Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологическая оценка морфофункционального состояния жизненно важных органов при воздействии пестицидов в условиях йододефицита в эксперименте

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологическая оценка морфофункционального состояния жизненно важных органов при воздействии пестицидов в условиях йододефицита в эксперименте"

■ I На правах рукописи

ГАЗИМАГОМЕДОВА МАРИГЕТ КУРБАНОВНА

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЖИЗНЕННО ВАЖНЫХ ОРГАНОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ПЕСТИЦИДОВ В УСЛОВИЯХ ЙОДОДЕФИЦИТА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Специальность. 03.00 16 - экология

автореферат на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, доцент МГ Магомедов

Махачкала 2008

ООЗ160360

003168360

Работа выполнена на кафедре биологии и биоразнообразия ГОУ ВПО «Дагестанский государственный университет»

Научный руководитель: доктор медицинских наук,

доцент Магомедов Магомед Гитиномагомедович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Зайцев Вячеслав Федорович

доктор медицинских наук, Омаров Магомедсаид Абдулаевич

Ведущая организация: Прикаспийский институт биологических ресурсов ДНЦ РАН

Защита диссертации состоится « 21» мая 2008 г в 14-00 ч на заседании диссертационного совета Д 212 053 03 по защите докторских и кандидатских диссертаций при ГОУ ВПО «Дагестанский государственный университет» по адресу 367025, г Махачкала, ул Дахадаева, д 21

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дагестанского государственного университета

Автореферат разослан «18» апреля 2008г

Ваш отзыв, заверенный печатью, просим направить по адресу 367025, г Махачкала, ул Дахадаева, д 21 Электронный адрес есо@та!1 с!аи ги, факс 8(8722)67-46-51

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук,

доцент

Теймуров А А

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования. Во многих исследованиях (Матузинский НФ, 1991, Польченко В И, 1991, Абдурахманов Ф П ,1999, Магомедов М.Г , 2006 и др ), посвященных изучению реальных условий интенсивного применения в сельском хозяйстве пестицидов и минеральных удобрений с широким диапазоном биологических эффектов (бластомогенный, мутагенный, эмбриотропный) в количествах, многократно превышающих рекомендуемые уровни территориальных (Польченко В И, 1989 и др ) и популяционных (Балахонов АВ, 1990 и др) нагрузок, отмечается закономерное ухудшение здоровья населения, связанное с морфофункциональными нарушениями (МФН) различных органов и систем.

Это утверждение справедливо и для предгорной и равнинной зон Республики Дагестан (РД), где уровень применения пестицидов длительное время не только превышает среднероссийский, но и многократно перекрывает допустимые и критические уровни нагрузок (КУН) (Матузинский НФ, 1991) по многим, в том числе наиболее опасным для здоровья, группам химических соединений (ГХС)

В литературе, широко освещающей в основном вопросы влияния на морфофункциональное состояние (МФС) биообъектов общих, популяционных и территориальных нагрузок (ТН) (Польченко В И, 1989, Балахонов А В , 1990 и др) химических средств защиты растений (ХСЗР), недостаточно представлена роль изолированного и сочетанного воздействия различных ГХС пестицидов с природными эндемическими факторами в распространенности экологически обусловленных МФН и их последствий

Как правило, в основе подобных последствий или патологических проявлений лежат различные МФН в виде снижения или нарушения митоза, усиления процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), подавления иммунитета и др.

Наиболее уязвимыми группами населения в плане развития МФН являются беременные женщины и дети

Такая эколого-гигиеническая оценка ХСЗР, их влияния на МФС практически всего населения, особенно женщин репродуктивного возраста и детей, является следствием их общетоксических свойств (Польченко В И, 1991, Абдурахманов Ф П , 1999 и др )

Типичным последствием нарушения морфофункционального состояния, даже в условиях слабого и умеренного экологического неблагополучия, является задержка внутриутробного развития плода

(ЗВУРП), которая определяет уровень мертворождаемости, младенческой смертности, детской заболеваемости и влияет на другие показатели потенциала здоровья населения (Балева Л С , Кобринский Б.А , 2001, Омаров С -M А, Магомедов M Г., Шляхецкий H С., 2006,2007, и др )

В связи с тем, что МФН и их последствия относятся к значимым показателям риска смертности, отставания и неполноценного развития плода, они заслуженно признаются важнейшими маркерами неблагополучного влияния окружающей среды на человека и в значительной мере определяют перинатальную смертность Так, в РФ и в странах Европы они составляют более 60 % всех летальных исходов в перинатальном периоде (Сафонова Т Я, Немковская Т С , 1985, Магомедов M Г , 2006, 2007, Tibrewala N S , 1980, 2001 и др )

Попытки научно-обоснованного поиска критериев более раннего выявления влияния неблагоприятных экологических факторов на частоту МФН местного населения, когда возможно направленное вмешательство в оздоровление экологической ситуации, является важной и актуальной задачей

Цель и задачи исследования

Целью исследования является оценка влияния пестицидов в условиях дефицита йода в рационе на морфофункциональное состояние жизненно важных органов в эксперименте

Для достижения этой цели были решены следующие задачи:

- изучена экологическая характеристика основных факторов в районах равнинного, предгорного и горного Дагестана,

- оценено изолированное и сочетанное влияние малых доз пестицидов, а также дефицита йода, минеральных веществ в рационе на МФС жизненно важных органов экспериментальных животных,

- разработаны практические рекомендации по профилактике отклонений МФН по территориям интенсивного земледелия

Научная новизна и теоретическая значимость работы.

