Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний аграрний університет

УДК 631.438:636.09.611

16.00.02 - патологія, онкологія і морфологія тварин

Автореферат дисертації

на здобуття наукового ступеня кандидата ветеринарних наук

Морфофункціональна характеристика червоного кісткового мозку молодняку великої рогатої худоби, вирощеного на забрудненій радіонуклідами території

Київ - 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Львівській національній академії ветеринарної медицини імені С.З. Ґжицького Міністерства аграрної політики України.

Науковий керівник - доктор ветеринарних наук, професор Урбанович Павло Павлович, Львівська національна академія ветеринарної медицини імені С.З. Ґжицького, професор кафедри патологічної анатомії і гістології.

Офіційні опоненти:

- доктор ветеринарних наук, професор Горальський Леонід Петрович, Державний агроекологічний університет України, завідувач кафедри анатомії і гістології;

- доктор ветеринарних наук, професор Криштофорова Беса Владиславівна, Кримський державний агротехнологічний університет, завідувач кафедри анатомії та фізіології тварин

Провідна установа - Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини УААН, лабораторія патоморфології Міністерства аграрної політики України, м. Харків

Захист відбудеться - "16" січня 2004 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.03 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус №3, ауд. №65.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 13, навчальний корпус №4, к. 41.

Автореферат розісланий "13" грудня 2003 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Міськевич С.В.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Після аварії на Чорнобильській АЕС радіоактивного забруднення зазнали значні площі сільськогосподарських угідь. Утримання тварин на забруднених радіонуклідами територіях, годівля кормами місцевого походження піддає їх організм постійному зовнішньому та внутрішньому опроміненню. Радіонукліди по ланцюгу ґрунт - рослини - тварини надходять також і в організм людини, впливаючи на його життєдіяльність (Пристер Б.С. та ін., 1989; Богданов Г.О. та ін., 2000; Маменко О.М., 2000).

Актуальність вивчення стану біологічних об'єктів при радіоактивному опроміненні підтверджена багатьма вітчизняними та зарубіжними дослідниками (Бутомо Н.В., 1970; Голубева Л.А., 1971; Джаракьян Т.К., 1976; Волчков В.А., 1992; Feinendegen L.E. et al., 1983; Joshima H. et al., 1981). Проте довгий час основна увага приділялась експериментальному вивченню впливу високих доз радіації на організм (променева хвороба). В той же час, вплив малих доз радіоактивного опромінення на організм тварин, його системи та органи протягом тривалого часу і, особливо, в природних умовах вивчено недостатньо. Крім того, більшість досліджень проведено на лабораторних тваринах із використанням рентгенівського опромінення або на основі штучного ентерального введення радіоізотопів (Андреева Л.П., 1971; Панченко И.Я., 1971; Ефимов В.И., 1995). У зв'язку з цим виникла необхідність вивчення морфологічних змін у тканинах і органах тварин, які вирощуються в умовах підвищеного радіаційного фону, спричиненого аварією на ЧАЕС, де, окрім зовнішнього, діє й внутрішнє опромінення, що викликається споживанням тваринами корму, води, повітря, забруднених радіоактивним пилом.

Червоний кістковий мозок належить до найбільш радіочутливих органів, а зміни у системі крові можуть служити одним із об'єктивних показників стану опроміненого організму (Москалёв Ю.И., 1991; Ковальський О.В., Лазар А.П., 1993; Вороняк В.В., 2000). Клітини гемопоезу вважаються критичними популяціями при дії іонізуючого опромінення. Проте дані про вплив на них іонізуючого випромінювання при цьому неоднозначні, часто суперечливі.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є частиною наукової теми "Вивчення морфологічних змін в органах і тканинах великої рогатої худоби (ВРХ), яка постійно знаходиться на радіоактивно забрудненій місцевості", яку розробляє колектив науковців кафедри патологічної анатомії і гістології Львівської національної академії ветеринарної медицини ім. С.З. Ґжицького (керівник теми доктор ветеринарних наук, професор Урбанович П.П.). Державний реєстраційний номер 0101U008302.

