К вопросу о биологической диагностике гаффской болезни

Размещено на http://www.allbest.ru/

К вопросу о биологической диагностике гаффскои болезни

Екатерина Алексеевна Друзь, Светлана Викторовна Козлова, Екатерина Павловна Краснолобоваш, Яна Андреевна Шмакова

Аннотация

Целью данной работы явилось изучение в рамках диагностической биологической пробы, патогистологических изменений в мышечной ткани белых мышей с учетом клинического проявления у них гаффской болезни. Научная работа выполнена в условиях кафедры анатомии и физиологии ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья» и отдела диагностики и ихтиопатологии Государственного автономного учреждения Тюменской области «Тюменская областная ветеринарная лаборатория». Материал для исследования был получен в ходе выполнения ежеквартального исследования на АТМП рыбы озер Тюменской области. Патологоанатомическим исследованиям подвергались пробы рыбы, выловленной из Андреевского и Ишменевского озер Тобольского района. Из проб рыбы были приготовлены корма, которые скармливались двум опытным группам белых мышей при постановке биопробы. Первая опытная группа получала корм из рыбы, выловленной из Андреевского озера, вторая группа - из Ишменевского озера. Длительность биопробы составила 17 суток. Проводились клинические наблюдения за животными опыта и патогистологические исследования материала, полученного при их вскрытии. Установлено, что патологоанатомическая картина гаффской болезни у рыбы, выловленной из Ишменевского озера, незначительно отличается более ярким внешним проявлением. Результаты указывают на то, что, несмотря на одинаковые сроки начала клинического проявления развития заболевания (на 2 сутки), интенсивность процесса в опытных группах разная. Более интенсивно клинически патологический процесс проявляется у всех животных второй опытной группы. Летальность в группе составляет 100%. В то же время выраженность структурных изменений в поперечнополосатой скелетной мышечной ткани ярче у животных первой группы. При этом летальность в первой группе белых мышей составляет 20%. Также установлено, что токсин, оказывая воздействие на организм белых мышей в течение всего срока биопробы, не вызывает деструктивные изменения в сердечной мышце белых мышей.

Ключевые слова: биопроба, гаффская болезнь, экосистема водоемов, гидробионты, биоценоз, трофическая цепь, токсин, интоксикация, мышечная ткань

Abstract

ON THE QUESTION OF BIOLOGICAL DIAGNOSIS OF HAFF DISEASE

Ekaterina A. Druz1, Svetlana V. Kozlova2, Ekaterina P. Krasnolobova3M, Yana A. Shmakova4

'Tyumen Regional Veterinary Laboratory, Tyumen, Russia

The purpose ofthis work was to study, within the framework ofa diagnostic biological test, pathohistological changes in the muscle tissue of white mice, taking into account the clinical manifestation of Huff disease in them. The scientific work was carried out in the conditions of the Department of Anatomy and Physiology of the State Agrarian University of the Northern Trans-Urals and the Department of Diagnostics and Ichthyopathology of the State Autonomous Institution of the Tyumen Region "Tyumen Regional Veterinary Laboratory". The materialfor the study was obtained in the course of a quarterly study on ATMP offish from lakes in the Tyumen region. Samples offish caught from the Andreevsky and Ishmenevsky lakes of the Tobolsk region were subjected to pathoanatomical studies. Feeds were prepared from fish samples, which were fed to two experimental groups of white mice during the bioassay. The first experimental group received food from fish caught from Andreevsky Lake, the second group - from Ishmenevsky Lake. The duration of the bioassay was 17 days. Conducted clinical observations of experimental animals and histopathological studies of the material obtained during their autopsy. It has been established that the pathoanatomical picture of Haff disease in fish caught from Lake Ishmenevskoe slightly differs in a brighter external manifestation. The results indicate that, despite the same timing of the onset of the clinical manifestation of the development of the disease (on the 2nd day), the intensity of the process in the experimental groups is different. More intensive clinically pathological process is manifested in all animals of the second experimental group. Mortality in the group is 100%. At the same time, the severity of structural changes in the striated skeletal muscle tissue is brighter in animals of the first group. The lethality in the first group ofwhite mice is 20%. It was also found that the toxin, affecting the body ofwhite mice during the entire period of the bioassay, does not cause destructive changes in the heart muscle of white mice.