В работе впервые - изучена степень участия изолированного и со-четанного влияний приоритетных природных и антропогенных факторов в возникновении МФН жизненно важных органов и их последствий,

- среди применяемых ХСЗР установлены ГХС пестицидов, представляющие опасность в отношении МФН и их последствий, а также их долевое участие в возникновении МФН,

- в эксперименте изучена и дана экологическая оценка изолированному и сочетанному влиянию малых доз пестицидов в условиях де-

фицита йода и минеральных веществ в рационе на степень проявления МФН в жизненно важных органах и их последствий,

- экспериментально установлено, что сочетания ГХС пестицидов в условиях дефицита йода в рационе с эффектом аддитивности и синергизма в отношении МФН представляют опасность в до- и послеродовом периодах развития плода,

- экспериментальными исследованиями подтверждено, что различные внутри- и внеутробные МФН - звенья одной цепи негативных эффектов изолированного и сочетанного воздействий ГХС пестицидов, ИДС, микроэлементозов, а также других факторов риска окружающей среды,

- в проведенных исследованиях при сочетанном воздействии различных ГХС пестицидов, ИДС и других микроэлементозов установлены эффект эммерджентности и явления «инверсии действия» (Саноц-кий И.В ,2001; Балева Л С , Кобринский Б А , 2001)

Практическая значим ость полученных данных

Полученные данные при выполнении настоящей работы имеют следующее практическое применение

- научно обоснованная оценка степени риска МФН для жителей аграрных регионов изолированного и сочетанного воздействий ХСЗР с эндемическими, биогеохимическими факторами,

- оценка биологической значимости долевого участия природных и антропогенных экологических факторов риска в формировании МФН и их последствий,

- выявление условий, модифицирующих биологические эффекты при сочетанном воздействии различных ГХС пестицидов с различными природными экологическими факторами,

- использование в учебных циклах университета для студентов на факультетах биологии и экологии, а также на курсах повышения квалификации педагогов

Апробация работы

Результаты научных исследований докладывались и обсуждались на федеративных и международных научных конференциях 2 доклада -на международной конференции «Устойчивое развитие горных территорий» (Владикавказ, 2007), 1 - на юбилейной научно-практической конференции, посвященной 100-летию кафедры общей гигиены с экологией СПбГМУ им И П. Павлова (Санкт-Петербург, 2001)

Автору принадлежит инициатива формирования научного направления по экспериментальному моделированию и изучению роли эколо-

гических факторов в возникновении морфофункциональных нарушений в разных климатогеографических регионах интенсивного земледелия Ее вклад в работу является основным, он заключается в планировании, организации и проведении исследований по всем разделам диссертации, в формулировке цели и задач, определении объема и формировании методик исследования, накоплении материала, анализе, обобщении и обсуждении результатов исследования, подготовке публикаций по теме диссертации Лично автором разрабатывались экологические аспекты региональной эколого-гигиенической оценки условий применения ХСЗР, подходы прогнозирования морфофункциональных нарушений при изолированном и сочетанном воздействиях факторов окружающей среды Автором самостоятельно выполнены экспериментальные исследования по изучению влияния различных ХСЗР в сочетании с неблагоприятными эндемическими особенностями - дефицитом йода на формирование морфофункциональных нарушений

Доля участия автора в накоплении информации более 80 %, а в ее обобщении и анализе - 100 %

Материалы диссертационного исследования нашли отражение в монографии «Функциональное состояние жизненно важных органов при воздействии пестицидов в условиях дефицита йода», а также в 4 всероссийских и международных публикациях, одна из которых (статья) вышла в журнале, рецензируемом ВАК

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, глав (материалы и методики, результаты собственных исследований и их обсуждение), выводов и указателя литературы Текст работы изложен на 170 страницах, иллюстрирован 12 таблицами, 71 снимком и 16 графиками Список литературы содержит 197 источника, из которых 126 принадлежат отечественным и 68 - зарубежным авторам

Иммунологические исследования диссертации выполнены на базе кафедры патофизиологии Даггосмедакадемии (старший лаборант - Н М Джамалутдинова, зав кафедрой - д м н, профессор - Саидов М 3 ), биохимические - на базе лаборатории ДФ ФГУП «Каспийского НИИ рыбного хозяйства» (доц Уцов С А), морфологические - на базе кафедры патологической анатомии Даггосмедакадемии совместно с ассистентом кафедры к м и М Т Тайгибовым (зав каф , профессор Шахназаров А М)

Эталонные и препаративные формы пестицидов для экспериментальных исследований были любезно предоставлены лабораторией Республиканской агрохимслужбы «Дагестанский» (зав. лабораторией - Ма-гомедова Н Г), за что автор выражает свою искреннюю признательность и глубокую благодарность

Основные положения, выносимые на защиту

I Причиной возникновения морфофункциональных нарушений жизненно важных органов экспериментальных животных являются изолированное и сочетанное воздействия неблагоприятных антропогенных и природных экологических факторов

