Экологические аспекты формирования физиолого-биохимического, иммуногенетического статуса и продуктивности животных в онтогенезе

Таблица 17 Содержание компонентов белкового, углеводного и жирового обмена в коже овец разных экологических зон, мг%

Показатели	Зона
	техногенного загрязнения	вне техногенного загрязнения
	М±m	М±m
Общий азот	314,9±0,3	428,5±18,6
Остаточный азот	498,2±13,5	689,5±45,0
Аминный азот	217,5±16,9	341,8±18,0
Общие липиды	466,2±160,3	674,2±20,1
Фосфолипиды	381,1±146,2	496,4±19,0
Свободный холестерин	191,1±19,9	257,9±18,1
Общий сахар	96,3±32,7	198,2±27,6
Пировиноградная кислота,	64,3±14,3	107,3±13,0
Молочная кислота	136,3±41,7	192,4±33,6

Кожа овец по содержанию липидов превосходит другие ткани и органы, что объясняется наличием большого количества в ней сальных желёз, продуцирующих кожное сало, или жир, которому принадлежит важная роль в процессах, протекающих в коже. В коже овец из благополучной зоны концентрация общих липидов, свободного холестерина была на 44,6; 34,9 % выше, по сравнению с животными из неблагополучной зоны (Р<0,001). Поскольку высокие показатели липидных компонентов в коже свидетельствуют о высокой интенсивности липогенеза в ней, а главным источником липидов кожи являются сальные железы, то можно предположить, что избыточная секреция шёрстного жира, и обусловлена высоким уровнем липогенеза в коже.

Приведённый материал характеризует кожу овец, как активный в метаболическом отношении орган. Уровень обмена веществ в организме овец, и особенно в коже, находятся в соответствии с биологической функции кожи: процессами шерстообразования, секреции шёрстного жира, пота и т.д. Наиболее высокие концентрации компонентов углеводного и белкового обменов в коже овец, находящихся вне техногенного воздействия, вероятно, связаны с повышенной потребностью расхода энергии, питательных веществ на его секрецию. Кожа овец с повышенной секрецией шёрстного жира отличается более высоким уровнем липидных компонентов, что, надо полагать, найдет свое отражение на уровне шёрстной продуктивности.

Наши предположения нашли подтверждение в сравнительном анализе уровня шерстной продуктивности овец из разных экологических зон (табл.18). Установлено, что почти в два раза больше шерсти как в не мытом, так и мытом волокне, настригали от овец, выращиваемых в зоне вне техногенного воздействия, по сравнению с овцами, находящимися под техногенным прессингом: 3,62 и 2,06 кг, против 1,98 и 1,05 кг (Р<0,01).

Таблица 18 Настриг шерсти овец разных экологических зон

Зона	Настриг шерсти, кг
	не мытой	мытой
Техногенного загрязнения	1,98	1,05
Вне техногенного загрязнения	3,62	2,06

Влияние техногенного загрязнения на химический состав шерсти овец

Разработка методов, объективно отражающих неблагоприятное воздействие факторов окружающей среды, и в частности, тяжелых металлов является актуальной проблемой. Это направление имеет целый ряд методических аспектов, обсуждаемых в литературе последних лет. К ним, в первую очередь, относится поиск легкодоступного биоскопийного материала, который может храниться в течение длительного срока, одновременно являясь метаболически активным и, в определенной мере, отражать изменения, происходящие в организме на клеточном уровне. Таким материалом по данным ряда исследователей являются волосы - вторая, после костного мозга, метаболически активная среда организма. Доказано, что на воздействие повышенных концентраций многих элементов, в первую очередь, реагирует химический состав волос.

Вышеизложенное послужило основанием для проведения исследований по оценке накопления химических элементов в шерсти овец, находящихся в различных экологических зонах.

Для определения содержания химических элементов в шерсти использовали метод абсорбционной спектрометрии. Пробы шерсти отбирались в индивидуальные пакеты и анализировались на приборе ААS-1.

В результате анализа полученных данных установлена значительная вариабельность концентрации каждого изучаемого элемента в шерсти овец в зависимости от места их обитания и возраста (табл.19).

Так, концентрация Рb в шерсти овец, содержащихся в экологически благополучной зоне, варьировала от 0 - в 2-х месячном возрасте, 2,84 мкг/г - в 4-х месячном, до 7,75 мкг/г - у взрослых особей (Р<0,001; Р<0,01;). В шерсти овец, находящихся в зоне техногенного загрязнения, возрастная вариабельность этого химического элемента составила от 1,44 - в 2-х месячном возрасте, 9,26 мкг/г - в 4-х месячном, до 14,36 мкг/г - в возрасте 1,5 лет (Р<0,01; Р<0,001).

Существенных возрастных различий в уровне Cu в шерсти овец из экологически благополучной зоны, не установлено. Достоверно не отличалась концентрация этого металла в шерсти овец из неблагополучной зоны в 4-х и 8-ми месячном возрасте (Р>0,05).

Однако к полуторагодовалому возрасту уровень меди в шерсти значительно возрос и составил 16,61 мкг/г (Р<0,001), при предельно допустимой концентрации 11,0 мкг/г.

Менее значимые возрастные колебания Cd выявлены в шерсти овец из благополучной зоны: 0,21-0,38 мкг/г (Р>0,05). В то время как в шерсти овец, находящихся в зоне антропогенного воздействия, концентрация этого химического компонента достоверно возрастала в изучаемые периоды онтогенеза, достигая максимальной величины- 1,46 мкг/г - в шерсти взрослых животных, (Р<0,001).

Существенные возрастные различия наблюдались в уровне Zn в шерсти овец из обеих экологических зон. Содержание этого металла в шерсти овец из благополучной зоны увеличилось с 126,6 в 4-х месячном возрасте до 180,8 мкг/г - в полуторагодовалом (Р<0,001). Выявленная закономерность отмечена и в шерсти овец из зоны техногенного воздействия: 210,9 до 286,6 мкг/г, соответственно (Р<0,001; Р<0,01).

Таким образом, нами установлены статистически значимые различия в содержании химических элементов (Pb, Cu, Cd, Zn) в шерсти овец, находящихся на территориях, характеризующихся различным уровнем геохимического загрязнения природных сред.