Keywords: bioassay, Haff disease, ecosystem of reservoirs, hydrobionts, biocenosis, trophic chain, toxin, intoxication, muscle tissue

Введение

Вода является важнейшим компонентом окружающей среды. Она обеспечивает экономическое, социальное и экологическое благополучие населения.

Основным фактором, влияющим на формирование биоценоза любого водоема, является физико-химический состав воды. Вода, являясь абиотическим фактором, напрямую влияет на биотические компоненты экосистемы водного объекта, которые друг с другом вступают в определенные симбиотические взаимоотношения.

Дополнительное поступление в водные объекты органических и неорганических веществ приводит к увеличению нагрузки на трофические цепи, нарушается естественное равновесие между составляющими экосистемы водоема. Экосистема становится менее устойчивой, нарушается баланс, что приводит к гибели особо чувствительных организмов, которые представляют собой питательную основу для биотического круговорота. Начинают доминировать сообщества, ответственные за процессы разложения - бактерии, микроскопические водоросли. Таким образом, формируются условия для возникновения и развития патологических процессов, которые представляют угрозу не только для биоценоза самого водоема, но и для человека, как участника трофической цепи [7].

Опасность для человека представляют те заболевания обитателей водоема, которые составляют группу зооантропонозов как заразного характера, так и незаразного. Одним из общих для человека и гидробионтов заболеваний является гаффская болезнь.

Гаффская болезнь (юксовская болезнь, сартланская болезнь, острый алиментарный миозит) - алиментарная токсическая пароксизмальная миоглобинурия. Это остро протекающее заболевание, спородически возникающее среди хищных рыб, некоторых плотоядных животных и птиц, питающихся больной рыбой. Пораженная токсином рыба является опасной и для животных, и для человека. В настоящее время не установлено, какой именно токсин вызывает развитие патологии. Известно лишь, что вещество достаточно устойчиво к термической обработке и жирорастворимо. Интенсивность и экстенсивность поражения гидробионта зависит от концентрации токсического начала в водоеме. Данное заболевание у животных и человека чаще проявляется миоглобинурией, рабдомиолизом, а также парезами и параличами конечностей. Тяжесть течения заболевания определяется индивидуальными особенностями больного организма и количеством поступившей в организм пораженной рыбы [1, 2, 3, 4].

Водный фонд Тюменской области представлен множеством водных объектов, биоценоз которых разнообразен. Особенности экосистемы водных объектов области определяются их видами и природно-климатическими зонами расположения. В рекреациях озер Тюменской области и в настоящее время регистрируются случаи алиментарной токсической пароксизмальной миоглобинурии как среди людей, так и среди животных [6].

Первые официально зарегистрированные случаи гаффской болезни в Тюменской области были установлены в 2019 году - деревня Ачиры. В период с мая по июнь 2000 года в деревне Нариманово и поселке Новоторманский. Подтверждены были случаи заболевания у людей (28 человек), а также собак и кошек. В 2021 году выявлены 3 случая заболевания у жителей деревень Нариманово и Молчаново и 43 случая заболевания кошек. В период с 2020 по 2022 годы зарегистрированы случаи заболевания на приозерной территории озер Андреевского и Ишменевского Тобольского района [5].

Несмотря на то, что первые данные о заболевании зафиксированы еще в 1924 году, до настоящего времени нет однозначных данных по этиологии и патогенезу заболевания. Не установлено, как можно предотвращать возникновение природного резервуара этиологического фактора болезни. Основным методом диагностики заболевания является только биологическая проба. В этой связи научно-исследовательские работы, направленные на изучение этиологии, патогенеза, диагностики, профилактики данного заболевания, не теряют своей актуальности.