II Экспериментально установлено, что хроническое воздействие малых доз пестицидов в условиях дефицита йода и минеральных веществ в рационе вызывает существенное снижение митотической активности клеток и проявляется выраженным снижением репродуктив-ности, замедлением прироста массо - ростовых показателей крысят, повреждением гонад и других органов, угнетением механизмов специфической и неспецифической защиты Значительно снижается антиокси-дантная способность кишечника, лимфоузлов, печени и селезенки в сравнении с изолированным воздействием пестицидов или с дефицитом микро-, макроэлементов, что проявляется повышением показателей пе-роксидации липидов указанных органов

III Экспериментальное моделирование натурных условий, свойственных регионам аграрной направленности, подтверждает, что МФН внутри- и внеутробного периодов развития плода - звенья одной цепи воздействия неблагоприятных факторов различной природы

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследований

В ходе выполнения настоящей работы изучалось влияние изолированного и сочетанного воздействий малых доз пестицидов ('/50 ЛД50) в условиях дефицита йода и минеральных веществ на МФС некоторых жизненно важных органов крыс

Оценку функционального и морфологического состояния органов репродуктивной системы и других жизненно важных органов осуществляли на родительских особях и детенышах первого поколения (Запад-нюк Б В, 1983)

В опытах при изучении морфофункционального состояния были использованы традиционные методы экспериментальных исследований Малые дозы факторов использовали исходя из условий реальной жизни, а также с учетом мнения о недопущении разрыва в принципах изучения общетоксических признаков проявления патологии

При организации и проведении экспериментальных исследований были обеспечены одинаковые условия для животных контрольной и опытных серий Общая продолжительность опытов - 3,5 - 4,0 месяца, с

учетом времени воздействия экологических факторов на родительские особи и наблюдения над первым поколением детенышей

Состояние животных родительских популяций оценивалось по динамике массы тела, показателям внешнего вида, морфологии гонад и других органов и тканей

Всего в эксперименте (6 серий) задействованы 90 белых беспородных половозрелых крыс обоего пола весом 180-240 г и 151 детеныш, рожденный от подопытных крыс Все животные содержались в обычных условиях вивария (табл 1)

Подбор п обоснование доз пестицидов для затравки экспериментальных животных осуществляли с учетом сравнительной характеристики показателей токсикометрии и продолжительности внутриутробного развития крыс и человека

В настоящей работе в качестве токсикометрического показателя использована ВЬ5о действующего вещества (доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном введении в желудок), так как для наиболее значимых ядовитых веществ данный показатель рассчитан для человека и для животных, а все остальные показатели токсикометрии - предельно допустимая концентрация (ПДК), максимально допустимый уровень (МДУ), ориентировочно безопасный уровень веществ (ОБУВ) и др рассчитаны только на человека

С учетом продолжительности внутриутробного развития крыс и человека дозы, применяемые в настоящем эксперименте, значительно выше реальных концентраций и составляют 1/5о 01-50

В опытных сериях спаривание проводили через 15 дней после начала затравки В соответствии с поставленными задачами изучали хроническое действие на организм малых доз пестицидов на фоне дефицита йода и минеральных веществ в рационе В качестве затравки использовались пестициды, приоритетные для РД как по величине ТН, так и по степени их опасности (хлорофос, хлорокись меди, у-ГХЦГ) Были использованы данные матричных таблиц (Магомедов М Г, 2006) по определению биологических эффектов при изолированном и сочетан-ном воздействиях различных ГХС на внутриутробное развитие плода

Животные опытных серий, за исключением 2 и 6 серии, получали пестициды перорально из расчета '/50 ЛД50 в сутки в течение 3,5-4,0 месяцев (табл 1)

Таблица 1

Схема проведения эксперимента на белых крысах

№ п/п Воздействующие факторы Устовия эксперимента

Сроки затравки и облучения Суточная доза X доза за время эксперимента Колич животных

1 Контроль (с йодомари-ном) 105 дней 1,0 мкг 105 мкг 15

2 Рацион с ИД* 105 дней - - 15

3 Хлорофос+ ЙД 105 дней 1/50 ЛД,0 2,1 ЛД,0 15

4 Хлорокись Си+ ЙД 105 дней 1/50 ЛД,0 2,1 ЛД,0 15

5 У-ГХЦГ+ ИД 105 дней 1/50 ЛД50 2 1 ЛД,0 15

6 Рацион с ДМВ* и ЙД 105 дней - - 15

*ИД - йододефицит в рационе, У ,МВ-дефицит минеральных ве

ществ

Изменение массы тела подопытных животных (родительских особей) определяли через каждые 2 недели в динамике в течение всего эксперимента, а детенышей - в момент рождения и к концу 1 -й недели

Органометрию производили путем взвешивания сердца, печени, селезенки, матки, яичников, семенников и надпочечников с последующим определением индекса массы У крысят во всех 6 сериях опытов определяли массу тела в момент рождения и в течение 7 дней

Краниокаудальные размеры (ККР) определяли как в момент рождения, так и в динамике - в 2-х-, 4-х-, 5-недельном возрасте с вычислением степени достоверности разницы средних величин по данным контрольной серии

Кусочки органов для морфологических исследований сразу после забоя и взвешивания фиксировались в 12% растворе нейтрального формалина

Для оценки влияния сочетанного воздействия изучавшихся факторов исследовали некоторые показатели иммунного статуса Определяли число антителообразующих клеток (АОК) в лимфоузлах и селезенке с использованием методики A J Cunningham (1965)