Оценка уровня накопления Pb, Cd, Cu, Zn в шерсти обследованных животных показала, что в шерсти овец, находящихся в зоне антропогенного загрязнения, физиологический уровень биоконцентрации всех изучаемых химических элементов был выше: цинка- в 4-х, 8-ми мес. возрасте более чем в 2 раза, эта тенденция сохранилась и к полуторалетнему возрасту, уровень кадмия возрос в 3,8; 3,1; 3,7 раза, меди - в 2,1; 2,1; 2,4 раза, свинца - в 3,1; 2,4; 8,5 раза, соответственно, (Р<0,001 Р<0,01; Р <0,05).

Выявленная закономерность нашла подтверждение в достоверных различиях суммарной концентрации изучаемых в шерсти токсикантов (табл.19, рис.10).

Таблица 19 Химический состав шерсти овец разных экологических зон в онтогенезе, мкг/г

Химические элементы	Допустимый уровень	Зона
		техногенного загрязнения	вне техногенного загрязнения
		2 мес.	4 мес.	8 мес.	1,5 лет	2 мес.	4 мес.	8 мес.	1,5 лет
Свинец	8,0	1,44± 0,21	9,26± 0,91	11,84± 1,21	14,36± 1,44	0	2,84± 0,31	5,01± 0,61	7,75± 0,71
Медь	11,0	6,21± 0,55	12,01± 0,74	14,71± 0,88	16,61± 0,72	3,44± 0,28	5,68± 0,44	6,87± 0,51	6,91± 0,78
Кадмий	0,85	0,36± 0,28	0,81± 0,32	1,21± 0,37	1,46± 0,43	0	0,21± 0,06	0,33± 0,22	0,38± 0,14
Цинк	190,0	117,7± 2,17	210,9± 6,84	260,4± 8,91	286,6± 9,44	48,5± 1,93	126,6± 4,81	154,7± 5,85	180,8± 1,71
Суммарная концентрация токсикантов		125,71± 3,48	232,98± 8,11	288,16± 9,28	319,03± 11,16	51,96± 2,67	135,30± 5,82	166,90± 6,66	195,84± 8,12

Поскольку состав шерсти в первую очередь реагирует на изменение концентрации ряда химических элементов окружающей среды, это дает нам основание рекомендовать использование шерсти в качестве индикатора химического загрязнения организма. Металлы, содержащиеся в шерсти хорошо фиксированы и отражают устойчивые показатели загрязнения.

Рис. 10 Суммарная концентрация токсикантов в шерсти овец разных экологических зон в онтогенезе, мкг/г

Мы полагаем, что химический состав шерсти может служить, экспресс-методом для оценки агроэкосистемы, отражая суммарное поступление загрязняющих веществ из окружающей среды. Этот биологический субстрат, по сравнению с другими, обладает рядом преимуществ: сбор этого биоматериала необычайно прост.

Уровень тяжелых металлов в органах и тканях овец в зоне техногенного загрязнения

Полагая, что выявленное в ходе исследований снижение резервных возможностей адаптационной системы, в совокупности с изменением интенсивности метаболизма, замедлением роста и развития у овец, находящихся в условиях экологического неблагополучия, определенным образом, скажется на морфофункциональной способности органов и тканей, нами было проведено гистологическое исследование печени, почек, легких, сердца и длиннейшей мышцы спины овец, находившихся в течение всей жизни под техногенным прессингом.

Основываясь на вышеизложенном, нам представилось целесообразным проследить уровень тяжелых металлов (свинца, ртути, кадмия, мышьяка) в органах и тканях овец в различные периоды их роста и развития, в условиях техногенного загрязнения (табл. 20).

Таблица 20 Суммарная концентрация токсикантов в органах и тканях овец в онтогенезе, мг/кг

Органы, ткани	Возраст
	2 мес.	4 мес.	8 мес.	1,5 лет
Почки	0,5874	0,6788	0,8732	1,305
Печень	0,5946	0,7244	1,0659	1,456
Легкое	0,6039	0,7740	0,9982	1,4563
Сердечная мышца	0,3986	0,420	0,750	1,0258
Длиннейшая мышца спины	0,1503	0,3286	0,474	1,080

Анализ результатов по определению концентрации тяжелых металлов в органах и мышечной ткани растущих овец, содержащихся в различных экологических зонах свидетельствует, что по мере роста животных, находящихся в зоне техногенного воздействия, происходит накопление в органах и тканях таких металлов как свинец, кадмий, ртуть, мышьяк. Так, если в органах (почки, печень, легкие) и тканях (сердце, мышцы) 4-х месячных ягнят аккумуляция изучаемых металлов была незначительна, то к 8-ми месячному и полуторагодовалому возрасту содержание их превысило предельно допустимый уровень, установленный медико-биологическими требованиями к мясным продуктам.

Выявленная закономерность нашла свое отражение в морфогенезе основных органов и тканей организма овец, находящихся в зоне экологического неблагополучия.

В печени, почках, легких 2-х месячных ягнят обнаружены незначительные изменения, носящие, в основном, характер адаптационно-реактивных процессов: при сохранившемся строении долек печени, балочная структура местами нарушена незначительно, а преобладание темных, без светлых центров, так называемых фолликулов атенированного типа, свидетельствует, в определенной мере, о несовершенстве иммуногенеза. Почки - без видимых изменений микроструктуры, скелетная мускулатура хотя и в состоянии напряжения, но явные изменения отсутствуют.

В печени 4-х месячных ягнят балочное строение уже нарушено, местами значительно. Четко просматривается очаговая белковая дистрофия гепатоцитов, присутствует умеренный фиброз и другие видоизменения этого важнейшего органа. Изменения в легких ягнят в этом возрасте можно расценить как интерстициальную и очаговую серозно-десквамативную паренхиматозную пневмонию. Что касается изменений в почках, то они характерны для сегментарного пиелонефрита или интерстициального диффузно-очагового миокардита.

В 8-ми месячном, полуторагодовалом возрасте выявленные изменения в органах и тканях овец, находящихся под экологическим прессингом, выражены наиболее ярко.

Вышеизложенное послужило основанием сделать следующее заключение: в зонах испытывающих значительные техногенные нагрузки, для производства нормотивно-безопасной продукции - качественной баранины - оптимальный возраст убоя на мясо не должен превышать 8-ми месяцев.