Цель научно-исследовательской работы: изучить в рамках диагностической биологической пробы, патогистологические изменения в мышечной ткани белых мышей с учетом клинического проявления у них гаффской болезни.

Материалы и методы исследований

Научно-исследовательская работа выполнена в условиях кафедры анатомии и физиологии ФГБОУ ВО «Г осударственный аграрный университет Северного Зауралья» и отдела диагностики и ихтиопатологии Государственного автономного учреждения Тюменской области «Тюменская областная ветеринарная лаборатория». Проведено 2 биологических исследования с целью установления алиментарно-токсической пароксизмальной миоглобинурии. В отдел диагностики и ихтиопатологии Государственного автономного учреждения Тюменской области «Тюменская областная ветеринарная лаборатория» пробы поступили в виде свежевыловлен- ной рыбы из озер Тюменской области Тобольского района - Андреевское и Ишменёвское. Исследования проводились с применением стандартных приемов организации постановки биологической пробы. Согласно методическим указаниям «Методика определения в рыбе токсических веществ, вызывающих алиментарно-токсическую параксизмаль- ную миоглобинурию (АТПМ) у человека и животных, на белых мышах», утвержденная Минсельхоз России 23.10.2003 г.

Основным исследуемым материалом при постановке биопробы являлся карась. Объем одной пробы рыбы составлял 25 кг, пробы отбирались из двух озер Андреевское и Ишменевское. Пробы рыбы доставлялись в лабораторию в свежем виде, та часть, которая использовалась для постановки биопробы, хранилась в замороженном состоянии при температуре минус 4°С до окончания проведения биологической пробы.

Поступившие пробы карасей подвергались внешнему осмотру и вскрытию, при котором отбирался материал для гистологических исследований и приготовления проб корма для животных биопробы.

Для постановки биологической пробы были сформированы по принципу аналогов три группы белых мышей по 5 самцов в каждой. Первая группа животных получала корм, приготовленный из рыбы, выловленной из озера Андреевское, вторая группа - из озера Ишменевское, третья группа - контрольная, получала корм, приготовленный из карасей, не содержащих токсические вещества. Животные всех групп содержались изолированно друг от друга в индивидуальных клетках.

Клиническое наблюдение проводилось в течение рабочего дня на протяжении всего эксперимента с двукратной регистрацией результатов оценки клинического статуса (утром и вечером). Животных фиксировали и осматривали для выявления характерных симптомов АТМП, таких как взъерошенность шерсти, неряшливость, блефароптоз, прыгающая походка, как следствие пареза и паралича задних конечностей, а также «позы треугольника». Продолжительность биологической пробы составила 17 суток. патогистологический гаффский болезнь клинический

Павшие животные опытных групп и усыпленные животные контрольной группы подвергались патологоанатомическому вскрытию. При вскрытии мышей для патогистологического исследования материал брали независимо от степени пораженности органов. Были приготовлены по общепринятой методике с использованием стандартной гистопроводки препараты из головного мозга, печени, почек, сердца, селезенки, желудка, поперечно полосатой скелетной мышцы [8]. Препараты окрашивали гематоксилин-эозином по общепринятой методике [9]. Готовые гисто препараты подвергали микроскопии с использованием микроскопа Micros, оснащенного камерой c увеличением х10 и х20.

Результаты исследований и их обсуждение

В связи с неблагополучием Тюменской области по гаффской болезни по решению Департамента агропромышленного комплекса Тюменской области (протокол от 14.11.2019 г.) предписано ежеквартальное мониторинговое исследование на АТМП рыбы озер области.