Реакции спонтанного и комплементарного розеткообразования основаны на способности Т-лимфоцитов образовывать эритроцитарные спонтанные (Е-РОК) и В-лимфоцитов - комплементарные (ЕАС-РОК) розетки Число Т-лимфоцитов определяли по методу N Mendes А (1973) в модификации Р Я Войлоковой, Г X Расуловой, Ю М Зарецкой (1976)

Фагоцитарную активность лейкоцитов крови определяли по модифицированной методике И Я Серебрийского и М А Антонова (1950) с расчетом завершенности фагоцитоза

Определение перекисного окисления липидов (ПОЛ) производилось по концентрации малонового диальдегида (МДА), накапливающегося при переокислении полиненасыщенных жирных кислот и вступающего в реакцию с тиобарбитуровой кислотой (ТБК), в результате чего образуется окрашенный продукт, обладающий поглощением в видимой части спектра (при 535 нм) В наших опытах определение МДА производилось по реакции с тиобарбитуровой кислотой по методу ВильбурнаЕ и соавт (1986)

Результаты исследований были обработаны статистически по Мон-цевичюте - Эрингене, вычисляли критерий Стьюдента (1), осуществляли одно- и двухфакторный дисперсионный анализ равномерных и неравномерных комплексов, ранговую корреляцию Спирмена, регрессионный анализ, а также определяли силу влияния факторов (к2) (Лакин ГФ, 1980)

Иммунная система при изолированном н сочетанном воздействии экологических факторов.

ХСЗР наряду с неполноценным и некачественным питанием, по данным различных авторов (Шведов В Г, Анисимов ГГ, 1989, 1992, Жамсарова С Д , 1990, Засимова ИЗ, 1991, Кишов М Г с соавт , 1993, Аклеев А В , 1995 и др ), занимают существенное место среди иммуно-депрессивных факторов окружающей среды

Изучение иммунного статуса родительских особей, подвергшихся воздействию малых доз различных ГХС пестицидов на фоне дефицита йода и минеральных веществ в рационе, в связи со значимостью роли иммунной системы в поддержании генетического гомеостаза и морфо-функционального состояния организма, представляло научно-практический интерес

В настоящей работе исследовали те ГХС пестицидов, которые в сочетании между собой и с неблагоприятными факторами среды в натурных условиях оказывали эффект аддитивности и синергизма в отношении морфофункциональных нарушений различных тканей, органов и систем (Магомедов М Г , 2006, 2007)

К концу затравки до иммунизации эритроцитами барана (ЭБ) содержание иммунных РОК и АОК в лимфоузлах и селезенке у крыс всех опытных серий практически не имело существенных различий, хотя было меньше, чем в контрольной серии В этот же срок фагоцитарная

активность нейтрофилов у крыс разных серий была снижена в 1,3 - 2,0 раза. Следует отметить, что наибольшее снижение фагоцитоза происходило у животных 4 серии (хлорокись меди + ИД): ФАЛ - 37,8±4,7%; ФИ - 1,6±0,1 (в контроле - 84,1±4,1% и 4,5±0,51). Интересен тот факт, что при применении ядохимикатов на фоне дефицита йода фагоцитарные функции нейтрофилов у крыс 3 и 5 серии (хлорофос + ИД и у-ГХ1ДГ + ЙД) страдают в меньшей степени, чем у животных 4 серии (хлорокись меди + ЙД): ФАЛ составил 40,2±1,7 и 40,7±3,5 %; ФИ -1,5±0,11 и 1,6±0,3, соответственно - снижение в 2,07-2,09 раза (Р<0,01). У крыс остальных опытных серий снижение фагоцитоза было менее выражено. Данный феномен роста h2 при низких дозах мутагенов наподобие биологических эффектов, имевших место в натурных исследованиях других исследователей (Магомедов М.Г., 2006), возможно объясняется явлениями эммерджентности и «инверсии» в действиях мутагенов (Саноцкий И.В., 2001).

Иммунизацию опытных крыс ЭБ проводили с целью оценки функционального состояния иммунной системы. На 3-4 дни после введения ЭБ (индуктивная фаза) количество АОК в лимфоузлах у крыс 2-6 серий было меньше в 1,48-5,1 раз, в селезенке - в 2,34 -4,3 раз, чем у крыс контрольной серии (рис. 1)

80 -, а

«

70 -60 50 -40 -30 20 10 -о -

Контроль. Дефип. J Хлорофос+ Хлорокись у — ГХЦГ+ Дефиц. midi, в-

дефиц. J Си+ дофин. J дефиц. J в н J

m До введ ЭБ а 3-4дснь □ 7-8 дет.

Рис 1. АОК лимфоузлов по срокам иммунизации ЭБ

Аналогично низким был на 7-8 день (продуктивная фаза иммуногенеза) прирост количества АОК у крыс 2-6 серий. Он значительно отстает от прироста иммунных розеткообразующих клеток Еи-РОК от 10 до 40 %, против 100% у контрольных крыс. При этом наименьшие показатели прироста отмечены в 3 и 4 сериях.