Мета й задачі дослідження - визначити морфофункціональний стан червоного кісткового мозку клінічно здорового молодняку великої рогатої худоби, який постійно знаходився в умовах ІІІ зони радіоактивного забруднення місцевості.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання:

- визначити ступінь забрудненості радіонуклідами сільськогосподарських угідь, тваринницьких приміщень та кормів у господарствах, з яких відбирались дослідні тварини;

- встановити прижиттєвий рівень радіоактивності дослідних тварин;

- вивчити морфологічні показники червоного кісткового мозку в різних вікових групах клінічно здорового молодняку великої рогатої худоби, вирощеного на забруднених радіонуклідами територіях;

- з'ясувати морфологічні показники крові різних вікових груп клінічно здорового молодняку великої рогатої худоби з території, забрудненої радіонуклідами;

- визначити морфологічні показники червоного кісткового мозку та крові клінічно здорового молодняку великої рогатої худоби (за принципом аналогів), вирощеного на екологічно чистих щодо радіоактивного забруднення територіях (контроль).

Об'єкт дослідження - довготривалий вплив малих доз іонізуючого опромінення на кровотворну та імунну системи молодняку великої рогатої худоби.

Предмет дослідження - морфофункціональний стан червоного кісткового мозку та крові молодняку великої рогатої худоби, вирощеного в умовах ІІІ зони радіоактивного забруднення.

Методи дослідження - клініко-анатомічні; гістологічні; цитологічні; гістохімічні; морфометричні; гематологічні; радіологічні; статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше проведено вивчення морфофункціонального стану червоного кісткового мозку молодняку великої рогатої худоби різного віку, вирощеного на забруднених радіонуклідами території, під час якого встановлено абсолютні та відносні морфологічні показники червоного кісткового мозку і крові. З'ясовано деякі показники природної резистентності (кількість Т- і В-лімфоцитів, рівень бактерицидної та лізоцимної активності сироватки крові) у молодняку великої рогатої худоби. Виявлено кореляцію між змінами гематологічних показників і змінами морфофункціонального стану кісткового мозку у тварин на забруднених радіонуклідами територіях.

При виконанні роботи одержано патент України на винахід "Спосіб оцінки негативного впливу радіації на організм молодняку великої рогатої худоби" за №54982 А від 17.03.2003 року.

Практичне значення одержаних результатів. Одержані результати морфологічного та морфометричного дослідження червоного кісткового мозку та крові молодняку великої рогатої худоби, який зазнавав постійного впливу низьких доз радіоактивного випромінювання в природних умовах, значною мірою доповнюють та поглиблюють сучасні уявлення про морфофункціональний стан кровотворної та імунної систем у сільськогосподарських тварин, вирощених на забруднених радіонуклідами територіях.

Результати дослідження рекомендуються використовувати при розробці лікувально-профілактичних заходів та нових технологій утримання і годівлі молодняка великої рогатої худоби, що вирощується в умовах дії малоінтенсивного іонізуючого випромінювання. Матеріали дисертаційної роботи можуть бути використані у навчальному процесі та в науково-дослідній роботі з розділу радіаційної патології.

Результати дослідження вже використовуються у навчальному процесі та науково-дослідній роботі на кафедрах нормальної анатомії, гістології, патологічної анатомії Національного аграрного університету (м. Київ), Державного агроекологічного університету (м. Житомир), Подільської аграрно-технічної академії, Львівської національної академії ветеринарної медицини ім. С.З. Ґжицького, у проблемній лабораторії фізіології та функціональної морфології продуктивних тварин Дніпропетровського державного аграрного університету, в лабораторії фармакології і токсикології Державного науково-дослідного контрольного інституту ветеринарних препаратів та кормових добавок, а також у Рівненській та Волинській державних лабораторіях ветеринарної медицини.