Формирование иммуногенетического статуса овец в зоне техногенного загрязнения

Сведения о влиянии техногенных загрязнений на организм овец и его связь с полиморфными системами белков и ферментов крови в доступной нам литературе не встречались. В связи с вышеизложенным изучены следующие показатели: типы трансферрина (Tf), сывороточной арилэстеразы (AEs), щелочной фосфатазы (Ap), гаптоглобина (Hp) у овец, находившихся в различных экологических зонах (табл. 21,22).

Таблица 21 Распределение типов трансферрина у овец разных экологических зон, %

Зона	АА	АВ	АС	АД	АЕ	ВВ	ВС	ВД	СС	СД	СЕ	ДД	ДЕ	ЕЕ
Техногенного загрязнения	7,5	13,3	10,3	15,4	9,8	1,8	7,3	10,8	5,3	11,5	2,4	-	-	1,8
Вне техногенного загрязнения	10,5	17,3	8,7	7,5	4,9	2,3	4,9	7,7	6,9	5,6	2,6	19,4	-	1,7

Овцы в зоне техногенного загрязнения отличались более высокой концентрацией, по сравнению с животными из благополучной зоны, присутствием гетерозиготных фенотипов АС, АД, АЕ, ВС, ВД, СД, СЕ в локусе трансферрина - в пределах от 2,4 до 15,4 %, НВ - сывороточной арилэстеразы (64,1 %). Характерным явилось отсутствие фенотипа ДЕ - в локусе трансферрина у всех обследованных животных, не зависимо от места обитания.

Анализ распределения фенотипов в локусе трансферрина выявил, что у животных в зоне загрязнения число гомозиготных особей на 22,7 % меньше, по сравнению с животными из благополучной зоны, при полном отсутствии овец с гомозиготным типом трансферрина ДД. В тоже время число гетерозиготных особей из зоны техногенного воздействия с типом трансферрина АД выше на 7,9 %, АЕ - на 4,9 %, СД - на 5,9 %, по сравнению с животными из благополучной зоны.

Таблица 22 Распределение фенотипов полиморфных ферментных систем и гаптоглобина у овец разных экологических зон, %

Локус	Фенотип	Зона
		техногенного загрязнения	вне техногенного загрязнения
AEs	ВВ	30,2	29,1
	НВ	64,1	49,4
	НН	5,7	21,5
Ap	ВВ	3,6	21,5
	ВС	36,7	50,8
	СС	60,7	27,7
Нр	А	31,8	52,9
	В	3,8	24,2
	С	64,4	22,9

Количество гетерозиготных особей по локусу трансферрина у овец из зоны техногенного загрязнения суммарно составило 80,8 %, что в 1,4 раза выше, чем у животных вне ее (59,2 %). Носительство гомозиготных вариантов по данному локусу у овец под техногенным прессингом оказалось в 2,5 раза ниже, чем вне его (16,4 и 40,8 %, соответственно).

Выявленная закономерность прослеживается и по локусу сывороточной арилэстеразы - достоверное превосходство гетерозигот в 1,3 раза (64,1 против 49,4%) среди животных в зоне техногенного воздействия, по сравнению с овцами из зоны экологического благополучия.

Однако, в популяции овец из зоны техногенного воздействия в 2,2 раза (60,7 против 27,7%) выявлено больше особей носителей гомозиготного варианта СС в локусе щелочной фосфатазы, а также в 2,8 раза (64,4 против 22,9%) больше носителей гаптоглобина С, но достоверно меньше, в 6 раз (3,8 против 24,4%) гаптоглобина В, по сравнению с овцами из экологически благополучной зоны. У 4 % овец обнаружена агаптоглобинемия (отсутствие в сыворотке крови, или присутствие данного белка в ничтожно малых количествах).

Выявленные нами особенности в полиморфизме изученных систем белков и ферментов крови популяции овец в зоне техногенного загрязнения свидетельствуют о значительном изменении иммуногенетических характеристик их крови, по сравнению с животными, обитающими в обычных условиях существования и подтверждают существующее мнение лучшей приспособленности гетерозиготных форм к неблагоприятным факторам среды.

Взаимосвязь биохимических показателей крови с суммарной концентрацией токсикантов

Полученные нами данные позволяют предположить, что морфологические, биохимические показатели крови, генетические параметры могут выступать в качестве весьма чутких индикаторов экологического неблагополучия среды обитания.

Для выяснения в какой степени экологическая нагрузка влияет на интенсивность метаболизма, нами изучены взаимосвязи между биохимическими показателями крови и концентрацией химических элементов в разных биосредах овец, находящихся в условиях постоянного техногенного прессинга. Мы полагаем, такой методический подход имеет практическое значение, так как расширяет возможности своевременного выявления повреждающего действия химических веществ.

Поскольку, одним из критериев оценки индивидуальной изменчивости признака являются коэффициенты вариации, нами рассмотрена вариабельность взаимосвязи между биохимическими показателями и уровнем химических элементов в крови овец в зоне техногенного загрязнения.

Анализ данных о коэффициентах вариации отдельных биохимических показателей свидетельствует, что по каждому признаку их значения не зависят от возраста. При этом обращает на себя внимание тот факт, что изменчивость активности ферментов дегидрирования (СДГ, ГДГ), эритроцитарных (каталаза, пероксидаза) намного выше, чем для других компонентов крови (табл.23).

Таблица 23 Коэффициенты вариации биохимических показателей крови овец зоны техногенного загрязнения в онтогенезе, %

Показатели	Возраст
	2 мес.	4 мес.	8 мес.	1,5 года
АЛТ	4,3	5,5	7,8	6,7
АСТ	1,5	1,3	2,1	1,8
СДГ	14,7	12,8	18,0	23,4
ГДГ	10,3	10,7	24,0	20,9
Каталаза	19,0	16,4	20,2	10,3
Пероксидаза	9,5	22,9	22,8	15,3
Глютатион-общий	2,6	3,2	3,3	3,1
Г-SS-Г	5,1	4,3	7,3	4,2
Г-SH	2,7	2,9	3,1	4,1
Белок	2,3	3,0	1,3	1,6
ДНК	1,7	1,9	1,6	1,3
РНК	0,4	0,4	0,4	0,5

Высокая вариабельность ферменной системы, вероятно, связана с тем, что активность ферментов в крови зависит не только от их количества в тканях, но и наличия специфических ингибиторов, с которыми ферменты не всегда находятся в динамическом равновесии.

