Морфофункциональное состояние репродуктивных органов свиноматок при техногенном воздействии

ВЕТЕРИНАРИЯ

_______________________________________________________________________________

Размещено на http://www.allbest.ru/

_______________________________________________________________________________________

Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии.-2008.-№2.

2

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ РЕПРОДУКТИВНЫХ ОРГАНОВ СВИНОМАТОК ПРИ ТЕХНОГЕННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

О.Б. Сеин, доктор биологических наук профессор декан факультета ветеринарной медицины, заведующий кафедрой терапии и акушерства

В.В. Григоренко, кандидат биологических наук,

Д.О. Сеин, кандидат биологических наук

Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова

Усиление техногенного влияния на природные экосистемы сопровождается перемещением и распределением в биосфере огромного количества химических токсикантов. Выпадая на поверхность почвенно-растительных сельскохозяйственных угодий, они в дальнейшем вовлекаются в пищевые цепочки продуктивных животных, негативно воздействуя на их организм и накапливаются в продуктах питания в количествах, нередко представляющих угрозу здоровью человека.

В период адаптации животных к условиям жизни под влиянием антропогенных факторов, в том числе и ионизирующего излучения, в организме возникают изменения, характеризующиеся целым комплексом морфологических и функциональных изменений, имеющих приспособленный характер.

Современные представления о характере биологического действия ионизирующих излучений на организм животных сформировались в основном на основании результатов, полученных в экспериментах с острым облучением в дозах, превышающих 100 Р. Многочисленные эксперименты, проведённые отечественными и зарубежными исследователями, подтвердили высокую биологическую активность острого ионизирующего излучения, способного вызывать ионизацию любых химических соединений биосубстратов, образование активных радикалов и этим самым индуцировать длительно протекающие реакции в живых тканях, сопровождающиеся функциональными и морфологическими изменениями.

Однако в последние десятилетия организм человека и животных столкнулся с масштабным воздействием ионизирующей радиации в малых дозах. Малые дозы - довольно условное понятие, согласно источникам литературы они не имеют абсолютно чёткой размерности. В клинической практике под ними понимают дозы ионизирующей радиации, которые не приводят к развитию клинически очерченных эффектов. Клинические проявления при длительном контакте с источниками ионизирующих излучений или попаданием радионуклидов в организм и их продолжительным пребыванием в органах и тканях весьма сложны, так как повреждение клеток тканей малыми дозами радиации сочетается с их постлучевой репарацией. Интенсивность протекания этих процессов определяется многими факторами: от длительности экспозиции излучения до особенностей радиочувствительности разных органов и тканей, поражение которых во многом зависит от суммарных дозовых нагрузок и сроков лучевого воздействия.

Экспериментальные работы, выполненные, А.Д. Беловым и др. (1990), Н.П. Лысенко (2000), и др подтверждают предположение о меньшей биологической эффективности хронического воздействия по сравнению с острой однократной дозовой нагрузкой. В то же время исследования по изучению инкорпорированного облучения не многочисленны и зачастую носят противоречивый характер. Так, в литературе встречается недостаточно сведений о влиянии инкорпорированного облучения на репродуктивную систему в целом, и в частности на гонады, которые относятся к «критическим органам». В этой связи проблема воздействия малых доз и отдаленных последствий облучения на морфофункциональное состояние репродуктивных органов сельскохозяйственных животных, в том числе и у свиней, является актуальной и требует дальнейшего углубленного изучения.

Учитывая актуальность и научно-практическую значимость указанной проблемы, целью настоящей работы являлось изучение морфофункциональных особенностей репродуктивных органов у свиноматок крупной белой породы в зависимости от содержания в их организме ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs.

Экспериментальная часть работы выполнялась в 1998-2002гг. в Курской ГСХА, в лаборатории эндокринологии Всероссийского института животноводства, свиноводческом комплексе АО «Железногорское», АО «Разветьевское» Железногорского района, АО «Страна советов» Обоянского района Курской области, в радиологическом отделе Курской областной ветеринарной лаборатории.

Объектом исследований являлись свиноматки крупной белой породы. Животных в группы подбирали по принципу аналогов с учётом происхождения, массы тела, возраста и развития. Кормление и содержание подопытных животных было одинаковым и соответствовало условиям, предусмотренным технологией комплексов и ферм.