Особистий внесок здобувача. Дисертант самостійно проводив підбір груп тварин, відбір дослідного матеріалу та його гістологічну і гістохімічну обробку, пошук і аналіз даних літератури, а також обробку одержаних результатів досліджень. Був розроблений алгоритм морфометричної оцінки кісткового мозку великої рогатої худоби. Провів морфологічні, цитологічні, морфометричні, гематологічні та окремі радіологічні дослідження (гамма-фон території господарств, прижиттєвий рівень радіоактивності тварин), узагальнив і проаналізував одержані результати досліджень.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались й отримали схвалення: на засіданнях кафедри патологічної анатомії і гістології, методичної комісії та вченої ради Львівської національної академії ветеринарної медицини ім. С.З. Ґжицького (1999-2003) і на науково-практичних конференціях: на Міжнародній науковій конференції "С.З. Ґжицький і сучасна аграрна наука" (м. Львів, 4-6 травня 2000 р.); на Міжнародній науково-практичній конференції "Сучасні проблеми екології та гігієни виробництва продукції тваринництва" (м. Вінниця, 19-20 жовтня 2000 р.); на Міжнародній науково-практичній конференції "Актуальні проблеми розвитку сучасної зооветеринарної науки" (м. Львів, 4-6 жовтня 2001 р.); на ІІ Всеукраїнській науково-практичній конференції ветеринарних патологів (м. Київ, 21-24 листопада 2001 р.); на двох Міжнародних науково-практичних конференціях молодих вчених та спеціалістів "Молоді вчені у вирішенні проблем аграрної науки і практики" (м. Львів, 26-27 червня 2002 р. та 26-27 червня 2003 р).

Публікації результатів досліджень. Результати досліджень викладені у 7 наукових працях, які опубліковані в журналах: "Ветеринарна медицина України" (1), збірниках "Науковий вісник Львівської державної академії ветеринарної медицини ім. С.З. Ґжицького" (5), збірнику наукових праць Вінницького державного аграрного університету (1).

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із таких розділів: вступ, огляд літератури, матеріал і методи досліджень, результати власних досліджень, аналіз і узагальнення результатів досліджень, висновки, пропозиції виробництву, список використаної літератури, додатки.

Текст дисертації викладений на 146 сторінках машинопису, проілюстрований 39 рисунками, 12 таблицями. Список використаної літератури включає 278 джерел, з яких 75 іноземних.

Вибір напрямків досліджень, матеріал та методи виконання роботи

Робота ґрунтується на морфологічному дослідженні червоного кісткового мозку та гематологічних показників клінічно здорового молодняку великої рогатої худоби чорно-рябої породи, вирощеного в колективних господарствах та індивідуальному секторі Дубровицького і Зарічненського районів Рівненської області. Територія цих господарств, згідно Постанови Кабінету Міністрів України за №106 від 23 липня 1991 року, відноситься до третьої зони радіоактивного забруднення.

Дослідження проводились протягом 1999-2003 років на кафедрі патологічної анатомії і гістології Львівської національної академії ветеринарної медицини ім. С.З. Ґжицького, у відділі фармакологічних та токсикологічних досліджень Державного науково-дослідного контрольного інституту ветеринарних препаратів і кормових добавок, в радіологічному відділі Рівненської державної лабораторії ветеринарної медицини, а також в Дубровицькій та Зарічненській районних державних лабораторіях ветеринарної медицини.

Дослідження морфофункціонального стану червоного кісткового мозку та гематологічних показників проводили на трьох вікових групах молодняку великої рогатої худоби (n=28), вирощеного в умовах постійного впливу малих доз радіації: І група - телята 4-6-тижневого віку; ІІ група - 6-7-місячного віку; ІІІ група - молодняк 18-24-місячного віку.

Для контролю був використаний молодняк великої рогатої худоби (n=24) аналогічних вікових груп і породи з благополучних по інфекційних хворобах колективних та індивідуальних господарств Рогатинського району Івано-Франківської області та Буського й Жидачівського районів Львівської області, де рівень радіації знаходився в межах природних фонових величин.

Гамма-фон на території господарств (в тому числі у стійлових приміщеннях, на вигульних майданчиках і пасовищах) визначали гамма-радіометром СРП 68-01. Дані про щільність забруднення ґрунтів, а також про ступінь забруднення згодовуваних кормів і молока радіонуклідами використані із звітних матеріалів Рівненської лабораторії, а також Дубровицької та Зарічненської районних лабораторій державної ветеринарної медицини.