В лимфоузлах прирост АОК у крыс опытных и контрольной серий был примерно одинаковым: в контрольной - на 28,7 %; в опытных - на 19,2 - 40 %. Прирост Еи-РОК в селезенке на 7-8 дни имел свои особенности в виде их снижения у крыс 1 и 2 серий (на 36,5 и 13,4 %, соответственно), при продолжающемся росте (28 - 57 %) в опытных сериях.

Темпы их прироста в лимфоузлах опытных серий были меньшими (в 1,12 - 1.66 раза), чем в контроле (в 2,27 раза).

Вместе с тем, в опытных сериях общее количество АОК селезенки было в 2,34-4,5 раза меньшим на 3-4 дни и в 3,2-8,0 раза меньшим на 78 дни, чем у крыс контрольной серии.

В динамике формирования иммунного ответа после иммунизации ЭБ в контрольной серии наблюдалось усиление фагоцитарных функций каждого лейкоцита, участвующего в фагоцитозе (ФИ увеличивается до 8,1 ±2,3; до иммунизации-4,5±0,51), (Р<0,05).

Контропьн ЙДС Хл-фэс+ЙДС* Хп-окись Си > ЙДС У -изомер ЙДОДМВ

ГХЦГ+ЙД

нДовведЭБ я 3-4 день введ ЭБ □ 7-8 день введ ЭБ

Рис 2. ФАЛ по срокам иммунизации ЭБ

В опытных сериях иммунизация не вызывала активизацию фагоцитоза: ФАЛ и ФИ оставались сравнительно монотонно низкими.

Судя по характеру наблюдаемых изменений, количеству АОК и РОК в селезенке и лимфоузлах и фагоцитарной активности нейтрофи-лов, использованные в исследовании ядохимикаты на фоне дефицита йода и минеральных веществ угнетают механизмы иммунобиологической защиты, их функциональную активность и способность реагировать на введение антигена (в наших опытах - ЭБ), что может повысить вероятность риска нарушения генетического гомеостаза и повлечь за собой отягощение имеющихся МФН.

Комплементарная активность сыворотки крови к концу эксперимента у крыс контрольной и опытных серий не имела существенных различий только у крыс 4-5 серий наблюдалось достоверное снижение комплементарной активности

В последующем, после иммунизации ЭБ комплементарная активность сыворотки крови снижалась у крыс 2 и 6 серий, как и в контрольной (Р<0,05) В остальных сериях снижение активности было недостоверным

Интенсивность процессов перекнсного окисления лнпидов (ПОЛ) может служить ранним сторожевым маркером возникновения МФН и подтверждением различных неблагоприятных последствий, особенно в системе мать - плод (Банкова В В , Банков МИ, 1991 г , Ле-беденко В С , 1991, Шалина Р И , Кущ И Б , Чеканина В П и др , 1988) В связи с этим в экспериментальных исследованиях в индуктивную и продуктивную фазы иммуногенеза после введения ЭБ и по окончании затравки в кишечнике, селезенке, лимфоузлах и печени у всех 6-ти серий лабораторных животных оценивали (по концентрации МДА) интенсивность процессов ПОЛ и их зависимость от токсикологических характеристик пестицидов, а также от количественно-качественного состава микро- и макроэлементов в рационе животных (рис 3).

Контроль №1 ИД №2 Хл-фос+ИД Хл-окись у-ПХЦГ+ИД Дефиц 1 и

№3 Си+ЙД Ха4 №5 мин в-в №6

— печень я - селезенка - и лимфоузел — - X— кишечник

Рис 3 Концентрация МДА в различных органах экспериментальных

животных

Установлено, что показатели ПОЛ до и в различные сроки после введения ЭБ имеют достоверную и прямую корреляционную связь (Р<0,05) с токсикологическими характеристиками пестицидов, использованных для затравки животных, а также с количественно-

качественным составом минеральных веществ в рационе для подопытных животных

Высокий уровень ПОЛ в 6 серии в сравнении с 1 и 2 сериями указывает на роль минеральных веществ в антиоксидантной функции и в возникновении различных МФН и их последствий для организма (Королев А А , и др , 1992, Тутельян В А , 1993 и др )

Морфологические п морфометрические изменения жизненно важных ор1анов при сочетанном воздействии экофакторов малой интенсивности в эксперименте

В ходе изучения сочетанного влияния дефицита йода и пестицидов на морфологию тканей различных органов и систем выявлены как однотипные, так и специфические для каждой серии животных морфологические изменения различной степени выраженности в зависимости от дозы и вида сочетаний использованных затравок

У животных 3 серии морфологическая картина в семенниках характеризовалась более заметно выраженными изменениями, чем в 1, 2 и 6 сериях опытов В частности, количество извитых канальцев и диаметр сосудов заметно уменьшились, на фоне выраженной гиперемии сосудов стромы со склерозом стенок наблюдалось снижение числа клеток спер-матогониев по сравнению с вышеназванными сериями

Значительные изменения происходили и в морфологической картине надпочечников и в клубочках Так, отмечается некоторое стирание границ между корковым и мозговым веществами, умеренное сужение крупных венозных сосудов и сокращение капиллярной сети мозгового вещества Снижение митотической активности в клубочковой зоне коркового вещества проявилось заметным уменьшением количества клеток и незначительным уменьшением всей клубочковой зоны

В 4 и 5 сериях животных, помимо вышеприведенных морфологических изменений, встречалось запустевание извитых канальцев семенников и их деформация Наблюдались также широкие прослойки фиброзной соединительной ткани с утолщением их соединительнотканой капсулы Отмечалось отторжение сперматогенного слоя клеток от капсулы в центр канальцев