Относительно невысокая вариабельность РНК, ДНК, белка и фракций глютатиона, по-видимому, связана с физико-химическими свойствами и их главенствующей ролью в жизнедеятельности организма. Можно предположить, что резкое повышение или понижение их содержания в крови привело бы к нарушению гомеостаза, то есть постоянства состава и свойств внутренней среды организма, хотя оно и не является абсолютным, но, в определенной мере, отражает функциональное состояние организма в той или иной среде.

Сведения о вариабельности биохимических признаков позволили нам дифференцированно подойти к выбору биохимических параметров крови для выявления их взаимосвязи с уровнем токсикантов. При этом рассчитывали коэффициенты детерминации на основе коэффициента корреляции.

Корреляционный анализ выявил тесную, однонаправленную, отрицательную по знаку, взаимосвязь между биохимическими показателями крови и суммарной концентрацией химических элементов (Pb +Cu+Cd+Zn) в крови овец, находящихся в зоне антропогенного воздействия, то есть увеличение концентрации токсикантов сопровождалось снижением уровня циркулирующих в крови метаболитов (табл.24).

Таблица 24 Уровень взаимосвязи метаболитов крови с уровнем токсикантов

Метаболиты крови	Возраст	Коэффициенты
	2 мес.	4 мес.	8 мес.	1,5 лет	корреля- ции R1	детерминации R2
Г-SH, мг/%	19,90	16,90	14,30	11,46	-0,94	88,4
РНК, мкг/мл	588,10	514,20	496,42	431,20	-0,93	86,5
СДГ, ед. ак.	6,20	5,40	4,10	3,20	-0,93	86,5
ГДГ, ед. ак.	3,10	2,75	1,90	1,43	-0,93	86,5
Глютатион, мг/%	33,10	28,44	24,50	22,10	-0,89	79,2
Белок, г/л	60,90	57,46	62,94	66,90	-0,86	74,0
ДНК, мкг/мл	133,80	117,70	111,18	105,60	-0,84	70,6
АЛТ, ед. ак.	39,00	26,49	18,13	19,50	-0,71	50,4
Г-SS-Г, мг/%	13,30	12,09	10,18	10,60	-0,71	50,4
АСТ, ед. ак.	87,00	63,60	42,20	49,70	-0,66	43,6
Каталаза, ед.ак.	2,70	1,60	1,30	2,00	-0,20	4,0
Пероксидаза, ед.ак.	2,80	1,18	0,90	1,80	-0,20	4,0
Суммарная концентрация ТМ в крови, мкг/г	95,20	150,87	226,30	459,64	Х	Х

Как следует из анализа полученных данных, характер связи изучаемых биохимических показателей с концентрацией химических элементов в крови зависел и от возраста животных, и от рассматриваемого метаболита обмена. Так, наименьшие цифровые значения коэффициентов корреляции и детерминации были в 2-х - месячном возрасте по уровню активности каталазы, пероксидазы, аспартатаминотрансаминазы: R1= -0,20 R2= 4,0; R1= -0,20 R2= 4,0; R1= -0,66 R2=43,6, соответственно. Что касается восстановленного глютатиона, РНК и ферментов дегидрирования (СДГ, ГДГ), то достаточно высокая, со знаком минус, зависимость с суммарной концентрацией металлов проявилась в 2-х месячном возрасте: R1= -0,94 R2= 88,4; R1= -0,93 R2= 86,5; R1= -0,93 R2= 86,5; R1-0,93 R2 = 86,5, соответственно.

Интересным, на наш взгляд, стало рассмотрение вопроса о взаимосвязях суммарной концентрации химических элементов (Pb+Cu+Cd+Zn) в различных биосредах, в частности, между кровью и шерстью, в разные возрастные периоды.

Поскольку, как отмечалось выше, при изучении взаимосвязи между признаками необходимо учесть степень их изменчивости, то, рассматривая коэффициент вариации, как мерило индивидуальной изменчивости признака, нами проведен сравнительный анализ показателей вариабельности между концентрацией токсикантов в крови и шерсти, в разные возрастные периоды.

Установлена относительно невысокая вариабельность суммарной концентрации токсикантов в крови и шерсти во все изучаемые возрастные периоды, но наименьшей она была в 4-х и 8-ми месячном возрасте (табл.25).

Таблица 25 Коэффициенты вариации суммарной концентрации токсикантов в крови и шерсти овец

Показатели	Кровь	Шерсть
	2мес.	4мес.	8мес.	1,5лет	2мес.	4мес.	8мес.	1,5лет
Степень отклонения	1,3	2,5	2,3	3,7	2,5	3,0	1,7	4,5
Вариация,%	1,3	1,7	1,0	0,8	2,0	1,3	0,6	1,4

При рассмотрении взаимоотношений между уровнем токсикантов как в крови и органах, тканях, так и в шерсти и органах, тканях оказалось, что высокими коэффициенты взаимосвязей были между кровью и органами, тканями: R1=0,999-0,961; R2= 99,8-92,4, а также между шестью и органами, тканями: R1=0,89-0,83; R2=79,2-68,9 (табл.26). Полученные данные убеждают, что шерсть может являться индикатором минерального статуса организма овец.

Таблица 26 Уровень взаимосвязи суммарной концентрации токсикантов в различных биосредах овец в онтогенезе

Биосреды	Возраст	Коэффициенты
		корреляции R1	детерминации R2
	2 мес.	4 мес.	8 мес.	1,5 лет	кровь	шерсть	кровь	шерсть
Почки	0,5874	0,6788	0,8732	1,305	0,998	0,84	99,7	70,6
Печень	0,5946	0,7244	1,0659	1,456	0,978	0,89	95,6	79,2
Легкое	0,6039	0,774	0,9982	1,4563	0,994	0,88	98,8	77,4
Сердце	0,3986	0,42	0,75	1,0258	0,961	0,85	92,4	72,2
Мясо	0,1503	0,3286	0,474	1,086	0,999	0,83	99,8	68,9
Кровь	95,2	150,9	226,3	459,6	х	0,83	х	68,9
Шерсть	125,7	233	288,2	319	0,83	х	68,9	х

Оптимальный вариант объективной оценки тяжести техногенеза - это одновременное исследование двух объектов - шерсти и крови. Это позволит определить характер и силу антропогенного воздействия на здоровье животных и их продуктивность.