Перед забоєм тварин вимірювали їх прижиттєвий рівень радіоактивності гамма-радіометром СРП 68-01 в ділянці лопатки. Вміст радіоцезію в м'язах і паренхіматозних органах визначали за допомогою гамма-радіометрів РУБ-01П6 та РУГ-91 "Адоні".

Матеріал для цитологічного і гістологічного досліджень відбирали в господарствах та після забою тварин на забійних пунктах м. Дубровиці та м. Зарічне Рівненської області. Контроль - на Ходорівському м'ясокомбінаті та забійному пункті смт. Журавно Жидачівського району Львівської області.

Для дослідження, як дослідний, так і контрольний матеріал відбирали в літньо-осінній період.

Пунктат кісткового мозку і кров брали безпосередньо перед забоєм тварин. При цьому для цитологічного дослідження взято пунктату: І група - 6 тварин; ІІ - 7 тварин; ІІІ - 5 тварин (контроль відповідно 5; 10; 6 тварин). Пунктат брали в ділянці 2-3-го сегментів тіла грудини. Для цього використовували стерильні голки Боброва з добре підігнаними мандренами та шприц зі скляним поршнем. Із одержаного пунктату швидко виготовляли мазки і фарбували за Паппенгеймом. Визначали клітинний склад кісткового мозку (при збільшенні 71,590) на основі підрахунку 500 клітин у найтоншій частині мазків. Визначали лейкоеритробластичний індекс (лейко/еритро - відношення кістковомозкових елементів цих ростків) і кістковомозковий індекс дозрівання нейтрофілів (відношення молодих гранулоцитарних клітин до зрілих нейтрофілів) (Карпуть И.М., 1986).

Кров для дослідження (по 7 проб з кожної групи дослідних і контрольних тварин) брали з яремної вени. Для фіксації мазків крові використовували метиловий та етиловий спирти, 10-12%-й розчин формаліну на етиловому спирті. Гемоглобін визначали методом Салі; загальну кількість еритроцитів і лейкоцитів підраховували в камері Горяєва. Лейкоформулу виводили на основі підрахунку 200 клітин у мазках крові, пофарбованих за Паппенгеймом і Романовським-Гімзою (Карпуть И.М., 1986; Кондрахин И.П. и др., 1985). Визначали бактерицидну активність сироватки крові до мікробної культури Escherichia сoli (штам 276) та лізоцимну активність сироватки крові до культури Mycrococcus lizodeicticus за В.Е. Чумаченко (Чумаченко В.Е. и др., 1990). Кількість Т-лімфоцитів визначали шляхом прямого розеткоутворення з еритроцитами вівці, В-лімфоцитів - реакцією непрямого розеткоутворення з еритроцитами вівці (за розетку вважали лімфоцит, який фіксував на своїй поверхні три еритроцити і більше) (Фримель Г, 1987; Корчан М.І., 1982; Меньшиков В.В., 1987; Jondal M. et al., 1972).

Для гістологічного та морфометричного досліджень відбирали кусочки грудини. З цією метою для гістоморфометричного дослідження відібрано матеріал від 15 дослідних і 15 контрольних тварин (по 5 тварин з кожної групи). Матеріал фіксували в 10%-му розчині нейтрального формаліну. Для декальцинації використовували 8-10%-й розчин азотної та 5%-й розчин трихлороцтової кислоти. Матеріал заливали в парафін, гістологічні зрізи виготовляли на санному мікротомі МС-2. Для фарбування гістозрізів використовували загальноприйняті і спеціальні методики: гематоксиліном та еозином, за Паппенгеймом, Ван-Гізоном (Меркулов Г.А., 1969; Киселева А.Ф, 1988).

Для цитохімічних досліджень червоного кісткового мозку та крові використовували такі методики: Браше - на виявлення РНК і ДНК, Шабадаша - на глікоген, Гольдмана - на ліпіди. Виконання всіх цитохімічних методик супроводжували необхідним контролем для підтвердження їх специфічності (Бутенко З.А. и др., 1974; Кононский А.И., 1976; Карпуть И.М., 1986).