В яичниках и надпочечниках морфологические изменения в 3 серии выражены заметнее, чем во 2, 6 и в контрольной сериях животных В яичниках данной серии животных наблюдалось уменьшение количества начальных стадий генеративных клеток, что указывает также на ослабление митотической активности и резервной функции яичников, которое

можно оценить как предпатология, способная перейти в патологию (Рязанова Р , Гафурова Т В , 1991) (табл 2)

В надпочечниках животных 3 серии снижение митотической активности проявилось стертостью границ между корковым и мозговым веществом и значительным уменьшением количества клеток в клубочковой зоне коркового вещества, а в пучковой зоне - общим утоньшением

Морфологическая картина надпочечников в данной серии характеризуется выраженными изменениями, которые проявились уменьшением индекса массы и другими нарушениями нормальной архитектоники

В клубочковой зоне коркового вещества заметно уменьшается количество клеток, а в гомогенной цитоплазме практически отсутствуют липидные включения Значительно уменьшилась и вся клубочковая зона Пучковая зона в эксперименте характеризуется существенным уменьшением в цитоплазме этих клеток липидных включений

В печени на фоне умеренной дистрофии гепатоцитов были видны очаги некроза

У животных 3 серии морфологическая картина миокарда отличалась от предыдущей серии Наблюдалось резкое полнокровие сосудов миокарда и других исследуемых тканей с локальными и диффузными геморрагиями, а также умеренными очагами дистрофии Пораженные участки сочетались с зонами некроза кардиомиоцитов, с фрагментацией миофибрилл

В почечной ткани при этом на первый план выступали признаки диффузного склероза коллапса клубочков с компенсаторной гипертрофией сохранившихся Массивные очаги некроза гепатоцитов на фоне полнокровия сосудов и жировой дистрофии являлись характерным признаком морфологии печени

В препаратах миокарда после воздействия хлорокиси меди и у-ГХЦГ в сочетании с дефицитом йода наблюдалась резко выраженная дистрофия спонгиоцитов в сочетании с диффузными очагами их некроза Крупноклеточная инфильтрация стромы, преимущественно вокруг кровеносных сосудов, носила обширный характер

Морфологические изменения печени и почек отличались значительным полиморфизмом тканевой реакции и обширностью территории, охватываемой патологическим процессом, причем, степень патологических изменений в клетках в значительной мере определялась функциональной нагрузкой, васкуляризацией

У животных 2, а также 6 серии отмечены незначительные изменения миокарда, которые проявлялись в некоторой стертости поперечной

исчерченности миофибрилл, по ходу которых встречались единичные пролиферации фибробластов Наблюдалась также умеренная пролиферация ядер сосудистого эндотелия канальцев

Морфологические изменения при воздействии пестицидов на фоне йодного дефицита, по-видимому, объясняются суммацией биологических эффектов и свидетельствуют о новом качественном характере реакции на подобное воздействие, что приобретает важное значение в регионах интенсивного земледелия Это должно быть учтено при изучении биологических эффектов

Количественная характеристика повреждающего воздействия пестицидов и минеральных удобрений (МУ) на морфофункциональное состояние репродуктивных и других органов, принимающих непосредственное участие в формировании плода, является важным звеном в комплексе профилактических мероприятий по снижению частоты мутагенных, тератогенных, эмбрио- и гонадотоксических последствий МФН

В этой связи представляло интерес определение морфоструктур-ных изменений гонад и других жизненно важных органов родительских особей лабораторных белых крыс в условиях эксперимента при воздействии малых доз пестицидов в сочетании с эндемическими факторами, такими как дефицит йода и другие микроэлементозы

Во всех сериях опытов в той или иной степени наблюдается достоверное (Р<0,05) снижение количества примордиальных фолликулов, снижение начальных генеративных клеток, а также фолликулов с 1, 2 и более слоями

При подсчете структурно-функциональных единиц репродуктивных органов самок учитывали фолликулы, содержащие ядро Известно, что количественное соотношение структурно-функциональных единиц указанных органов зависит от различных факторов и не является стабильной величиной В этой связи в качестве условной нормы брали показатели контрольной серии экспериментальных животных, которые вместе с пищей и водой получали йод в виде йодомарина в дозе, эквивалентной суточной норме взрослого человека, - 200 мкг

Наибольшее угнетение МАК, проявившееся наименьшим количеством примордиальных фолликулов (18,2 ± 1,2), среди всех серий отмечено в 4 серии животных (хлорокись меди + ЙД)

Менее выраженное гонадотоксическое проявление наблюдается у животных 5 серии (у-ГХЦГ + ЙД) - (20,0+0,93) и 3 серии (хлорофос +ИД) - (20,7±1,82) Во 2-й серии, получавших корм только с дефицитом йода без пестицидов - 24,5+0,42, в 6 - серии животных, получавших