Мониторинговые исследования проводятся отделом диагностики и ихтиопатологии Тюменской областной ветеринарной лаборатории. Отдел как структурное подразделение лаборатории выполняет паразитологические, гистологические и биологические исследования, принимая участие в диагностике, профилактике и ликвидации инфекционных и незаразных заболеваний как животных, птиц, так и рыб. Наибольший удельный вес в структуре проведенных отделом исследований за последние три года занимают паразитологические исследования, на биологические исследования приходиться менее 1%, но при этом количество гистологических исследований на алиментарно-токсическую параксизмальную миоглобинурию увеличилось в 3 раза. Установлено также, что количество выявленных положительных проб на АТМП увеличилось более чем в 2 раза. Нарастание положительных проб свидетельствует о существовании условий формирования и накопления токсина в озерах Тюменской области.

В ходе патологоанатомического исследования поступивших в ветеринарную лабораторию проб карасей визуально установлено, что упитанность у всех экземпляров рыб, выловленных в Ишменевском и Андреевском озерах, сохранена. Чешуя более тусклая и легко удаляется с рыб из Ишменевского озера. При полном вскрытии выявлено, что в брюшной полости топография и внешний вид органов, их консистенция, размер соответствуют норме; степень кровенаполнения слабая, окраска серозных и слизистых оболочек бледная, серовато-розового цвета, в брюшной полости умеренное количество жидкости молочного цвет; жабры, головной мозг с кровенаполненными сосудами, что соответствует норме.

При гистологическом исследовании карасей, выловленных из озер Ишменевского и Андреевского, наблюдаются следующие изменения: потеря исчерченности, контрактура мышечных волокон и их распад на глыбки. Миолиз и рассасывание с сохранением сарколеммы по типу ареактивного некроза. У карасей контрольной группы в гистоструктуре изменений не зафиксировано.

При постановке биологической пробы на белых мышах первые характерные клинические признаки АТМП (таблица 1) появились у мышей опытных групп на 2 сутки - взъерошенность шерсти, пугливость и блефароптоз.

Таблица 1 Динамика развития характерных клинических признаков гаффской болезни у белых мышей

Животные приобрели неряшливый вид, стали усиленно потреблять воду, а также у животных стала снижаться общая двигательная активность (рисунок 1).

Рисунок 1. Лабораторная мышь с характерными клиническими признаками (неряшливость, взъерошенность шерсти и блефароптоз)

В дальнейшем у мышей отмечалась прыгающая походка (при принуждении) или наблюдалась «поза лягушки», что является свидетельством развития паралича конечностей. Впоследствии мыши стали отказываться от пищи, перестали передвигаться, наблюдалось дрожание головы и конечностей. За 6-48 часов до гибели у большинства животных стала появляться «поза треугольника», если смотреть сбоку (рисунок 2). Углами этого треугольника являются - опущенная на пол голова, сильно приподнятая и резко изогнутая грудопоясничная часть позвоночника, корень хвоста.

При завершении биопробы на 17 сутки в первой группе осталось четыре особи, во второй - не одной, в контрольной - все пять мышей.

Рисунок 2. «Поза треугольника» у белой мыши

В рамках научно-исследовательской работы биологические исследования расширены проведением гистологических исследований материала, полученного при вскрытии белых мышей на завершающем этапе биопробы.

При гистологическом исследовании мышечной ткани мышей установлено, что характерные для АТМП изменения структуры поперечнополосатой мышечной (скелетной) ткани выявлены в гистопрепаратах, полученных от животных первой и второй групп.

В препаратах от мышей первой и второй групп структура скелетной мышечной ткани нарушена (рисунок 3).

Волокна ограничены не четко выраженной оболочкой-сарколеммой, под которой располагаются ядра. Ядра частично сохранены, частично разрушены. Большинство сохраненных ядер не имеют четких границ и слабо окрашены. Поперечнополосатая исчерченность мышечных волокон сохранена лишь частично. На поперечных участках среза волокна располагаются далеко друг от друга. Сосуды ткани кровенаполнены.