Материалом для исследования служили кровь, репродуктивные органы, мышечная и костная ткани, которые получали от свиноматок во время убоя на мясокомбинатах Курской области и при внутрихозяйственном убое.

В ходе проведения экспериментов были использованы клинические, гематологические, морфологические, гормональные, радиологические и биометрические исследования.

Уровень радионуклидов цезия-137 (¹³⁷Cs) и стронция-90 (⁹⁰Sr) в кормах, мышечной и костной тканях определяли в радиологическом отделе Курской областной ветеринарной лаборатории. Отбор и подготовку проб, а также оценку общего радиационного фона проводили согласно методическим указаниям по радиационной экспертизе объектов ветеринарного надзора (Москва, 1978).

Образцы кормов отбирали в местах их хранения и непосредственно в кормушках. Пробы мышечной ткани (из тазобедренной группы мышц) и пробы костной ткани (2-3 ребро) у животных отбирали на мясокомбинате и при внутрихозяйственном убое. Отобранные образцы тканей помещали в пластиковые контейнеры, охлаждали до -20°С и хранили в жидком азоте до проведения анализа.

Содержание радионуклидов в исследуемых образцах определяли методом бета-, и гамма-спектрометрии на установках УСК «Гамма-плюс» и РУБ-01 П6 и радиохимическим методом, с последующей радиометрией на установках УМФ-1500 и УМФ-2000.

После клинических, морфологических, биохимических, радиоиммунологических и радиологических исследований все животные были разделены на две группы. Первая (опытная) группа включала свиноматок из АО «Железногорское» и АО «Разветьевское», у которых в мышечной ткани содержание ⁹⁰Sr составляло 24,5-34,9 пКи/кг и ¹³⁷Cs - 72,2-92,3 пКи/кг, а костной ткани соотвественно - 655,8-942,4 пКи/кг и 299,5-406,5 пКи/кг. Во вторую (контрольную) группу входили свиноматки АО Страна советов», у которых в мышечной ткани содержание ⁹⁰Sr было 3,6-4,8 пКи/кг и ¹³⁷Cs - 6,9-8,1 пКи/кг, а в костной ткани соответственно 164,5-210,4 пКи/кг и 95,4-125,6 пКи/кг.

Проведенные нами исследования показали, что природная среда Курской области, как и многих регионов России, подвергается влиянию различных факторов, отрицательно влияющих на экологию, продолжительность жизни растительных и животных организмов. Наличие мощного железорудного месторождения с открытым типом разработки требует проведение на территории области исследований по определению уровней радиоактивного воздействия на население и работников ГОКа естественных радионуклидов.

Измерение радиационного фона в карьере показал, что на поверхности железистых кварцитов уровень гамма-излучения составлял 10-12 мкР/час, на высоте 1м от поверхности - 12-14 мкР/час, что не превышает допустимых норм. Однако, в пределах центрального карьера просматривается жильная зона с повышенными концентрациями радиоактивных элементов. В этой зоне на всем ее протяжении на различных горизонтах вскрываются проявления и аномалии радиоактивных элементов с интенсивностью гамма-излучения от 50 до 1600 мкР/час. Радиоактивность обусловлена естественными радионуклидами уранового ряда. Как правило, взрывные работы, проводимые в карьере, сопровождаются интенсивным выбросом в атмосферу пыли пород, в том числе и радиоактивных, что приводит к загрязнению окружающей территории.

Анализ радиационной загрязнённости кормов заготовленных в АО «Разветьевское и АО «Железногорское» показал, что практически во всех случаях исследований содержание ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в них было в 5-20 раз выше, по сравнению со среднеобластными показателями. Отмечен рост врождённых аномалий у животных всех видов. Значительная их часть является результатом совместного действия наследственности и внешних средовых факторов.

Установление истиной этиологии врождённых аномалий довольно сложная задача. Её можно решить, если располагать достаточно полной информацией о частоте встречаемости той или иной аномалии, а также иметь сведения о происхождении аномального животного и т.д. В хозяйствах Курской области учёт рождения аномального приплода у сельскохозяйственных животных не проводился. Мы располагаем лишь фактами о появлении уродств в хозяйствах Железногорского района, описание которых представляет определённый интерес с точки зрения спектра аномалий, для некоторой оценки проявления генетического груза, мутагенного и тератогенного влияния факторов внешней среды, в том числе и ионизирующей радиации.