обедненный микроэлементами рацион питания, в том числе и йодом, -21,6+ 0,74

Таблица 2

Структурные единицы гонад в экспериментальных сериях

№ п/п Наименование серии Структурные единицы гонад М+т 5

Сперматоциты Фоликуллы с 1- 2 слоями Фоликуллы с 2 слоями

1 2 3 4 5

1 Контроль (с йодомари-ном) 79,4 ±1,2 28,7 ± 0,72 35,8 ± 0,23

2 Рацион с ИД 73,6 ±0,65 24,5 ± 0,86 31,7 ±0,86

3 Хлорофос+ ИД 53,4 ± 0,82 * 20,7 ±1,82* 16,4 ±0,61 *

4 Хлорокись Си+ЙД 54,6 ± 0,79 * 18,2 ± 1,2 * 16,4 ± 1,3*

5 У-ГХЦГ+ ИД 60,9 ± 1,3 * 20,0 ± 0,93* 12,7 ±0,83*

6 Рацион с ДМВ и ИД 71,0 + 0,87* 21,6± 0,74* 20,8 ± 0,78 *

Примечание * - в сравнении с контролем статистически достоверно

Кратность подавления МАК гонад при воздействии пестицидов на фоне дефицита йода по количеству примордиальных фолликулов с 1-2-мя слоями в сравнении с контрольной серией колебалась от минимального 1,17 раз до максимального 1,58 раз

При подсчете фолликулов с 2-мя и более слоями в опытных сериях животных наименьшее число отмечено в 5 серии - 12,7+0,83 против 35,8+0,23 в контрольной серии

В ходе морфоструктурного анализа семенников во всех сериях опытов отмечается достоверное снижение количества клеток во всех стадиях развития - от сперматогоний до сперматид по сравнению с контрольной серией животных, которые были условно взяты за норму

В опытных сериях наиболее выраженный гонадотоксический эффект отмечен у животных 3 (53,4+0,82) и 4 серий- (54,4+0,79), а наименьший - в 6 и 2 сериях (табл 2), что должно быть принято во внимание при нормировании экологических факторов разной интенсивности и природы

Таким образом, размах колебаний числа сперматоцитов на различных стадиях развития колеблется от 53,4±0,82 в 3 серии животных до 79 + 1,12 в контрольной серии животных

Полученные результаты подтверждают прямую зависимость повреждающего эффекта на гонады как способа взаимодействия экологи-

ческих факторов малой интенсивности различной природы, так и ГХС пестицидов, обладающих разной степенью гонатодотропности и гона-дотоксичности

Как значимые показатели состояния репродуктивной системы экспериментальных животных и эмбриотоксичности, использованных в качестве затравок ГХС пестицидов на фоне дефицита йода и минеральных веществ в рационе, исследовали количество крысят в помете на 1 самку (рис 4) Отмечено, что по сравнению с контролем количество крысят на 1 самку статистически достоверно меньше (Р<0,01) во всех опытных сериях В наибольшей степени это заметно у животных 5 серии (разница средних показателей между опытными сериями не существенна)

По-видимому, это объясняется снижением способности к оплодотворению, предимплантационной гибелью, а также эмбриотропным и эмбриотоксическим эффектами исследованных факторов Подобная закономерность нами выявлена и при определении массо-ростовых показателей крысят с момента рождения до 5 недель

Нарушения со стороны репродуктивной системы при воздействии ГХС пестицидов, на фоне дефицита йода и минеральных веществ в рационе в виде низких массо-ростовых показателей в момент рождения и в динамике в сравнении с контролем отмечены практически во всех сериях опытов, со статистической достоверностью в 3 - 6 сериях опытов Все это свидетельствует о существенных функциональных нарушениях репродуктивной системы при воздействии малых доз пестицидов на фоне дефицита йода и минеральных веществ в рационе и служит под-

18 -,

Контроль Рационе Хлорофос+ Хл окись ?-ГХЦГ+ Рационе ДМВ ИД Си + ЙД ЙД ДМВ

Рис 4 Количество детенышей в помете на 1 самку

тверждением биологической значимости выявленных морфоструктур-ных изменений гонад

Таким образом, резюмируя полученные результаты исследования эколого-гигиенических аспектов МФН и их последствий, логично подчеркнуть, что они имеют мультифакториальный генез

Изучение воздействующих неблагоприятных факторов аграрного сектора РД показало существенное влияние последних на развитие МФН и их последствий Имеющиеся в литературе единичные сведения о биологическом эффекте раздельного действия некоторых экологических факторов - относительно больших доз пестицидов изолированно и в сочетании с физической работой, дефиците и несбалансированности питания и др - из-за разрозненности и противоречивости не позволяют сформулировать общие закономерности развития МФН и их последствий

Нашими исследованиями определены и научно обоснованы общетоксические показатели (ТН и АИ) ХСЗР, обладающих эффектами синергизма и аддитивности в развитии МФН, дефицит и несбалансированность минеральных веществ в рационе

Приведенные данные экспериментальных исследований позволяют заключить, что воздействие малых доз пестицидов на фоне дефицита йода и минеральных веществ в суточном рационе, могут быть причиной функциональных (биохимических, иммунологических, гематологических), морфоструктурных и морфологических нарушений жизненно важных органов

Полученные в работе данные необходимо учесть при разработке профилактических мероприятий по экологическому оздоровлению биоресурсов и нормировании факторов риска МФН

ВЫВОДЫ

1 ГХС пестицидов, представляющие опасность в отношении нарушения МФС жизненно важных органов при воздействии в условиях дефицита йода и минеральных веществ в рационе вызывают отставание массо-ростовых показателей в эксперименте как внутриутробно, так и в послеродовом периоде развития плода