Волокна мышц мышей первой группы разволокненные и закручены (выраженная контрактура), тогда как волокна мышц мышей второй группы разволокненные и волнообразные (слабая контрактура). Как закрученные участки мышечных волокон (первая группа), так и волнистые участки (вторая группа) без поперечной ичерченности.

При изучении гистопрепаратов от контрольной группы установлено, что структура скелетной мышечной ткани не изменена. Хорошо просматриваются мышечные волокна, которые ограничены оболочкой-сарколеммой, под оболочкой располагаются ядра. Волокна мышц длинные цилиндрической формы. В саркоплазме мышечного волокна различаются темные (анизотропные) диски. Поперечная исчерченность сохранена. Мышечные волокна имеют множество небогатых хроматином ядер. Ядра занимают периферическое положение. В саркоплазме различают упорядоченные миофибриллы. Миофибриллы образуют пучки. Некоторые сосуды кровенаполнены (рисунок 4).

Рисунок 3. Микропрепарат поперечнополосатой мышечной (скелетной) ткани белой мыши 1 опытной группы (Андреевское озеро). Окраска гематоксилин-эозин. Увеличение х20

Рисунок 4. Микропрепарат поперечнополосатой мышечной (скелетной) ткани белой мыши контрольной группы.

Окраска гематоксилин-эозин. Увеличение х20

Результаты гистологических исследований препаратов сердца указывают на то, что структура сердечной мышцы у животных все групп сохранена. Хорошо визуализируются морфологические элементы поперечнополосатой мышечной ткани целомического типа. Ткань представляет собой совокупность клеток-кардиомиоцитов. Сарколемма хорошо просматривается. В саркоплазме локализуется ядро овальной формы. Волокна мышц ветвятся, образуя сеть. Стенки клеток тонкие, но хорошо различимы, цитоплазма розового цвета, ядра фиолетового цвета. Некоторые сосуды кровенаполненные.

Заключение

В ходе исследования установлено, что патологоанатомическая картина гаффской болезни у рыбы, выловленной из Ишменевского озера, незначительно отличается более ярким внешним проявлением.

Также полученные результаты указывают на то, что, несмотря на одинаковые сроки начала клинического проявления развития заболевания (на 2 сутки), интенсивность процесса в опытных группах разная. Более интенсивно клинически патологический процесс проявляется у всех животных второй опытной группы, которые получали корм, приготовленный из рыбы озера Ишменевского Тобольского района. Летальность в группе составляет 100%. В то же время выраженность структурных изменений в поперечнополосатой скелетной мышечной ткани ярче у животных первой группы. Это может указывать на то, что концентрация токсина в рыбе, выловленной из Ишменевского озера больше, что и является причиной острого развития патологии, приводящей к гибели животных. Поступая в организм белых мышей в меньших концентрациях (первая опытная группа), токсин вызывает медленное развитие патологического процесса. Интоксикация организма сопровождается более интенсивными изменениями в структуре поперечнополосатой скелетной мускулатуры. При этом летальность в первой группе белых мышей составляет 20%.

Также установлено, что токсин, оказывая воздействие на организм белых мышей в течение всего срока биопробы, не вызывает деструктивные изменения в сердечной мышце белых мышей.

Результаты гистологического исследования белых мышей при постановке диагностической биологической пробы, дополняя результаты клинического исследования лабораторных животных и гистологических исследований рыб, расширяют информативность результатов биопробы.

Список источников

1. Батршина А.Д. Гаффская болезнь: риски для экосистем и здоровья населения в Тюменской области // Актуальные вопросы науки и хозяйства: новые вызовы и решения. Сборник материалов LV Студенческой научно-практической конференции. 2021. С. 180-183.

2. Бурундукова Т.С. Условия и причины вспышки алиментарно-токсической пароксизмальной миоглобинурии в Тюменской области: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Бурятский государственный университет. Тюмень, 2005. 103 с.

