонадпочечниковой системы - по количеству гормона гипофиза АКТГ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Анализируя полученные результаты (табл.1), выяснили, что связывающая способность эритроцитов крови экзогенного Т 3 зависит от уровня Т 3 в крови, соответственно и функции щитовидной железы. Если в норме связывающая способность эритроцитов экзогенного Т 3 равнялась 31,86%, то на фоне токсикоза она резко возрастала, во 2-ой группе до 84,6%, затем в 5-ой до 75,3%, в 4-ой опытной - до 65,7%. Несколько меньшая она была во 3-ей опытной - на фоне введения нитратов, она составила - 59,9%. Эти цифры свидетельствуют, прежде всего, о снижении синтеза Т 3 щитовидной железы во всех опытных группах. Особенно, активность от действия Т 3 уменьшалась от действия хлорофоса и диоксана, затем ртути. Следовательно, в результате снижения щитовидной железой синтеза Т 3 в крови его уровень резко снижается, и «емкость» эритроцитов освобождается для заполнения Т 3 . тому, связывающая способность эритроцитов 125-йод – Т 3 резко возрастает (более чем в 2 -3 раза).

Таблица 1 - Гормональный профиль белых крыс на фоне однократного воздействия супредельными концентрациям токсических веществ

Исследуемые параметры	Клинически здоровые, контроль, n=20	Опытные группы
		2-я хлорофос, n=20	3-я нитраты, n=20	4-я ртуть, n=20	5-я диоксан, n=20
Связывающая способность эритроцитов, 125-йод Т 3 , %	31,86±1,26	84,6±1,86	59,9±2,12	65,7±0,91	75,3±1,53
Т 3 , нмоль/л	4,83±0,14	1,14±0,21	3,8±0,6	1,39±0,65	1,5±0,37
Т 4 , нмоль/л	107,3±6,4	68,1 ±2,28	93,2±5,5	63,9±7,6	77,5±14,1
инсулин иммунореактивный, пмоль/л	18,43±2,45	103,2±6,35±	69,2±3,46	157,6±15,04	145,8±10,05
АКТГ, пмоль/л	161,7±44,05	620,8±72,2	349,1±18,9	542,3±29,3	613,7±52,8

О подавлении функциональной активности щитовидной железы мы судили также по уровню гормонов Т 3 и Т 4 . Уровень Т 3 достоверно был низким во 2-ой, 4-ой и 5-ой группах, а на фоне нитратов снижение не было достоверным. Подобная тенденция сохранилась в изменении уровня другого гормона щитовидной железы - тироксина.

Следовательно, использование супредельных концентраций токсических веществ приводит к подавлению функционирования щитовидной железы, в большей или меньшей степени в зависимости от вида химического соединения.

По-видимому, это происходило также на фоне нарушения синтеза рецепторных белков гормонов. Об изменениях белкового обмена на фоне токсикоза в наших опытах свидетельствует нарушение уровня гормона анаболического эффекта - инсулина: в виде пятикратного возрастания на фоне использования хлорофоса, трехкратного - в группе с применением нитратов, восьмикратного - при воздействии ртути и семикратного - от действия диоксана, по сравнению с нормой. Повышение уровня гормона инсулина указывает на то, что под действием ядов органической и неорганической природы у животных происходит распад тканевых белков и усиленное их превращение в глюкозу. В результате спонтанного возрастания уровня глюкозы происходит резкое повышение уровня инсулина в крови крыс.

По уровню колебания гормона гипофиза АКТГ, возможна оценка состояния гипофизарно-надпочечниковой системы. Судя по параметрам изменения уровня АКТГ у крыс в наших опытах можно полагать, что произошло значительное его повышение во 2-ой группе на фоне действия хлорофоса, в 5-ой - диоксана, а также в 4-ой - ртути. Несколько меньшее повышение было отмечено на фоне действия нитратов в 3-ей группе.

Следовательно, более значительные сдвиги в гормональном профиле подопытных животных произошли на фоне использования фосфорорганического соединения хлорофоса, а также яда органической природы - диоксана. Из химических соединений неорганической природы более сильные гормональные изменения вызывают, в сравнении с нитратами ртутные соединения.

Таким образом, наличие поражения животных супредельными концентрациями токсических веществ органической природы устанавливали при одновременном нарушении функциональной активности щитовидной железы, β-клеток поджелудочной железы, а также гипофизарно-надпочечниковой системы. Указанные нарушения гормонального профиля, характерные именно для начальной, то есть скрытой формы поражения животных супредельными концентрациями токсических веществ, доказывает правильность предложенного решения. Выявленные нарушения уровня гормонов у крыс супредельными концентрациями токсических веществ органической и неорганической природы характеризуются как состояние гипотиреоза, гиперинсулинемии и глубокой стресс-реакции.

Отличительными признаками таких поражений по гормональным тестам являются:

Во-первых: нарушение функциональной активности щитовидной железы от хлорофоса и диоксана, а также ртути в виде резкого гипотиреоза; от нитратов – в виде умеренного гипотиреоза.

Во-вторых: нарушение функции инсулярного аппарата от хлорофоса и нитратов в виде умеренной гиперинсулинемии; от ртути и диоксана в виде выраженной гиперинсулинемии.

В-третьих: отмечены нарушения в гипофизарно-надпочечниковой системе, а именно, от хлорофоса, диоксана и ртути в виде спонтанной стресс-реакции по АКТГ; от нитратов в виде умеренной стресс-реакции.

За 45 дней наблюдения за пораженными животными в поведенческой реакции животных, в приеме корма, а также в клинике мы не отмечали выраженных изменений.

Следовательно, такие поражения возможно лишь отличить по параметрам отклонений гормонального профиля животных именно начальном периоде, т.е. это то новое, которое мы вводим в дифференциальную диагностику поражения животных супредельными концентрациями токсических веществ по гормональным тестам. В начальном периоде поражения животных супредельными концентрациями токсических веществ параметры изменения активности желез внутренней секреции отличались лишь числовыми параметрами. Таким образом, числовые параметры нарушения содержания гормонов указывают на вид токсического вещества - умеренного или сильного эффекта.