2 Эмбриотоксичность, задержка внутри- и внеутробного развития плода - звенья одной цепи негативных эффектов при воздействиях различных ГХС пестицидов на фоне дефицита йода и минеральных веществ

3 Экспериментально установлено, что хроническое воздействие малых доз пестицидов в условиях дефицита йода и минеральных ве-

ществ в рационе вызывает существенные МФН, которые проявляются выраженным снижением репродуктивности, замедлением прироста массо-ростовых показателей крысят, повреждением жизненно важных органов, угнетением механизмов специфической и неспецифической защиты, а также подавлением антиоксидантной функции в сравнении с изолированным воздействием дефицита йода и минеральных веществ в рационе

4 При сочетанном воздействии малых доз пестицидов и йододе-фицита в рационе нарушается морфологическая картина, возникают существенные снижения митотической активности клеток печени, почек, сердца, семенников и других органов

5 Угнетение механизмов специфической и неспецифической защиты при воздействии малых доз пестицидов в условиях йододефицита в рационе проявляется снижением АОК и Еи-РОК лимфоузлов и селезенки, комплементообразования, ФАЛ и ФИ

6 Подавление антиоксидантной функции жизненно важных органов у животных, подвергшихся хроническому воздействию малых доз пестицидов в условиях дефицита йода и минеральных веществ, проявляется значительным повышением показателей пероксидации липидов в кишечнике, лимфатических узлах, печени и в селезенке в сравнении с изолированным воздействием дефицита йода и минеральных веществ в рационе

7 Степень выраженности активизации процессов ПОЛ зависит от вида сочетаний и тропности использованных затравок к тем или иным органам и их функциональной активности в биохимических процессах организма

8 Уровень содержания продуктов липопероксидации в жизненно важных органах можно рассматривать в качестве маркера повреждающих эффектов при воздействии неблагоприятных факторов окружающей среды

9 При нормировании экологических факторов различной природы необходимо учесть эффекты аддитивности, синергизма и антагонизма при их сочетанном воздействии и строго контролировать поступление их в окружающую среду

список

научных работ, опубликованных по теме диссертации

1 Газимагомедова, М К К эпидемиологии заболеваний нейроэн-докриноиммунных систем по Республике Дагестан //Окружающая среда и здоровье Материалы юбилейной научно-практической конференции, поев 100-летию кафедры общей гигиены с экологией (СПбГМУ им акад И П Павлова 14-16 ноября, 2001 г)- СПб , 2001 - С 36 (МЗ РФ СПбГМУ им акад ИП Павлова) Джафарова Т Д, Магомедов М М , Даниялова П М , Газимагомедова, М К., Шахназарова J1 М. и др Всего 8 чел

2 Газимагомедова, МК. Морфоструктурные изменения гонад крыс при воздействии пестицидов в условиях йодного дефицита //Тезисы докладов VI Международной конференции «Инновационные технологии устойчивого развития горных территорий» (Владикавказ, 28-30 05 2007 г )- Владикавказ, 2007 - С 509 (Министерство природных ресурсов РФ Владикавказский научный центр РАН) /Газимагомедова М К

3 Газимагомедова, М К Влияние пестицидов и дефицита йода на морфологическую картину гонад и паренхиматозных органов экспериментальных животных //Тезисы докладов VI Международной конференции «Инновационные технологии устойчивого развития горных территорий» (Владикавказ, 28-30 05 2007 г.)-Владикавказ, 2007 - С 510 (Министерство природных ресурсов РФ Владикавказский Научный Центр РАН) /Газимагомедова М.К

4 Газимагомедова, М К Влияние малых доз пестицидов на фоне дефицита йода и минеральных веществ в рационе на антиоксидантную способность жизненно важных органов в эксперименте //Вестник новых медицинских технологий - 2007.- №3 - С 24-26 /М Г Магомедов, М К Газимагомедова

5 Газимагомедова, М К Функциональное состояние жизненно важных органов при воздействии пестицидов в условиях дефицита йода Монография / Абдурахманов Г М, Магомедов М.Г - Махачкала 2007-91 с

Список сокращений, применяемых в автореферате

АОК - антителообразующие клетки,

АИ - ассортиментный индекс,

ВГП - внутриутробная гипотрофия плода,

ВПР - врожденный порок развития,

гхс - группа химических соединений,

дмв - дефицит минеральных веществ,

ЗВУРП - задержка внутриутробного развития плода,

йд - йододефицит,

йдс - йододефицитные состояния

МФН - морфофункциональные нарушения,

МАК - митотическая активность клеток,

МУ — минеральные удобрения,

ОБУВ - ориентировочно безопасный уровень ве-

ществ,

пдк - предельно допустимая концентрация,

пол - перекисное окисление липидов,

РОК - розеткообразующие клетки;

рд - Республика Дагестан,

тн - территориальная нагрузка,

ФАЛ - фагоцитарная активность лейкоцитов,

ФИ - фагоцитарный индекс,

ХСЗР - химические средства защиты растений,

Подписано в печать 10 04 2008г Формат 30x42 '/4 Бумага офсетная Гарнитура Times New Roman У п л 1 Печать офсетная Тираж 100 экз Тиражировано в типографии АЛЕФ г Махачкала, ул Дахадаева, 21