Значение белокрыльника болотного Calla palustris L. в возникновении Ачирской вспышки «Гаффской» болезни

Acknowledgments: the research was conducted within the framework of state contract № 002-1/21EK dated September 27, 2021 "Determining the state of a surface water body (Lake Andreyevskoye and Lake Ishmenevskoye of the Tobolsk District) and identifying possible causes of the occurrence of "Haff" disease. Development of recommendations for the diagnosis and prevention of "Haff" disease (ATPM)" commissioned by the Department of Agro-Industrial Complex of the Tyumen Region.

Введение. Столетняя история «гаффской», сартланской болезни, или алиментарнотоксической пароксизмальной миоглобинурии, и тридцать одна зарегистрированная вспышка не позволили определить причину ее возникновения [1, 2]. За весь период в мире от токсикоза пострадало более трех тысяч человек, летальность заболевания составила 2 % людей [3, 4]. Алиментарный токсикоз развивается у рыбоядных млекопитающих, включая человека, при употреблении рыбы или ракообразных, обитающих в неблагополучных водоемах. Основными клиническими проявлениями «гаффской» болезни являются миалгия и миоглобинурия, вызванная разрушением поперечнополосатой мускулатуры, и трудности с мочеиспусканием [5, 6].

Среди основных гипотез «гаффской» болезни, рассматриваемых исследователями по всему миру, являются накопление токсичных веществ химических производств, образование токсинов цианобактериями и ядовитыми водными и прибрежно-водными растениями. Из-за короткого периода вспышек (средняя продолжительность около трех лет) и длительности биологических экспериментов получить достоверные данные о происхождении токсина так и не удалось [7, 8].

В Тюменской области «гаффская» болезнь регистрируется во второй раз. Первая вспышка была зафиксирована на нескольких озерах, входящих в группу Тарманского болотноозерного комплекса, в 2000–2002 гг. Повторная вспышка случилась в 2019 г. на водоеме, расположенном северо-восточнее Тарманских озер на расстоянии около 300 км в озере Андреевское в Ачирском сельском поселении Тобольского района. С каждым годом число неблагополучных водоемов в Тюменской области увеличивается. В 2023 г. неблагополучными являлись четыре озера: Андреевское, Ишменевское, Иземетское и Эйхлыкуль [9–11].

В предыдущей вспышке было установлено наличие значительных зарослей хвоща речного на неблагополучных Тарманских озерах, который и был определен как основная причина, вызывающая «гаффскую» болезнь [12–14].

При гидроботанических обследованиях озер Андреевское и Ишменевское Тобольского района Тюменской области выявлено произрастание растений с ядовитыми свойствами, среди которых белокрыльник болотный.

Цель исследования – определение значения белокрыльника болотного Calla palustris Linnaeus, 1753 в возникновении ачирской вспышки «гаффской» болезни.

Материалы и методы. Исследования проведены в течение 2021–2022 гг. в ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья и Тюменском филиале ФГБНУ «ВНИРО».

Отбор гидроботанических проб проводили на водоемах, в прибрежной зоне, в том числе в местах произрастания белокрыльника. Образцы растений отбирали на 12 станциях (по 6 станций на озерах Ишменевское и Андреевское). Для сохранения объективности результатов точки отбора проб совпадали в различные периоды исследования.

Белокрыльник болотный отбирали в весеннелетний период, измельчали ножницами, гомогенизировали с помощью блендера и ежедневно вводили в аквариумы. Для биологической пробы использовали полевую культуру карася серебря- ного (Сarassius auratus gibelio), выловленного из благополучного водоема. Плотность посадки карасей не превышала 2 кг на аквариум объемом 100 л. В аквариумы ежедневно вводили по одной части детрита, постепенно увеличивая его концентрацию. Через 15 дней эксперимента, после введения 1 125 г детрита, рыбу вылавливали из аквариумов и готовили для скармливания лабораторным животным. Ежедневно мышам (n = 5) скармливали по 12 г подготовленных образцов сырых внутренних органов и мышц рыбы, полученных при биологической пробе с детритом белокрыльника. Мыши контрольной группы (n = 5) получали аналогичное питание, для этого использовали свежую рыбу, выловленную из благополучных водоемов. Биологическую пробу на мышах проводили в течение 17 сут [15–17].

После завершения биологической пробы трупы погибших лабораторных животных вскрывали в соответствии с ГОСТ Р 57547-2017 «Патологоанатомическое исследование трупов непродуктивных животных. Общие требования», используя наружный и внутренний осмотр. Для изучения гистологического строения органов и тканей мышей отбирали биологический материал, который после фиксации и окрашивания гематоксилином и эозином микроскопировали и фотофиксировали при помощи светового микроскопа Levenhug Med Series – окуляр 10, объективы 4, 20 и 40 [18, 19].

Результаты и их обсуждение. Неблагополучные по «гаффской» болезни водоемы располагаются на труднодоступной территории Тобольского района Тюменской области и имеют некоторые особенности. На момент исследований в озере Андреевское преобладающая глубина в прибрежной зоне составляла 0,6 м, максимальная глубина отмечена в западной части большого плеса – 1,8 м. Исходя из данных инженерных батиграфических изысканий (фондовые материалы Тюменского филиала ФГБНУ «ВНИРО»), при максимальной глубине оз. Андреевское 1,8 м площадь водоема составляет 80,00 км², объем воды – 90,00 млн м³. Озеро Ишменевское: площадь – 2,95 км², длина – 2,65 км, наибольшая ширина – 1,45 км.