Экологическая безопасность мясной продукции

При рассмотрении экологической безопасности мясной продукции овец - баранины, оказалось, что концентрация химических элементов (Pb, Cd, Hg, As), а также нитратов в баранине зависела от возраста животных. При этом до 8-ми месячного возраста уровень токсикантов в мясе исследуемых животных не превышал ПДК. Однако в мясе взрослых животных (1,5 лет) уровень свинца, кадмия и ртути превысил пределы допустимых значений (табл.27, рис.11).

Таблица 27 Уровень токсикантов в мясе овец в онтогенезе, мг/кг

Химические элементы	Возраст животных
	2 мес.	4 мес.	8 мес.	1,5 лет
Общая проба мяса
Свинец ПДК - 0,5	0,12±0,04	0,27±0,08	0,36±0,11	0,89±0,28
Кадмий ПДК- 0,05	0,0113±0,001	0,0134±0,004	0,0284±0,06	0,0782±0,08
Ртуть ПДК - 0,03	0,002±0,001	0,0064±0,006	0,0089±0,010	0,02164±0,091
Мышьяк ПДК -0,1	0,0170±0,06	0,0383±0,09	0,0767±0,110	0,0891±0,17
Нитраты ПДК-50-150	10,8±0,41	14,2±0,63	30,5±0,92	189,1±1,14
Суммарная концентрация токсикантов (без нитратов)	0,1503	0,3286	0,474	1,080

Рис. 11. Суммарная концентрация токсикантов в мясе овец в онтогенезе, мг/кг

Минимальное количество нитратов выявлено в мясе 2-х и 4-х месячных ягнят - 10,8 и 14,2 мг/кг, к 8-ми месячному возрасту их концентрация возросла более чем в 2 раза и составила 30,5 мг/кг, в мясе взрослых животных уровень нитратов превысил ПДК на 26,1 %.

Полученные нами данные интересны с точки зрения рассмотрения нарастания концентрации токсикантов в мясе с увеличением возраста животных, а поскольку конечным этапом миграции токсикантов в системе «почва - растение - животное - животноводческая продукция», является продукция, то можно предположить, что содержание тяжелых металлов в продуктах животноводства и накопление их в организме можно считать зеркальным отражением химического состава окружающей среды.

При сравнительном анализе сортового состава туш, полученных от овец из разных экологических зон, оказалось, что больше мяса I сорта (80,1 %) было получено от животных из экологически благополучной зоны, в то время как из зоны техногенного загрязнения этот показатель составил - 64,2 % (Р<0,001).

При выявлении различий в содержании мякоти и костей, т.е. съедобной и не съедобной частей туши у овец из разных экологических зон, оказалось, что достоверно выше, на 8,3 абс. проц. мякоти, но меньше на 8,6 абс. проц. костей было в тушах овец из экологически благоприятной зоны (Р<0,01). Что отразилось на большей величине коэффициента мясности в тушах животных из этой зоны - 3,59, против 2,32 - в тушах овец из зоны техногенного прессинга (табл. 28, рис. 12).

Таблица 28 Морфологический и сортовой состав туш овец разных экологических зон, %

Зона	Выход	Коэффициент мясности	Выход отрубов по сортам
	мякоти	костей		I сорт	II сорт
Техногенного загрязнения	69,9	30,4	2,32	64,2	35,8
Вне техногенного загрязнения	78,2	21,8	3,59	80,1	19,9

Качественный состав мяса является одним из основных показателей его пищевой ценности. Поскольку представление о качестве мяса складывается на основании его химического состава, то нами изучена концентрация химических компонентов мяса овец, находящихся в различных экологических зонах (табл.29)

Рис. 12 Морфологический и сортовой состав туш овец разных экологических зон, %

Таблица 29 Химический состав мяса овец разных экологических зон, %

Зона	Влага	Жир	Белок	Зола
Техногенного загрязнения	64,68±1,28	17,24±1,03	16,95±1,11	1,13±0,03
Вне техногенного загрязнения	61,59±1,21	19,21±0,98	18,01±1,05	1,19±0,02

В длиннейшей мышце спины овец, находящихся в зоне техногенного воздействия, больше содержалось влаги, но меньше протеина на 3,1; 1,06 абс. проц., по сравнению с животными из экологически благополучной зоны (Р<0,05). Разница в содержании золы в мясе опытных животных незначительна и недостоверна (Р>0,05).

Поскольку, в основе критерия оценки биологической полноценности мяса лежит содержание и соотношение таких аминокислот как триптофана и оксипролина, нами определен их уровень в длиннейшей мышце спины (табл.30).

Таблица 30 Биохимические показатели мяса овец разных экологических зон, мг %

Зона	Аминокислоты	Белково-качественный показатель
	триптофан	оксипролин
Техногенного загрязнения	207,3±1,45	62,8±1,12	3,6
Вне техногенного загрязнения	295,1±1,68	49,3±1,01	5,9

В мышечных белках овец, находящихся в зоне техногенного воздействия, больше содержалось оксипролина, но меньше триптофана, по сравнению с мышцами овец из благополучной зоны на 42,4 и 27,4 %, соответственно, (Р<0,01).

Для оценки биологической полноценности мяса использовали белково-качественный показатель, т.е. соотношение триптофана к оксипролину. Величина коэффициента, характеризующая биологическую полноценность мяса, была достоверно выше в мясе овец, содержащихся в благополучной зоне - 5,9, в то время как в загрязненной зоне этот показатель составил - 3,61 (Р<0,01).

Поскольку, участие нуклеиновых кислот в процессах регуляции жизнедеятельности клетки огромно, мы задались целью изучить некоторые стороны обмена нуклеиновых кислот и белка в тканях овец из разных экологических зон.

Результаты наших исследований свидетельствуют о достоверной разнице в концентрации нуклеиновых кислот, как в печени, так и в длиннейшей мышце спины овец, находящихся в разных экологических зонах.