Морфометрію грудини проводили за Автандиловим Г.Г. (1990) з використанням стандартної окулярної морфометричної сітки при збільшенні в 120 разів (101,58). У кістковому мозку визначали співвідношення між мієлоїдною тканиною, кістковими балками та жировими клітинами; визначали щільність заселення мієлоїдної тканини клітинними елементами кісткового мозку (кількість клітинних елементів на площі 1 мм2). Підрахунок і аналіз чисельності клітин у мієлоїдній тканині проводили за допомогою стандартної морфометричної сітки в 25-ти полях зору при збільшенні в 1350 разів (101,590).

Мікрофотографування гістологічних препаратів здійснювали за допомогою мікроскопа МБИ-6, фотокамери "Зеніт-122", фотонасадки МФН_2.

Статистичну обробку одержаних даних проводили за М.П. Деркачем (1972) та І.А. Ойвіном (1960) на комп'ютері ІВМ-РС/АТ із використанням статистичного програмного пакету Statistic 5,0 для Windows 95.

Результати досліджень та їх аналіз

Радіологічна характеристика господарств, з яких походили дослідні тварини. Дослідження проводились на тваринах, які народились та постійно утримувались у колективних господарствах: "Зоря" Дубровицького та ім. Шевченка Зарічненського районів Рівненської області, а також в індивідуальному секторі, розташованих на території населених пунктів: Дубровиця, Зарічне, Берестя, Старі Коні, Іванчиці.

Згідно результатів досліджень, проведених радіологічним відділом Рівненської обласної державної лабораторії ветеринарної медицини, в господарствах, де вирощувались дослідні групи тварин, щільність забруднення ґрунтів 137Cs становила 1-15 Кі/км². Гамма-фон (мкР/год) на території господарства "Зоря" коливався в межах 20-25, в тому числі у стійлових приміщеннях - 15-17, а на вигульних майданчиках - 19-22. Гамма-фон на території дослідного господарства ім. Шевченка коливався в межах: ферма №1 (с. Старі Коні) - 20-30, на фермі №2 (с. Іванчиці) - 28-35 (місцями до 40); в тому числі у стійлових приміщеннях на фермі №1 - 16-18, на фермі №2 - 18-20; на вигульних майданчиках ферми №1 - 21-24 і ферми №2 - 20-26 мкР/год. Забрудненість молока радіонуклідами у дослідних господарствах коливалась у межах 20-64 Бк/л; у приватному секторі максимальне забруднення окремих проб досягало 366-550 Бк/л. Сумарна активність раціону по 137Cs на добу становила для тварин І дослідної групи 9,5 кБк, ІІ - 13,4 кБк, ІІІ - 20,2 кБк. При цьому поглинута доза за рахунок внутрішнього опромінення становила у тварин І групи 0,3 сГр, ІІ - 0,8 сГр, ІІІ - 6,4 сГр. Вміст радіонуклідів у м'язах забитих тварин коливався в межах 40-320 Бк/кг. Прижиттєвий рівень радіоактивності тварин у господарстві "Зоря" коливався в межах 0,5-4,1 мкР/год. (до 4,4 мкР/год - у тварин з індивідуального сектора); у господарстві ім. Шевченка на фермі №1 (с. Старі Коні) 1,0-1,3 мкР/год., на фермі №2 (с. Іванчиці) 2,7-8,1 мкР/год.

Результати гематологічних досліджень. У дослідних тварин віком 4-6 тижнів (I група) морфологічні показники крові (еритроцити, лейкоцити) та рівень гемоглобіну в цілому були в межах фізіологічної норми але, порівняно з тваринами контрольної групи, дещо нижчими (табл. 1). У крові дослідних тварин зміни лейкоформули відбувалися за рахунок збільшення відносної кількості паличко- (P<0,05) і сегментоядерних (P<0,01) нейтрофільних гранулоцитів та зменшення лімфоцитів (P<0,05) і частково моноцитів (P>0,05). Траплялись поодинокі великі лімфоцити з бобоподібним ядром, широкою світлою із азурною зернистістю цитоплазмою. Відносна кількість їх становила 5,10,4% (P>0,05) від загальної кількості лімфоцитів (контроль - 5,40,8%).

Таблиця 1