Нами наблюдались случаи рождения поросят с двумя головами, с расщеплениями в области позвоночника, с шестью конечностями, с заращением заднепроходного отверстия раздвоением черепа (рис.1). Среди аномалий черепа и головного мозга нередко встречалась водянка головного мозга (гидроцефалия), которая анатомически проявлялась скоплением серозной жидкости в арахноидальном пространстве и желудочках мозга. Поросята с водянкой головного мозга обычно рождались живыми, однако затем погибали в первые недели жизни. Имели место аномалии органов зрения сопровождающиеся помутнением роговицы, микрофтальмией, отсутствием глаз и др. Эти уродства в одних случаях заканчивались летальным исходом, в других - животные оставались жизнеспособными.

Рис.1. Поросенок с раздвоением передней части черепа

Исследование содержания радионуклидов в организме свиноматок в АО «Разветьевское» и АО «Железногорское» (рис.2-5) показали, что уровень ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в мышечной и костной тканях животных колебался в значительных пределах. Так, содержание ⁹⁰Sr в мышцах свиноматок составляло 24,5-34,9 пКи/кг, а ¹³⁷Cs-72,2-92,3 пКи/кг. При этом уровень радионуклидов у животных АО «Железногорское» был несколько выше, чем у свиноматок АО «Разветьевское». Однако, по сравнению со среднеобластными показателями содержание в мышечной ткани ⁹⁰Sr у свиноматок АО «Разветьевское и АО «Железногорское» превышало их в 4,6-6,6 раза, а ¹³⁷Cs в 8,1-10,4 раза.

Что касается содержания изучаемых радионуклидов в костной ткани свиноматок, то их уровень был значительно выше, чем в мышцах. Уровень ⁹⁰Sr находился в границах 655,8-942,4 пКи/кг, ¹³⁷Cs - 299,5-406,5 пКи/кг, что превышало данные показатели животных-аналогов из контрольных хозяйств Курской области, у которых ⁹⁰Sr содержалось в 2,6-3,7 раза, а ¹³⁷Cs в 2,5-3,3 раза меньше, чем у свиноматок АО «Разветьевское» и АО «Железногорское».

Полученные данные свидетельствуют, что у свиноматок, содержавшихся в условиях антропогенного изменения среды обитания, происходит более интенсивная аккумуляция в организме радионуклидов, чем у животных-аналогов, находившихся в хозяйствах с «благополучной» экологической обстановкой.

Рис. 2. Содержание ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в мышечной ткани свиноматок АО «Разветьевское»

Рис. 3. Содержание ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в костной ткани свиноматок АО «Разветьевское»

С целью изучения влияния техногенного загрязнения окружающей среды на репродуктивную функцию свиноматок, в частности на состояние половых органов, нами были обследованы ремонтные свинки и свиноматки 3-4-летнего возраста выбракованные по причинам нарушения воспроизводительной функции (гинекологические заболевания исключались) и поступившие на Курский и Льговский мясокомбинаты из хозяйств Железногорского района Курской области.

Анализ состояния половых органов у свиноматок, поступивших на мясокомбинаты из АО «Разветьевское» и АО «Железногорское» показал, что из 54 основных свиноматок у 14 (25,9%) было выявлено кистозное перерождение яичников, у 2 (3,7%) свиноматок отмечалось одностороннее недоразвитие рогов матки и яичников, у остальных животных видимых изменений не отмечалось.

Рис. 4. Содержание ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в мышечной ткани свиноматок АО «Железногорское»

Рис. 5. Содержание ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в костной ткани свиноматок АО «Железногорское»

радионуклиды репродуктивный свиноматка яичники

Во всех случаях кистозные перерождения яичников у свиноматок имели различный характер. Встречались кисты как односторонние, так и двусторонние. Их размеры варьировали в довольно широких пределах - от 3,5 см до 8,7 см в диаметре. В большинстве случаев кисты были множественными, однако, встречались и одиночные кистозные образования (рис.6).

В свою очередь проведённые нами исследования показали, что масса матки и яичников, линейные и объёмные параметры репродуктивных органов, полученных от свиноматок с повышенным содержанием радионуклидов, не имели достоверных различий от таковых у свиноматок с относительно низким уровнем радионуклидов в организме. Однако, число фолликулов и жёлтых тел прошлого полового цикла у свиноматок опытной группы было меньше, чем у контрольных животных. При этом установленная разница числа фолликулов была достоверной (Р<0,05).