Гидроботанический состав изучаемых озер был представлен различным количеством видов водной и прибрежно-водной растительности. Так, в озере Андреевском произрастает

36 видов, а в озере Ишменевском 40 видов растений. Общих видов, произрастающих в обоих водоемах, насчитывается 21 вид. В составе флоры общими для озер Андреевское и Ишме-невское являются три вида растений: хвощ топяной, или речной – Equisetum fluviatile L. , вех ядовитый – Cicuta virosa L . и белокрыльник болотный – Calla palustris L.

На озере Андреевское белокрыльник болотный встречался по кромке сплавин, на заболоченных прибрежных участках (большей частью переобводненных) среди сфагновых мхов и болотной растительности по южному берегу и в северо-западном участке (районе притока с болот). Образовывал разреженные заросли.

На озере Ишменевское белокрыльник болотный встречался по кромке сплавин в районе притока с болота и истока ручья, на заболоченных прибрежных участках (большей частью пе-реобводненных) среди сфагновых мхов и болотной растительности по восточному берегу. Образовывал разреженные заросли.

Установлено, что белокрыльник произрастал в составе растительных группировок как на оз. Андреевское, так и на оз. Ишменевское, но при этом не образовывал моновидовых сообществ, хотя встречался довольно часто.

При проведении биологической пробы на белых мышах, которым скармливали образцы сырых внутренних органов и мышц рыбы, содержащейся с детритом белокрыльника болотного, у всех подопытных животных были обнаружены признаки взъерошенности и неряшливости [20, 21].

Конъюнктивит в эксперименте проявился лишь у двух животных опытной группы (40 %). Зафиксировано гнойное течение одно- и двухстороннего конъюнктивита.

Начиная с седьмого дня у животных опытной группы отмечали явные симптомы токсикоза, которые проявлялись пугливостью, снижением двигательной активности, также отмечали характерные признаки «гаффской» болезни в виде позы «лягушки» и позы «треугольника» (рис. 1).

Рис. 1. Поза «треугольника» у мыши в опытной группе при использовании в эксперименте белокрыльника болотного

The "triangle" pose of a mouse in the experimental group when using a marsh whitefly in an experiment

Все подопытные животные погибли до окончания эксперимента в течение 6–14 дней.

При патоморфологическом исследовании мышей, участвующих в эксперименте, отмечали изменения в печени, почках и селезенке. Так, макроскопически фиксировали, что печень была упругой консистенции красно-коричневого, темно-красного или светло-коричневого (мус- катная) цвета, массой (0,89 ± 0,08) г. Отмечено уменьшение относительной массы печени на 25,4 % по отношению к контрольным животным. При микроскопическом исследовании печени отмечено сохранение структуры органа и деление на дольки, хорошо выражены триады, в гепатоцитах визуализируются ядра (рис. 2).

При макроскопическом исследовании почек и селезенки изменений обнаружено не было. Микроскопически структура почек сохранена, в эпителиоцитах прямых и извитых канальцев визуализируются ядра. Структура сосудистых клубочков сохранена. У одной подопытной мы- ши отмечали слабовыраженный некротический нефроз части канальцев (рис. 3). Структура селезенки сохранена, ядра выражены хорошо, зафиксировано преобладание белой пульпы над красной. Встречаются участки разрастания соединительной ткани.

Рис. 2. Гепатоциты мышей, употреблявших рыбу, после биологической пробы с детритом белокрыльника болотного, окраска гематоксилином-эозином, ув. ×200

Рис. 3. Корковый слой почки мышей, употреблявших рыбу, после биологической пробы с детритом белокрыльника болотного, окраска гематоксилином-эозином, ув. ×200

Hepatocytes of mice that consumed fish after a biological sample with detritus of marsh whitefly, hematoxylin-eosin stain, vol. ×200

Дизайн проведенных исследований максимально приближен к естественным условиям [19]. Идентичность клинической картины и па-томорфологических изменений, происходящих с подопытными животными, употреблявшими рыбу, участвующую в биологической пробе, с детритом белокрыльника болотного свидетельствует о значении этого растения в образовании токсина «гаффской» болезни. При этом биомасса белокрыльника болотного в неблагополучных озерах Андреевское и Ишменевское незначительна, что не позволяет считать его основной причиной токсинообразования. Вероятно, белокрыльник болотный является одним из факторов, провоцирующих образование токсина в организме рыб.

Случаи отравления животных белокрыльником болотным практически не описываются. Имеющиеся данные о клинической картине и возможных способах обезвреживания (высуши-

The cortical layer of the kidney of mice that consumed fish after a biological test with detritus of the marsh whitefly, hematoxylin-eosin stain, vol. ×200

вания) указывают на причастность белокрыльника болотного к образованию комплексного вещества органической природы. Вероятно, что совокупность факторов и накопление органического вещества в водоемах способствуют запуску биохимических процессов в организме рыб, что приводит к развитию «гаффской» болезни у рыбоядных млекопитающих, употребляющих токсичную рыбу.

Заключение. На озерах Андреевское и Иш-меневское, где зафиксирована «гаффская» болезнь, белокрыльник болотный встречается достаточно часто, но не образует моновидных зарослей. При проведении биологической пробы на мышах, которым скармливали рыбу, содержащуюся с детритом белокрыльника болотного, отмечали признаки, прямо и косвенно указывающие на «гаффскую» болезнь в виде пугливости, гиподинамии, гнойного конъюнктивита, наличия поз «треугольника» и «лягушки». Ле- тальность среди подопытных животных составила 100 %. Патоморфологические изменения совпадали с таковыми при «гаффской» болезни и характеризовались изменениями в печени, почках и селезенке. У подопытных животных не обнаруживали изменений в скелетной мускулатуре, что не характерно для «гаффской» болез- ни. Идентичность клинической картины и пато-морфологических изменений, происходящих с подопытными животными, которые употребляли участвующую в биологической пробе с детритом белокрыльника болотного рыбу, свидетельствует о значении этого растения в образовании токсина «гаффской» болезни.