Обращает на себя внимание факт - в печени, у всех опытных животных, не зависимо от среды обитания, концентрация РНК была почти в 2,5 раза выше, по сравнению с длиннейшей мышцей спины: - 811,8 и - 396,1 мг% - у овец из благополучной зоны, 628,3 и 254,4 мг %, соответственно, - из неблагополучной зоны. Вероятно, каждая ткань имеет свой определенный фонд нуклеиновых кислот. Достоверно высокий уровень рибонуклеиновой кислоты в печени, в сравнении с длиннейшей мышцей спины, по-видимому, указывает на более мощную белковосинтезирующую систему этого органа.

Можно предположить, что выявленный нами меньший уровень концентрации РНК в печени, длиннейшей мышце спины животных, находящихся под техногенным прессингом, не создает ту ситуацию, которая бы обеспечивала интенсивное протекание метаболизма, активный рост мышечной ткани, органов, систем.

Поскольку печень, отличающаяся высокой обновляемостью РНК, интенсивно синтезирует белок, то нам было не без интересным провести сравнительное определение уровня белка в тканях ягнят из разных экологических зон. Оказалось, что как в печени, так и в длиннейшей мышце спины животных из экологически неблагоприятной зоны количество белка было меньше на 30,5 и 34,9 %, соответственно, по сравнению с овцами из благоприятной зоны (Р<0,05).

Что касается ДНК, то, в противоположность РНК и белку, она представляет собой более стабильный компонент клетки, но при этом у животных в зоне экологического благополучия концентрации ДНК как в печени, так и в длиннейшей мышце спины достоверно выше, чем у ягнят, подвергающихся экологическому прессингу. Выявленные различия, вероятно, связаны с процессами морфогенеза и роста тканей, одним из признаков которого является митотическая активность клеток и сопутствующая ей концентрация ДНК в ткани.

Можно предположить, что более интенсивнее эти процессы происходят в организме ягнят, находящихся в более благоприятных условиях. Биосинтез, связанный с делением клеток, менее активно протекает у животных из неблагоприятной зоны, что существенно и повлияло на концентрацию ДНК в тканях.

Подводя общие итоги можно с уверенностью констатировать, что ксенобиотики, с учётом их временной и пространственной суммации, оказывают воздействие на все звенья цепи в системе почва - растение - животное - животноводческая продукция.

Ответная реакция организма животных на пролонгированное действие суммации абиотических факторов выражается в изменении гомеостаза на разных уровнях биологической организации, вызывая изменения функциональных систем организма, которые в дальнейшем отражаются на качестве животноводческой продукции. При этом необходима скринирующая программа для оценки экологической безопасности продукции овцеводства с включением в нее простых, объективных и надежных тестов, обладающих наибольшей информативностью: биохимических - уровень ДНК, РНК, глютатиона и его фракций; иммунологических - уровень лизоцимной, бактерицидной, фагоцитарной активности; генетических - уровень гетерозиготности полиморфных систем; суммарная концентрация токсикантов в крови и шерсти животных.

ВЫВОДЫ

1. Гематологические показатели, концентрация метаболитов в крови, иммунологический статус овец, находящихся в разных экологических зонах, изменяются с возрастом согласно общебиологическим закономерностям, объективно отражая интенсивность обменных процессов в постнатальном онтогенезе: более высокую - в ранний его период (до 4-х мес.), спад и стабилизацию - в поздний период (1,5 лет).

2. Длительное пребывание животных в зоне техногенного воздействия привело к метаболическим сдвигам, выразившихся в низкой концентрации в крови метаболитов белкового, углеводного, липидного обмена, снижению уровня реактивности - уменьшение активности клеточных и гуморальных факторов защиты и к увеличению уровня гетерозиготности полиморфных белков и ферментов.

3. Выявлена значительная вариабельность в уровне накопления тяжелых металлов в органах и тканях овец в зоне техногенного прессинга. С возрастом животных аккумуляция токсических веществ в органах и тканях возрастала.

4. Установлено влияние техногенеза на морфоструктуру органов и тканей овец в процессе их роста и развития. В условиях постоянного антропогенного воздействия в организме животных происходят морфофункциональные изменения внутренних органов и тканей. Интенсивность дистрофических процессов усиливается с возрастом вплоть до появления значительных деструктивных и некротических изменений в органах и воспалительной инфильтрации в тканях.

5. Адаптивные возможности популяции овец во многом зависят от генетических структур. Популяция животных техногенной зоны характеризовалась большим уровнем гетерозиготности по локусу трансферрина в 1,4 раза, по локусу сывороточной арилэстеразы - в 1,3 раза, щелочной фосфатазы - в 2,2 раза. Значительная часть особей (суммарно - 86,8 %) оказалась носителями трех комплексных фенотипических сочетаний полиморфных ферментных систем: сывороточная арилэстераза (АЕS), щелочная фосфатаза (Ар) - НВ ВС; НВ СС и ВВ СС. В данной популяции отмечена элиминация животных с гомозиготным типом ДД в локусе трансферина.

6. Установлена незначительная вариабельность между суммарной концентрацией токсикантов в крови и шерсти. Микроэлементарный состав шерсти овец может быть использован в качестве скрининг - теста, отражающего динамику накопления токсикантов в организме.

7. Метаболический ответ животных в зоне экологического прессинга выразился в снижении сохранности молодняка, их качественной и количественной характеристике продуктивности.

8. Загрязнение окружающей среды комплексом тяжелых металлов проявляется в увеличении биоконцентраций этих элементов в животноводческой продукции. Состав мяса овец, содержащихся в зоне техногенного загрязнения, отличается по концентрации в нем свинца, ртути, кобальта, мышьяка - с возрастом животных аккумуляция токсических веществ возрастает.

9. До 8-ми месячного возраста в мышечной ткани овец содержание химических токсикантов не превышает ПДК, в возрасте 1,5 лет уровень свинца, кадмия и ртути превышает допустимые значения. Убой животных, находящихся в зоне повышенного техногенного воздействия, целесообразно проводить в более раннем возрасте - до 8-ми месяцев.

10. Сопоставление экспериментальных данных и применение методов математической статистики позволило выявить высокие уровни взаимосвязи суммарной концентрации токсикантов в различных биологических средах, являющиеся причинно-значимыми факторами среды, влияющими на обменные процессы, резистентность, развитие обследуемых животных.