Рис. 6. Кистозное перерождение яичников у свиноматок:

а - фрагмент рога матки с фолликулярными кистами правого яичника; б - двусторонние фолликулярные кисты

Выполненные нами гистологические исследования показали, что в яичниках свиноматок с повышенным содержанием радионуклидов наблюдались характерные изменения во всех группах фолликулов. Так, на гистосрезах яичников обнаруживалось большое количество примордиальных фолликулов с дистрофическими и погибающими ооцитами. Патологические изменения регистрировались и в формирующихся фолликулах (рис.7).

Рис. 7. Патологические изменения в яичниках свиноматок:

а-фолликул с распадающейся гранулезой и атрофированной текой; б- отторжение гранулёзы и формирующиеся фолликулярные кисты. Окраска гематоксилин-эозином, увеличение 6х24

На фоне третичных фолликулов, имеющих хорошо развитую, правильно сформированную гранулёзу, с признаками секреторной активности и хорошо развитым, чётко ограниченным внутренним слоем теки, овальными или реже округлыми ядрами, встречались фолликулы на различных стадиях кистозной или облитерационной атрезии. При этом гранулёза фолликулов, претерпевающих кистозные изменения, находилась в состоянии гиперплазии с наличием той или иной степени дистрофических изменений. В некоторых третичных фолликулах клетки фолликулярного эпителия содержали жировые включения, наблюдалась редукция гранулёзы до 1-2 слоёв или до полного её исчезновения, тека в таких фолликулах была гипертрофирована или же она приобретала фибринозный характер.

В яичниках свиноматок с повышенным содержанием радионуклидов наблюдалась картина обширного процесса фолликулярной атрезии. В этот процесс вовлекались все возрастные группы фолликулов - от примордиальных до третичных. При этом отмечено, что наиболее широко процесс атрезии распространялся среди формирующихся фолликулов, окружённых однослойной и полутораслойной фолликулярной оболочкой. На отдельных срезах яичников почти полностью отсутствовали нормальные фолликулы с данной стадией формирования. В процесс атрезии в значительной мере вовлекались и фолликулы поздней стадии формирования - третичные фолликулы. Среди которых часто встречались геморрагические формы.

Морфологическая структура слизистой оболочки у опытных у контрольных животных существенной разницы не имела. Однако, в некоторых случаях, у свиноматок с повышенным содержанием радионуклидов строма эндометрия имела рыхлую структуру, с плохо окрашенными, овальноудленёнными и округлыми ядрами.

Для выяснения влияния на функциональную активность яичников, содержащихся в организме свиноматок радионуклидов, нами была определена концентрация в их крови эстрадиола-17в и прогестерона. С этой целью провели убой свиноматок на третий день после отъёма поросят. Результаты исследований показали, что содержание эстрадиола-17в у свиноматок с относительно высоким уровнем радионуклидов было достоверно (Р<0,05) меньше (64,5±3,7 пмоль/л), чем у контрольных животных (77,8±2,9 пмоль/л). Что касается прогестерона, то его содержание у опытных животных также было ниже (28,9±8,9) нмоль/л), по сравнению контрольными свиноматками (37,5±2,6 нмоль/л), однако эта разница была менее выраженной, чем у эстрадиола.

Резюмируя результаты проведённых исследований можно сделать следующее заключение: инкорпорированные радионуклиды оказывают отрицательное влияние на репродуктивные органы свиноматок. При этом наиболее выраженные изменения проявляются в яичниках самок, что сопровождается нарушениями их гормональной активности и снижением воспроизводительной функции.

Литература

1. Белов А.Д. Метаболизм циклических нуклеотидов в тканях коров в условиях радионуклидного загрязнения среды // А.Д. Белов, Н.П. Лысенко, Ю.Ю. Шишмарёв, А.Н. Ильинов / Биологические и радиоэкологические аспекты последствий аварии на Чернобыльской АЭС. -Тез. докл. международной конф. -М. -1990. -С.271-273.

2. Лысенко Н.П. Состояние эндокринной системы у животных при облучении и в условиях производства на загрязнённой радионуклидами территории / Н.П. Лысенко // Автореф. дисс. докт. биол. наук. -М., 2000. -44С.

Размещено на Allbest.ru