3. Глазунова Л.А., Мусина А.Р. Особенности клинического проявления Гаффской болезни (обзор литературы) // АПК: инновационные технологии. 2021. № 3. С. 6-13

4. Патоморфологические изменения в мышцах карася озера Ишменевское при вспышке Гаффской болезни / Е.П. Краснолобова, С.А. Веремеева, Л.А. Глазунова, А.А. Юрченко // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2022. № 1. С. 61-66.

5. Алиментарно-токсическая пароксизмальная миоглобинурия: случай массового заболевания Гаффской болезнью в Тюменской области / А.А. Массёров, И.Л. Чайковская, А.В. Рахманкулов, П.А. Редикульцев // В сборнике: Неделя молодежной науки - 2020. Материалы Всероссийского научного форума с международным участием, посвященного 75-летию победы в Великой Отечественной войне. 2020. С. 111-112.

6. Размашкин Д.А., Бабушкин А.А., Митрофанова Т.С. Условия возникновения вспышки алиментарно-токсической пароксизмальной миоглобинурии в Тюменской области // Тезисы докладов 8 съезда Гидробиологичекого общества. Калининград, 2001. Т.2. С. 166-167.

7. Санникова Н.В., Шулепова О.В., Ковалева О.В. Оценка видового разнообразия растительности в рекреационной зоне водного объекта города Тюмени // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2021. № 1 (64). С. 54-60.

8. Хонин Г.А., Барашкова С.А., Семченко В.В. Морфологические методы исследования в ветеринарной медицине: учебное пособие. Омск: Омская областная типография, 2004. 198 с.

References

1. Batrshina, A.D. Gaff disease: risks for ecosystems and public health in the Tyumen region. In the collection: Topical issues of science and economy: new challenges and solutions. Collection of materials of the LV Student Scientific and Practical Conference, 2021, pp. 180-183.

2. Burundukova, T.S. Conditions and causes of the outbreak of alimentary-toxic paroxysmal myoglobinuria in the Tyumen region. Author's Abstract. Buryat State University. Tyumen, 2005. 103 p.

3. Glazunova, L.A. and A.R. Musina. Features of the clinical manifestation of Gaff disease (literature review). APK: innovative technologies, 2021, no. 3, рр. 6-13

4. Krasnolobova, E.P., S.A. Veremeeva, L.A. Glazunova and A.A. Yurchenko. Pathological changes in the muscles of the crucian carp of Lake Ishmenevskoe during an outbreak of Gaff disease. Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy, 2022, no. 1, рр. 61 -66.

5. Masserov, A.A., I.L. Chaikovskaya, A.V. Rakhmankulov and P.A. Redikultsev. Alimentary-toxic paroxysmal myoglobinuria: a case of mass illness with Gaff disease in the Tyumen region. In the collection: Week of Youth Science - 2020. Materials of the All-Russian Scientific Forum with International Participation, dedicated to the 75th anniversary of victory in the Great Patriotic War. 2020, pp. 111-112.

6. Razmashkin, D.A., A.A. Babushkin and T.S. Mitrofanova. Conditions for the outbreak of alimentary-toxic paroxysmal myoglobinuria in the Tyumen region. Abstracts of reports of the 8th Congress of the Hydrobiological Society. Kaliningrad, 2001, vol. 2, pp. 166-167.

7. Sannikova, N.V., O.V. Shulepova and O.V. Kovaleva. Assessment of species diversity of vegetation in the recreational zone of the water body of the city of Tyumen. Bulletin of Michurinsk State Agrarian University, 2021, no. 1 (64), pp. 54-60.

8. Khonin, G.A., S.A. Barashkova and V.V. Semchenko. Morphological research methods in veterinary medicine: textbook. Omsk: Omsk Regional Printing House, 2004. 198 p.

Размещено на Allbest.ru