11. Определен комплекс показателей: биохимических - уровень ДНК, РНК, глютатиона и его фракций; иммунологических - уровень лизоцимной, бактерицидной, фагоцитарной активности; генетических - уровень гетерозиготности полиморфных систем; суммарная концентрация токсикантов в крови и шерсти - обладающих наибольшей информативностью экологического неблагополучия окружающей среды, который может быть использован для контроля, мониторинга и прогностических расчетов экологической обстановки на конкретной территории.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

В сельскохозяйственных предприятиях, находящихся в зоне повышенного техногенеза, занимающихся разведением овец, рекомендуется:

ѕ для оценки характера и степени антропогенного воздействия осуществлять мониторинг с комплексным определением уровня токсикантов в биологических субстратах: кровь, шерсть, мясная продукция;

ѕ для получения экологически безопасной животноводческой продукции убой животных производить в раннем (до 8-ми мес.) возрасте.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Михайленко А.К. Зависимость степени деструкции аминокислот шерсти от количества шерстного жира // Генетика, селекция и качество продукции овец и коз: сб. науч. тр. / ВНИИОК - Ставрополь, 1992. - С. 79-80.

2. Чижова Л.Н., Кравцов Л.Ф., Михайленко А.К. Взаимосвязь количества шерстного жира с показателями белкового, углеводного и жирового обменов в коже овец ставропольской породы // Генетика, селекция и качество продукции овец и коз: сб. науч. тр. / ВНИИОК. - Ставрополь, 1993. - С. 82-89.

3. Чижова Л.Н., Михайленко А.К. Возрастные особенности жиропота молодняка овец тонкорунных пород и наследуемость его показателей // Сб. науч. тр. / ВНИИОК. - Ставрополь, 1996. - Вып. 41. - С. 746-750.

4. Чижова Л.Н., Родин В.В., Михайленко А.К. Иммуногенетические и биохимические тесты в селекционной работе// Сб. науч. тр. / СГСХА. - Ставрополь, 1998. - С. 34-37.

5. Чижова Л.Н., Селионова М.И., Ольховская Л.В., Михайленко А.К. Методические указания по применению иммуногенетических параметров крови в селекции овец. Изд-во ГНУ СНИИЖК, Ставрополь, 1999. - 45 с.

6. Селионова М.И., Санников М.Ю., Чижова Л.Н., Ольховская Л.В., Чистякова Н.Д., Михайленко А.К. Рекомендации по отбору стрессоустойчивых животных по этологическим, биохимическим, генетическим параметрам в условиях ресурсосберегающей технологии в овцеводстве. Изд-во ГНУ СНИИЖК, Ставрополь, 2002. - 21 с.

7. Чижова Л.Н., Селионова М.И., Михайленко А.К. Иммуногенетические и биохимические тесты в селекции овец // Вестн. ветеринарии. - Ставрополь, 2002. - № 23. - С. 50-53.

8. Чижова Л.Н., Селионова М.И., Михайленко А.К., Эльгайтаров В.А. Прогнозирование продуктивности овец по биохимическим, иммуногенетическим параметрам крови // Сб. науч. тр. ВНИИОК. - Ставрополь, 2002. - Вып. 46. - С. 156-161.

9. Михайленко А.К. Мониторинг функциональных показателей у овец при действии абиотических факторов // Физиологические проблемы адаптации: материалы междунар. конф. - Ставрополь, 2003. - С. 79-81.

10. Чижова Л.Н., Селионова М.И., Дьякова С.П., Михайленко А.К. Генетическая дифференциация тонкорунных пород овец// Сб. науч. тр. СНИИЖК. - Ставрополь, 2003. - Вып. 1, ч. 1. - С. 120-127.

11. Михайленко, А.К Аномалии активности каталазы и пероксидазы крови у овец в зоне техногенного загрязнения // Пробл. и перспективы овцеводства и козоводства: материалы междунар. науч.-произв. конф. - Ставрополь, 2005. - Ч. 1. - С. 129-131.

12. Михайленко А.К. Биохимические показатели крови ягнят в зоне техногенного загрязнения // Пробл. и перспективы овцеводства и козоводства: материалы междунар. науч.-произв. конф. - Ставрополь, 2005. - Ч. 1. - С. 125-126.

13. Михайленко А.К. Влияние пролонгированного экологического стресса на биохимический статус крови овцематок // Актуал. вопр. зоотехнической и ветеринарной практики в АПК : материалы науч.-практ. конф. / СНИИЖК. - Ставрополь, 2005. - С. 191-192.

14. Михайленко А.К. Влияние техногенного загрязнения на состояние крови ягнят // Пробл. и перспективы овцеводства и козоводства: материалы междунар. науч.-произв. конф. - Ставрополь, 2005. - Ч. 1. - С. 127-129.

15. *Михайленко А.К. Влияние химической загрязненности кормов на биохимические параметры крови ягнят // Овцы. Козы. Шерстяное дело. - Москва, 2005. - № 1. - С. 47-49.

16. *Михайленко А.К. Клинический и гематологический статус месячных ягнят в зоне техногенного загрязнения // Овцы. Козы. Шерстяное дело. - Москва, 2005. - № 1. - С. 10-11.

17. Михайленко А.К. Гематологический статус овцематок в зоне техногенного загрязнения // Актуал. вопр. зоотехнической и ветеринарной практики в АПК : материалы науч.-практ. конф. / СНИИЖК. - Ставрополь, 2005. - С. 187-188.

18. *Михайленко А.К. Глютатион и ферменты крови ягнят в зоне техногенного загрязнения // Овцы. Козы. Шерстяное дело. - Москва, 2005. - № 2. - С. 46-47.

19. Михайленко А.К. Накопление растениями тяжелых металлов в зоне техногенного загрязнения // Здоровье: социальные и медико-биологические аспекты исследования: сб. науч. тр. СГУ - Ставрополь, 2005. - С. 72-76.

20. *Михайленко А.К Состояние системы перекисного окисления у месячных ягнят в экологически неблагоприяной зоне // Овцы. Козы. Шерстяное дело. - Москва, 2005. - № 2. - С. 47-49.

21. Михайленко А.К. Техногенное загрязнение как фактор нарушения ферментной активности крови овец // Актуал. вопр. зоотехнической и ветеринарной практики в АПК : материалы науч.-практ. конф. СНИИЖК. - Ставрополь, 2005. - С. 188-190.

22. Михайленко А.К. Активность каталазно-пероксидазной системы крови ягнят в зоне техногенного загрязнения // Животноводство - продовольственная безопасность страны: материалы междунар. науч.-произв. конф. - Ставрополь, 2006. - Ч. II. - С. 19-21.

23. *Михайленко А.К. Качество кормов в зоне техногенного загрязнения // Овцы. Козы. Шерстяное дело. - Москва, 2006. - № 1. - С. 40-44.

24. *Михайленко А.К. Состояние системы глютатиона, трансфераз и дегидрогеназ крови овец в зоне стационарного экологического прессинга // Овцы. Козы. Шерстяное дело. - Москва, 2006. - № 1. - С. 21-23.

25. Михайленко А.К. Влияние техногенного загрязнения на биохимический статус крови овец // Животноводство - продовольственная безопасность страны: материалы междунар. науч.-произв. конф. - Ставрополь, 2006. - Ч. II. - С. 21-23.

26. *Михайленко А.К. Влияние техногенного загрязнения на состояние системы глютатиона и ферментов крови ягнят // Овцы. Козы. Шерстяное дело. - Москва, 2006. - № 2. - С. 48-50.

27. *Абонеев В.В., Михайленко А.К. Динамика биохимических показателей крови овец в зоне техногенного загрязнения // Овцы. Козы. Шерстяное дело. - Москва, 2006. - № 2. - С. 36-41.

28. Михайленко А.К., Абонеев В.В. Экология агроландшафтов Ставропольского края Ставрополь, 2006. - 336 с.

29. Михайленко А.К. Изменение биохимического состава крови ягнят в зоне техногенного загрязнения // Управление функциональными системами организма: материалы междунар. науч.-произв. интернет-конф. - Ставрополь, 2006. - С. 223-225.

30. Михайленко А.К. Количественная характеристика крови овец в экологически неблагоприятной зоне // Управление функциональными системами организма: материалы междунар. науч.-произв. интернет-конф. - Ставрополь, 2006. - С. 226-229.

31. Михайленко А.К. Состав крови ягнят в зоне техногенного загрязнения // Вестн. ветеринарии.- Ставрополь, 2006. - № 36 - С. 47-48.

32. Михайленко А.К. Влияние постоянного экологического стресса на активность каталазно-пероксидазной системы крови ягнят // Вестн. ветеринарии. - Ставрополь, 2006. - № 37. - С. 17-19.

33. Михайленко А.К. Влияние техногенного загрязнения на уровень естественной резистентности молодняка овец // Материалы науч.-практ. конф. / ГНУ СНИИЖК. - Ставрополь, 2007. - Ч. III. - С. 16-19.

34. Михайленко А.К., Долгашова М.А., Макаренко Э.Н. Возрастная динамика гематологических показателей овец в зоне техногенного загрязнения // Циклы природы и общества: материалы XV междунар. конф. - Ставрополь, 2007. - С. 87-88.

35. *Ольховская Л.В., Михайленко А.К. Иммуногенетические особенности крови овец в зоне техногенного загрязнения // Овцы. Козы. Шерстяное дело. - Москва, 2007. - № 4. - С. 25-29.

36. Ольховская Л.В., Михайленко А.К. Иммуногенетический статус овец в зоне техногенного загрязнения // Материалы науч.-практ. конф. / ГНУ СНИИЖК. - Ставрополь, 2007. - Ч. III. - С. 26-29.

37. Михайленко А.К. Биохимический статус продуктивных животных в техногенной зоне // Циклы природы и общества: материалы XVI междунар. конф. - Ставрополь, 2008. - С. 143-146.

38. Михайленко А.К. Ферментативная активность продуктивных животных в техногенной зоне // Циклы природы и общества: материалы XVI междунар. конф. - Ставрополь, 2008. - С. 140-143.

39. Михайленко А.К. Влияние антропогенного воздействия на обменные процессы в коже овец // Современные достижения биотехнологии воспроизводства - основа повышения продуктивности с. - х. животных: материалы междунар. науч.-практ. конф. / ГНУ СНИИЖК. - Ставрополь, 2009. - Т. I. - С. 90-93.

40. Михайленко А.К. Влияние техногенного загрязнения на химический состав шерсти овец // Современные достижения биотехнологии воспроизводства - основа повышения продуктивности с. - х. животных: материалы междунар. науч.-практ. конф. / ГНУ СНИИЖК. - Ставрополь, 2009. - Т. I. - С. 93-96.

41. *Михайленко А.К. Возрастная изменчивость концентрации токсикантов в органах и тканях овец в зоне техногенного загрязнения // Юг России: экология, развитие. - Махачкала, 2009. - № 4.- С.100-103.

42. *Михайленко А.К., Чижова Л.Н. Приспособление - общебиологическая основа жизни // Юг России: экология, развитие. - Махачкала, 2009. - № 4. - С. 105-109.

43. Михайленко А.К., Долгашова М.А., Макаренко Э.Н. Реакция организма животных на антропогенное воздействие/ // Циклы природы и общества: материалы XVI междунар. конф. - Ставрополь, 2009. С. 38-40.

44. Михайленко А.К., Долгашова М.А., Макаренко Э.Н. Показатели естественной резистентности животных в техногенной зоне / // Циклы природы и общества: материалы XVI междунар. конф. - Ставрополь, 2009. - С. 40-42.

45. *Михайленко А.К. Скрининг - тест динамики накопления токсикантов в организме животных // Проблемы региональной экологии. - Москва, 2009. - № 6. - С. 64-66.

46. *Михайленко А.К. Степень генетической изменчивости популяции животных в зоне техногенного воздействия // Проблемы региональной экологии. - Москва, 2009. - № 6. - С. 251-253.

47. *Михайленко А.К. Экологическая безопасность мясной продукции // Юг России: экология, развитие. - Махачкала, 2009. - № 4. - С. 103-105.

48. *Михайленко А.К. Влияние техногенного загрязнения на систему глютатиона животных // Юг России: экология, развитие. - Махачкала, 2009. - № 4. - С.109-110.

49. *Михайленко А.К. Онтогенетические особенности морфологического состава крови животных из разных экологических зон // Проблемы региональной экологии. - Москва, 2010. - № 1. - С. 55-57.